NBR EC 60479-1 Efeitos da corrente elétrica sobre seres humanos e animais domésticos

1. NBR IEC 60479-1
Efeitos da corrente sobre seres
humanos e animais domésticos

2. 2
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Parte 1: Aspectos Gerias
Sumário
Prefácio
0 - Introdução
1 - Generalidade
2 - Impedância elétrica do corpo humano
3 - Efeitos da corrente alternada senoidal na faixa de
15Hz a 100Hz

3. 3
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Introdução
Destina-se a fornecer diretrizes básicas sobre os
efeitos das correntes de choque sobre os seres
humanos e os animais domésticos, para uso no
estabelecimento de requisitos de segurança
elétrica.
Na evidência disponível, principalmente da
pesquisa em animal, os valores são tão
conservadores que o relatório aplica-se às pessoas
em condições fisiológicas normais, inclusive às
crianças, independente da idade e do peso.

4. 4
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Introdução
Porém, há outros aspectos a serem levados
Em consideração, tais como probabilidade
de faltas, probabilidade de contato com
partes vivas ou partes com defeito, relação
entre tensão de contato e tensão de falta,
experiência adquirida, viabilidade técnica
e econômica.
Estes parâmetros têm que ser considerados
cuidadosamente quando do estabelecimento dos
requisitos de segurança, por exemplo,
características operacionais dos dispositivos de
proteção nas instalações elétricas.

5. 5
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Introdução
A primeira edição da IEC 60479 foi publicada em
1974 e estava baseada em uma extensa busca em
literatura e na avaliação das respostas recebidas a
um questionário.
Isto aplica-se especificamente aos limites de
fibrilação ventricular que é a causa principal de
mortes por corrente elétrica, e a análise de todos
os resultados de recente trabalho de pesquisa
sobre fisiologia cardíaca e sobre o limiar de
fibrilação, tornou possível compreender melhor a
influência dos principais parâmetros físicos,
especialmente da duração da passagem da
corrente.

6. 6
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Generalidade
Campo de aplicação e objetivo
O perigo às pessoas, para um determinado
percurso da corrente pelo corpo humano,
depende principalmente da intensidade e da
duração da passagem da corrente.
Porém, as zonas tempo/corrente especificadas nas
seções seguintes, não são em muitos casos,
diretamente aplicáveis na prática em projetar a
proteção contra choque elétrico; o critério
necessário é o limite admissível
de tensão de contato (por exemplo, o produto da
corrente que passa pelo corpo e da sua
impedância) em função do tempo.

7. 7
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Generalidade
Campo de aplicação e objetivo
A relação entre corrente e tensão não é linear
porque a impedância do corpo humano varia com
a tensão de contato; dados sobre esta relação são,
portanto, requeridos.
As diferentes partes do corpo humano – tais como
a pele, o sangue, os músculos, os outros tecidos e
as articulações apresentam para a corrente
elétrica uma certa impedância composta de
componentes resistivos e capacitivos.

8. 8
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Campo de aplicação e objetivo
Os valores destas impedâncias dependem de
vários fatores e, em particular, do percurso da
corrente, da tensão de contato, da duração da
passagem da corrente, da freqüência, do grau
de umidade da pele, da área da superfície de
contato, da pressão exercida e da
temperatura.
Os valores da impedância indicados neste
Relatório Técnico resultam de um exame
minucioso dos resultados experimentais
disponíveis de medidas efetuadas,
principalmente, em cadáveres e em algumas
pessoas vivas.

9. 9
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Campo de aplicação e objetivo
A seção 3 está principalmente baseada em
constatações relacionadas aos efeitos da corrente
a freqüências de 50 Hz ou 60 Hz, que são os mais
comuns em instalações elétricas.
Porém, os valores indicados, são considerados
como aplicáveis a uma faixa de freqüência de
15Hz a 100 Hz, estando os valores no limiar desta
faixa mais elevados que os limites em 50 Hz ou
60 Hz.
É considerado principalmente o risco de fibrilação
ventricular que é a causa principal dos acidentes
fatais, na faixa de freqüência de 15 Hz a 100 Hz .

10. 10
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Campo de aplicação e objetivo
Os acidentes em corrente contínua não são tão
freqüentes apesar do grande número de
aplicações, acidentes fatais só ocorrem sob
condições muito desfavoráveis, por exemplo,
em minas.
Isto, em parte, deve-se ao fato de que em
corrente contínua é mais facil soltar-se de partes
energizadas e que, para choque com durações
mais longas que o período do ciclo cardíaco, o
limiar de fibrilação ventricular permanece
consideravelmente mais elevado que em corrente
alternada.

