اقرأ في هذا المقال
- الأسس الفيزيائية والفسيولوجية المرضية للكهرباء
- علم الأمراض التي تسببها صدمات الكهرباء
- أسباب الوفاة في حوادث الكهرباء في الصناعة
- الالتزام بالتعليمات الكهربائية
الأسس الفيزيائية والفسيولوجية المرضية للكهرباء:
يقسم المتخصصون في الكهرباء الملامسات الكهربائية إلى مجموعتين وهما:
- الاتصالات المباشرة: والتي تتضمن الاتصال بالمكونات الحية.
- الاتصالات غير المباشرة: التي تتضمن اتصالات مؤرضة.
كل من هذه الأصناف يتطلب تدابير وقائية مختلفة اختلافا جوهريا.
من وجهة نظر طبية، يعد مسار التيار عبر الجسم هو المحدد الرئيسي للإنذار والعلاج، على سبيل المثال، يتسبب ملامسة فم الطفل ثنائي القطب بسدادة تمديد الحبل في حدوث حروق خطيرة للغاية في الفم، ولكن ليس الموت إذا كان الطفل معزولاً جيداً عن الأرض.
في البيئات المهنية، حيث تكون الفولتية العالية شائعة، يكون الانحناء بين مكون نشط يحمل جهداً عالياً والعمال الذين يقتربون من مسافة قريبة جداً ممكناً أيضاً، يمكن أن تؤثر مواقف العمل المحددة أيضاً على عواقب الحوادث الكهربائية، على سبيل المثال، قد يسقط العمال أو يتصرفون بشكل غير لائق عندما يفاجؤون بصدمة كهربائية غير ضارة نسبياً.
قد تحدث الحوادث الكهربائية بسبب النطاق الكامل للجهد الكهربائي الموجود في أماكن العمل، كل قطاع صناعي لديه مجموعة خاصة به من الظروف القادرة على التسبب في حدوث اتصال مباشر أو غير مباشر أو أحادي القطب أو ثنائي القطب أو تقوس أو مستحث، وفي النهاية تعتبر جميعها حوادث.
في حين أنه بالطبع خارج نطاق هذه المقالة لوصف جميع الأنشطة البشرية التي تنطوي على الكهرباء، فمن المفيد تذكير القارئ بالأنواع الرئيسية التالية من الأعمال الكهربائية، والتي كانت هدفاً للإرشادات الوقائية الدولية الموضحة في الفصل الخاص، وهي:
- الأنشطة التي تنطوي على العمل على الأسلاك الحية، بحيث نجح تطبيق البروتوكولات الصارمة للغاية في تقليل عدد صعقات الكهرباء خلال هذا النوع من العمل.
- الأنشطة التي تنطوي على العمل على الأسلاك غير المزودة بالطاقة.
- الأنشطة التي يتم إجراؤها بالقرب من الأسلاك الحية، وتتطلب هذه الأنشطة أكبر قدر من الاهتمام، حيث يتم تنفيذها غالباً بواسطة أفراد ليسوا كهربائيين.
علم الأمراض التي تسببها صدمات الكهرباء:
جميع متغيرات قانون جول للتيار المباشر : W = V x I x t = RI2t
(الحرارة الناتجة عن التيار الكهربائي تتناسب مع المقاومة ومربع التيار)، مترابطة بشكل وثيق، في حالة التيار المتردد، يجب أيضاً مراعاة تأثير التردد.
الكائنات الحية هي عبارة عن موصلات كهربائية، تحدث الكهربة عندما يكون هناك فرق محتمل بين نقطتين في الكائن الحي، من المهم التأكيد على أن خطر الحوادث الكهربائية لا ينشأ من مجرد الاتصال مع موصل حي، بل من الاتصال المتزامن مع موصل حي وجسم آخر بإمكانيات مختلفة.