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Campo de aplicação e objetivo
As principais diferenças entre os efeitos de c.a. e
c.c. no corpo humano resultam do fato que ações
de excitação da corrente (estimulação de nervos e
músculos, indução de fibrilação cardiaca atrial ou
ventricular) estão ligadas às mudanças da
intensidade da corrente, especialmente quando a
corrente é estabelecida e interrompida.
Para produzir os mesmos efeitos de excitação a
Intensidade constante de passagem da corrente
contínua é de duas a quatro vezes maior que a de
corrente alternada.

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Definições
Impedância elétrica do corpo humano
impedância interna do corpo humano (Zi):
Impedância entre dois eletrodos em contato
com duas partes do corpo humano,
desprezando as impedâncias da pele.
impedância da pele (Zp): Impedância entre
um eletrodo sobre a pele e os tecidos
condutivos subcutâneos.

13. 13
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Definições
impedância total do corpo humano (ZT):
Soma vetorial da impedância interna do corpo
humano e da impedância da pele (ver figura 1).
resistência inicial do corpo humano (Ro):
Resistência que limita o valor da corrente de pico
no momento em que a tensão de contato ocorre.

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Definições
impedância total do corpo humano (ZT)

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Definições
Efeitos da corrente alternada senoidal na
faixa de 15 Hz a 100 Hz
limiar de percepção: Valor mínimo de corrente
que circula através da pessoa capaz de causar
qualquer sensação.
limiar de reação: Valor mínimo de corrente que
Provoca contração muscular involuntária.

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Definições
Efeitos da corrente alternada senoidal na
faixa de 15 Hz a 100 Hz
limiar de soltar-se: Valor máximo de corrente à
qual uma pessoa que segura eletrodos pode soltar
se destes.
limiar de fibrilação ventricular: Valor mínimo de
corrente através do corpo que causa fibrilação
ventricular.

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Definições
fator F corrente no coração: Refere-se à
intensidade do campo elétrico (densidade
de corrente) no coração para um dado
percurso da corrente quando comparado à
intensidade do campo elétrico (densidade
de corrente) no coração para uma corrente
de mesma intensidade circulando da mão
esquerda para os pés.
NOTA - No coração, a densidade de corrente é
proporcional à intensidade do campo elétrico.

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Definições
período vulnerável: Abrange uma parte
relativamente pequena do ciclo cardíaco durante o
qual as fibras do coração estão em um estado
não-homogêneo de excitabilidade e ocorre a
fibrilação ventricular se elas forem excitadas por
Uma corrente elétrica de intensidade suficiente.

19. 19
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Definições
NOTA - O período vulnerável corresponde à primeira
parte da onda T no eletrocardiograma que é
aproximadamente 10% do ciclo cardíaco.

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Definições
NOTA - O período vulnerável corresponde à primeira parte da
onda T no eletrocardiograma que é aproximadamente 10%
do ciclo cardíaco
Ativação da fibrilação ventricular no período vulnerável.
Efeitos sobre o eletrocardiograma (ECG) e pressão arterial

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Definições
Efeitos da corrente contínua fator de equivalência c.c./c.a.
(k): Razão entre a corrente contínua e o valor eficaz
equivalente de corrente alternada que tem a mesma
probabilidade de induzir fibrilação ventricular.
NOTA - Como exemplo, para durações de choque mais longas que
o período de um ciclo cardíaco e 50% de probabilidade de
fibrilação ventricular, o fator de equivalência é
aproximadamente:

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Definições
corrente longitudinal: Corrente circulando no sentido
longitudinal pelo tronco do corpo humano, por exemplo, da
mão para o pé.
corrente transversal: Corrente circulando no sentido
transversal pelo tronco do corpo humano, por exemplo, de
uma mão para a outra.
corrente ascendente: Corrente contínua pelo corpo humano
onde os pés representam a polaridade positiva.
corrente descendente: Corrente contínua pelo corpo humano
Onde os pés representam a polaridade negativa.