قد تخضع الأنسجة والأعضاء الموجودة على طول المسار الحالي لإثارة وظيفية حركية، وفي بعض الحالات لا رجعة فيها، أو قد تعاني من إصابة مؤقتة أو دائمة، ونتيجة الحروق عموماً، يعتمد مدى هذه الإصابات على الطاقة المنبعثة أو كمية الكهرباء التي تمر عبرها، لذلك فإن وقت عبور التيار الكهربائي أمر بالغ الأهمية في تحديد درجة الإصابة، وهي قادرة على إحداث فقدان للوعي، ومع ذلك، على الرغم من أن الجهد 600V، والتيار الذي يبلغ 1A تقريباً والمقاومة الموضوعية بحوالي 600 أوم، ونظراً لأن مدة التفريغ قصيرة جداً، تصل إلى عشرات الميكرو ثانية وهكذا، عند الفولتية العالية (> 1،000 فولت)، غالباً ما يكون الموت بسبب مدى الحروق، في الفولتية المنخفضة، الموت هو دالة على كمية الكهرباء (Q = I x t)، والتي تصل إلى القلب ويتم تحديدها حسب نوع نقاط الاتصال وموقعها ومساحتها.
تناقش الأقسام التالية آلية الوفاة بسبب الحوادث الكهربائية، وأنجع العلاجات الفورية والعوامل التي تحدد شدة الإصابة، وهي المقاومة والشدة والجهد والتردد وشكل الموجة.
أسباب الوفاة في حوادث الكهرباء في الصناعة:
في حالات نادرة، قد يكون الاختناق هو سبب الوفاة، وقد ينتج هذا عن كزاز الحجاب الحاجز لفترات طويلة، أو تثبيط مراكز الجهاز التنفسي في حالات الاتصال بالرأس، أو كثافات التيار العالية جداً، على سبيل المثال نتيجة الصواعق، إذا كان من الممكن توفير الرعاية في غضون ثلاث دقائق، فقد يتم إحياء الضحية ببضع نفثات من الإنعاش الفموي.
من ناحية أخرى، يظل انهيار الدورة الدموية المحيطية الناتج عن الرجفان البطيني هو السبب الرئيسي للوفاة، يتطور هذا دائماً في غياب تدليك القلب المطبق في وقت واحد مع الإنعاش من الفم إلى الفم، يجب الحفاظ على هذه التدخلات التي يجب تعليمها لجميع الكهربائيين، حتى وصول المساعدة الطبية الطارئة، والتي تستغرق دائماً أكثر من ثلاث دقائق.
لقد درس عدد كبير جداً من علماء الأمراض الكهربائية والمهندسين حول العالم أسباب الرجفان البطيني، من أجل تصميم تدابير وقائية سلبية أو نشطة أفضل، لكن يتطلب عدم التزامن العشوائي لعضلة القلب تياراً كهربائياً مستداماً بتردد محدد وشدة ووقت عبور، الأهم من ذلك، يجب أن تصل الإشارة الكهربائية إلى عضلة القلب خلال ما يسمى بالمرحلة الضعيفة من الدورة القلبية، والتي تقابل بداية الموجة T من القلب الكهربائي.
أنتجت اللجنة الكهرو تقنية الدولية (1987 – 1994)، منحنيات تصف تأثير الشدة الحالية ووقت العبور على الاحتمال، (معبراً عنه بالنسب المئوية)، للرجفان ومسار التيار اليدوي من القدم، أجريت التجربة على عامل وزنه 70 كجم يتمتع بصحة جيدة، هذه الأدوات مناسبة للتيارات الصناعية في نطاق التردد من 15 إلى 100 هرتز، مع ترددات أعلى قيد الدراسة حالياً، بالنسبة لأوقات العبور التي تقل عن 10 مللي ثانية، فإن المنطقة الواقعة تحت منحنى الإشارة الكهربائية هي تقريب معقول للطاقة الكهربائية.
الالتزام بالتعليمات الكهربائية:
كل من المعطيات الكهربائية (التيار، الجهد، المقاومة، الوقت، التردد)، بالإضافة لشكل الموجة هي محددات مهمة للإصابة، سواء في حد ذاتها أو بحكم تفاعلها.
تم إنشاء عتبات التيار للتيار المتردد، وكذلك للشروط الأخرى المحددة أعلاه، مثل شدة التيار أثناء الكهربة تكون غير معروفة؛ لأنها دالة لمقاومة الأنسجة في لحظة التلامس، حسب القانون (I = V / R)، ولكنها ملحوظة بشكل عام عند مستويات تقارب 1 مللي أمبير.