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Definição
Impedância elétrica do corpo humano
Esta seção indica os valores da impedância elétrica
do corpo humano em função da tensão de contato,
da freqüência, do grau de umidade da pele, do
percurso da corrente e da área da superfície de
contato.
Impedância interna do corpo humano (Zi)
A impedância interna do corpo humano pode ser
considerada predominamente resistiva. O valor da
impedância depende principalmente do percurso da
corrente e, em menor grau, da área da superfície de
contato.

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Definição
A figura 2 indica a impedância
interna do corpo humano para
suas diferentes partes expressa
em porcentagens da impedância
relativa do percurso da mão ao
pé.
NOTA - A fim de calcular a
impedância total do corpo ZT para
um dado percurso da corrente, as
impedâncias internas para todas
as partes do corpo do percurso da
corrente devem ser somadas,
Bem como as impedâncias da
pele das superfícies de contato.

25. 25
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Definição
Para percursos da corrente mão à mão
ou mão aos pés, as maiores
impedâncias estão localizadas
principalmente nas extremidades
(braços e pernas.
Se a impedância do tronco do
corpo for desconsiderada, um circuito
simplificado pode ser adotado,
conforme diagrama indicado na fig. 3.
NOTA - Afim de simplificar o diagrama,
assume-se que as impedâncias dos
braços e das pernas têm os mesmos
valores.

26. 26
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Definição
Impedância da pele (Zp)
A impedância da pele pode ser considerada como
uma associação de resistências e de capacitâncias.
Esta estrutura é composta de uma camada semi-
isolante e de pequenos elementos condutivos
(poros). A impedância da pele diminui com o
aumento da corrente.
O valor da impedância da pele depende da tensão,
da freqüência, da duração da passagem da
corrente, da área da superfície de contato, da
pressão de contato, do grau de umidade da pele,
Da temperatura e do tipo da pele.

27. 27
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Definição
Impedância total do corpo humano (ZT)
A impedância total do corpo humano consiste de
componentes resistivo e capacitivo.
Para tensões de contato até 50V, aproximadamente,
devido as variações consideráveis na impedância da
pele Zp, a impedância total do corpo humano ZT varia
consideravelmente na mesma proporção.
Para tensões de contato mais altas a impedância total
depende cada vez menos da impedância da pele e seu
valor aproxima-se da impedância interna Zi.
No que se refere à influência da freqüência,
considerando-se a variação da impedância da pele em
função da freqüência, a impedância total do corpo
humano é mais alta para corrente contínua e diminui
quando a freqüência aumenta.

28. 28
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Definição
Resistência inicial do corpo humano (Ro)
No momento em que a tensão de contato ocorre, as
capacitâncias do corpo humano não estão carregadas.
Então as impedâncias da pele Zp1 e Zp2 são
desprezíveis e a resistência inicial R0 é
aproximadamente igual à impedância interna do
corpo humano Zi (ver figura 1).
A resistência inicial Ro depende principalmente do
percurso da corrente e em menor grau da área da
superfície de contato.
A resistência inicial Ro limita os picos de corrente de
curta duração (por exemplo, choques provenientes de
controladores de cerca elétrica.

29. 29
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Corrente alternada senoidal 50/60 Hz
Os valores da impedância total do corpo, indicados na
tabela 1, são válidos para os seres humanos vivos e
um percurso da corrente mão à mão, para área da
superfície de contato grande (5.000 mm2 a 10.000
mm2) e condições secas.
Para tensões até 50 V, os valores medidos com área
de contato molhada com água são 10 % a 25 %
inferiores que em condições secas e soluções
condutivas diminuem consideravelmente a
impedância, até a metade dos valores medidos em
condições secas.
Para tensões superiores a aproximadamente 150 V, a
impedância total do corpo depende cada vez menos
da umidade e da área da superfície de contato.

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Tabela 1 - Impedância total do corpo ZT para um percurso da
corrente mão à mão em c.a. 50/60 Hz, para área de grande
superfície de contato
Tensão de
contato
V 5% da população 50% da população 95% da população
25 1750 3250 6100
50 1450 2625 4375
75 1250 2200 3500
100 1200 1875 3200
125 1125 1625 2875
220 1000 1350 2125
700 750 1100 1550
1000 700 1050 1500
Valor
assintótico
650 750 850
Valores de impedância total do corpo (Ω) que não são
excedidos por
NOTA - Algumas medições indicam que a impedância total do corpo
humano para um percurso de corrente mão ao pé é um pouco inferior ao
do percurso mão à mão (10 % a 30 %).