يمكن أن تسبب التيارات المنخفضة نسبياً تقلصات عضلية قد تمنع الضحية من ترك جسم نشط عتبة هذا التيار هي دالة للكثافة ومنطقة التلامس وضغط التلامس والتغيرات الفردية، يمكن لجميع الرجال تقريباً وجميع النساء والأطفال التخلي عن تيارات تصل إلى 6 مللي أمبير، عند 10 مللي أمبير، لوحظ أن 98.5٪ من الرجال و 60٪ من النساء و 7.5٪ من الأطفال يمكنهم التخلي عنها، فقط 7.5 ٪ من الرجال وليس النساء أو الأطفال يمكنهم التخلي عن 20mA، لا أحد يستطيع التخلي عن 30mA وأكبر.
التيارات التي تبلغ حوالي 25 مللي أمبير قد تسبب تلف في الحجاب الحاجز، وهي أقوى عضلة تنفسية، وإذا استمر الاتصال لمدة ثلاث دقائق، فقد يترتب على ذلك سكتة قلبية، ويصبح الرجفان البطيني خطراً عند مستويات تبلغ 45 مللي أمبير تقريباً، مع احتمال بنسبة 5٪ في البالغين بعد ملامسة لمدة 5 ثوانٍ، أثناء جراحة القلب، وهي حالة خاصة معترف بها، فإن تياراً من 20 إلى 100 × 10-6 أمبير يتم تطبيقه مباشرة على عضلة القلب كافٍ للحث على الرجفان، إن حساسية عضلة القلب هذه هي السبب وراء المعايير الصارمة المطبقة على الأجهزة الطبية الإلكترونية.
مع تساوي جميع الأشياء الأخرى، تعتمد عتبات التيار أيضاً على شكل الموجة وأنواع الحيوانات والوزن والاتجاه الحالي في القلب، ونسبة وقت العبور الحالي إلى الدورة القلبية والنقطة في الدورة القلبية التي يأتي عندها التيار والعوامل الفردية.
الجهد المتضمن في الحوادث معروف بشكل عام، وفي حالات الاتصال المباشر، يتناسب الرجفان البطيني وشدة الحروق بشكل مباشر مع الجهد، حيث: V = RI و W = V x I x t
ترتبط الحروق الناتجة عن الصدمات الكهربائية ذات الجهد العالي بالعديد من المضاعفات، بعضها فقط يمكن التنبؤ به، وفقًا لذلك، يجب رعاية ضحايا الحوادث من قبل متخصصين ذوي خبرة، يحدث إطلاق الحرارة بشكل أساسي في العضلات والحزم الوعائية العصبية، كما يتسبب تسرب البلازما بعد تلف الأنسجة في حدوث صدمة تكون سريعة وشديدة في بعض الحالات، بالنسبة إلى مساحة سطح معينة، تكون الحروق الكهروحرارية مثل الحروق الناتجة عن تيار كهربائي مثلاً، دائماً أكثر حدة من أنواع الحروق الأخرى.
الحروق الكهرو حرارية خارجية وداخلية على حد سواء، وعلى الرغم من أن هذا قد لا يكون واضحاً في البداية، إلا أنه يمكن أن يتسبب في تلف الأوعية الدموية مع تأثيرات ثانوية خطيرة وتشمل هذه التضيقات الداخلية والتخثرات التي تسبب البتر بسبب النخر.
تدمير الأنسجة مسؤول أيضاً عن إطلاق البروتينات الصبغية مثل الميوجلوبين، حيث لوحظ هذا الإفراج أيضاً في ضحايا إصابات السحق، على الرغم من أن مدى الإفراج ملحوظ في ضحايا الحروق ذات الجهد العالي، يُعتقد أن ترسيب الميوغلوبين في الأنابيب الكلوية، وهو ثانوي للحماض الناجم عن نقص الأكسجين وفرط بوتاسيوم الدم، هو سبب انقطاع البول، وهذه النظرية التي تم تأكيدها تجريبياً ولكنها غير مقبولة عالمياً، هي أساس توصيات العلاج القلوي الفوري، حيث يُوصى باستخدام القلوية في الوريد، والتي تُصحح أيضاً نقص حجم الدم والأحماض الثانوية لموت الخلايا.