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Tabela 2 - Resistência total do corpo RT para um percurso da
corrente mão à mão, em c.c. para grandes superfícies de
contato
Tensão de
contato
V 5% da população 50% da população 95% da população
25 2200 3875 8800
50 1750 2990 5300
75 1510 2470 4000
100 1340 2070 3400
125 1230 1750 3000
220 1000 1350 2125
700 750 1100 1550
1000 700 1050 1500
Valor
assintótico
650 750 850
Valores de impedância total do corpo R T (Ω) que não são
excedidos por
NOTA - Algumas medições indicam que a resistência total do corpo humano
para um percurso de corrente mão ao pé é um pouco inferior ao do
percurso mão à mão (10 % a 30 %).

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Efeitos da corrente alternada senoidal na faixa de 15
Hz a 100 Hz
Esta seção descreve os efeitos da corrente alternada
senoidal passando, pelo corpo humano, dentro da faixa
de freqüência de 15 Hz a 100 Hz.
Limiar de percepção e limiar de reação
Os limiares dependem de vários parâmetros, tais como a
área do corpo em contato com um eletrodo (área de
contato), as condições de contato (seco, úmido, pressão,
temperatura) e também das características fisiológicas do
indivíduo.
Um valor geral de 0,5 mA, independente de tempo, é
assumido neste relatório técnico para o limiar de reação.
Limiar de soltar-se
O limiar de soltar-se depende de vários parâmetros, tais
como a área de contato, a forma e o tamanho dos
eletrodos e também das características fisiológicas do
indivíduo.
Um valor médio de cerca de 10 mA é assumido neste
relatório técnico.

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Efeitos da corrente alternada senoidal na faixa de 15
Hz a 100 Hz
Limiar de fibrilação ventricular
O limiar de fibrilação ventricular depende de parâmetros
fisiológicos (anatomia do corpo, estado da função
cardíaca, etc.), como também de parâmetros elétricos
(duração e percurso da passagem da corrente,
parâmetros da corrente, etc.).
Para durações de choque inferiores a 0,1 s, a fibrilação pode
ocorrer para intensidades de corrente superiores a 500 mA, e é
provável ocorrer para intensidades de corrente na ordem de
vários ampères, só se o choque cair dentro do período
vulnerável.
Para choques de intensidades e durações superiores a
um ciclo cardíaco, pode causar uma parada cardíaca reversível.

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Efeitos da corrente alternada senoidal na faixa de 15
Hz a 100 Hz
Outros efeitos da corrente
A fibrilação ventricular é considerada como a causa principal de
morte por choque elétrico. Há, também, alguma evidência de
morte devido à asfixia ou à parada cardíaca.
Efeitos patofisiológico como contrações musculares, dificuldade
de respiração, aumento da pressão arterial, perturbações de
formação e condução de impulsos no coração, inclusive
fibrilação do átrio e parada cardíaca passageira podem ocorrer
sem fibrilação ventricular. Tais efeitos não são letais e
normalmente reversíveis, mas marcas de correntes podem
ocorrer.
Com correntes de vários ampères que duram mais que segundos,
podem ocorrer queimaduras profundas ou outros danos sérios,
que podem ser internos, e mesmo morte.

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Tabela 4 - Zonas tempo/corrente em c.a.
15 Hz a 100 Hz
Designação
da zona
Limites da zona Efeitos fisiológicos
Até 0,5 mA
linha a
0,5 mA até a
linha b*
Linha b até a
curva c1
AC-4 Acima da curva c1 Aumentando a intensidade e tempo, efeitos
patofisiológicos perigosos, como parada
cardíaca, parada da respiração e
queimaduras severas podem ocorrer além
dos efeitos de zona 3.
AC-4.1 c1 – c2 Probabilidade de fibrilação ventricular
aumentando até aproximadamente 5 %.
AC-4.2 c2 – c3 Probabilidade de fibrilação ventricular até
aproximadamente 50 %.
AC-4.3 Além da curva c3 Probabilidade de fibrilação ventricular
acima de 50 %.
AC-3 Normalmente nenhum dano orgânico é
esperado. Probabilidade de contrações
musculares e dificuldade de respiração para
* Para durações de passagem da corrente inferiores a 10 ms, o limite para
AC-1 Normalmente sem reação.
AC-2 Normalmente nenhum efeito fisiológico
prejudicial.

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Tabela 4 - Zonas tempo/corrente em c.a.
15 Hz a 100 Hz

37. Global network of innovation