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La Electricidad y el Agua

Por Armando Rodriguez

Una de las muertes favoritas que los directores de cine de Hollywood suelen dar a sus personajes es la de electrocución en la bañadera.  El asesino deja caer un radiecito en el agua y la victima muere en medio de gritos estentóreos y grandes candeladas.  La realidad es bien distinta, es muy probable que la víctima no fallezca y definitivamente no habrá candelada alguna.  Hay casos en que el agua si puede aumentar los riesgos de electrocución, pero no siempre.

La Electrocución

Esta se produce cuando el cuerpo humano de alguna forma logra cerrar el circuito de una fuente eléctrica capaz de entregar corriente con suficiente intensidad para matar.  La oración anterior contiene dos elementos de información que trataremos por separado: uno es el de “cerrar el circuito” y el otro es que lo que mata, es la “Intensidad de la corriente”.

 Cerrar el Circuito

¿Por qué los pajaritos pueden posarse en las líneas de alto voltaje que van de poste a poste y no les pasa nada?  Pues porque no están cerrando ningún circuito, para esto sería necesario hacer contacto con dos de los cables, pero estos están demasiado separados y los pajaritos sólo pueden posarse en uno de ellos.  Así, a veces  podemos ver  en películas como el ingenioso “bueno” elimina al “malo” que está en una escalera metálica.  El “bueno” arranca un cable de algún lado (cosa nada fácil tampoco…), lo pega a la escalera y… el “malo” se electrocuta en medio de una impresionante pirotecnia.  Uno se pregunta  ¿y el director de ese film no encontró un asesor que le dijera que eso no podía ser porque el “malo” no estaría cerrando ningún circuito?  Posiblemente alguien se los dijo, pero a veces la realidad no da suficiente “imagen” y el confía en que la mayoría del público no repare en esos detalles técnicos y se limite a disfrutar eso de ver al “bueno” freír al “malo” de un corrientazo.

Un bombillo flojo no enciende y no lo hará aunque ya esté tocando el metal del socket.  Sólo aparecerá la luz cuando lo enrosque bien y el contacto en el extremo  del bombillo toque el fondo del socket para cerrar el circuito. Esto de la corriente es como el tango… hacen falta dos.

¿Cuánto Voltaje Mata?

Esta, como cualquier pregunta mal formulada, no se puede responder.   Lo que mata es la corriente, no el voltaje.  Es como decir “lo mató una pistola”, cuando lo que lo mató fue la bala.  El voltaje es a la pistola como la corriente es a la bala.  Aquí viene el problema de entender la diferencia entre todos estos términos que se usan en relación a la electricidad… eso de los volts, los amperes, los ohms  y los watts.  Ese no entender trasciende a la forma en que se habla.  A continuación algunos disparates comunes:

 

 

El uso incorrecto de los verbos revela que quien habla no entiende los términos que usa, pero al mismo tiempo, el usar los verbos correctos ayuda al entendimiento.  Aquí algunas reglas gramaticales:

 

 

 

 

 

Para la corriente eléctrica se pueden usar los mismos verbos que para las corrientes de agua o de aire y es porque se trata también de un flujo, en este caso del flujo de portadores eléctricos.  En una corriente de agua son las moléculas de agua las que se mueven; en un conductor, los electrones más externos de los átomos están prácticamente sueltos y libres de moverse y la corriente eléctrica es el movimiento de éstos.  Como mismo el flujo de agua se mide en cantidad de agua por unidad de tiempo, por ejemplo en litros por segundo, la corriente se mide en cantidad de portadores eléctricos por segundo.  Cuando se dice que en un circuito circula un Ampere, se está diciendo que por cualquiera de sus elementos están pasando  6.2×1018 electrones por segundo.  Si,  6.2×1018 son muchos electrones, 620000..000 (18 ceros en total).  Si expresáramos el flujo de agua en moléculas por segundo en vez de litros, serían 3.35x1025 moléculas de agua por cada litro que pase, así de pequeño es el mundo atómico.

 

Para el voltaje se pueden usar los mismos términos que para la presión.  Por ejemplo, esa manguera tiene alta presión;  ese cable tiene alto voltaje.  A veces,  en vez de voltaje todavía se utiliza el término tensión,  pero es menos frecuente.  Si no hay presión el agua no fluye y si no hay voltaje la corriente eléctrica tampoco.

 

Volviendo al tema de la electrocución, hagamos entonces la pregunta correcta… ¿Cuánta corriente puede matar?   Y ni aun así la respuesta es sencilla.  Aparte de que, como con la bala, va a depender de la parte del cuerpo por la que pase, aun pasando por la parte más sensible (el tórax) la cosa es complicada.  Resulta que ya con 0.1 Ampere se tiene garantizado el pasaje para el otro mundo, el corazón entra en fibrilación, lo que es equivalente a un infarto masivo.  Sin embargo, más de  0.2 Amperes paran el corazón completamente y entonces es posible devolver la victima a la vida usando técnicas de resucitación. Claro, que cuando ya se trata de Amperes, así con mayúsculas, ya la supervivencia depende de la gravedad de las quemaduras.

 

Cuando se explica esto suele surgir la siguiente pregunta, la que generalmente viene de alguien que conoce el dato por estar familiarizado con la mecánica automotriz… ¿si la batería de un carro da 200 Amperes en el arranque, por qué no me pasa nada cuando toco los bornes? - pues porque usted no es un motor de arranque.  La respuesta parece tonta, sin embargo, como veremos más adelante, es correcta.

 

Otra buena es… y si es la corriente la que mata, ¿Por qué eso de “Cuidado! Alto Voltaje”?  Volvamos a la analogía de la pistola y la bala.  Cuando la policía persigue a un sospechoso armado, de la jefatura alertan “Cuidado, tiene una pistola!” y no que tiene una bala. Ni la bala se mueve sin una pistola que la dispare ni la corriente se mueve sin voltaje,  y a más voltaje mayor posibilidad de corriente.  Es por eso que la existencia de voltaje representa peligro.  La existencia de voltaje no implica necesariamente corriente por algún lugar,  sólo la posibilidad de que la haya.  De ahí que cuando se entra seriamente en eso de la teoría de la electricidad, el término que se usa para referirse a esa magnitud física que se mide en volts es la de “potencial” o mejor aun “diferencia de potencial”.  O sea, que es algo con el potencial de producir corriente.

 

Dado un voltaje, la corriente que se puede producir va a depender de la resistencia del circuito.  De la misma forma que el flujo de agua depende del grueso de la manguera, la corriente va a depender del grueso de los conductores.  Claro que en el caso de la electricidad no sólo va a influir el grueso sino el material.  Tanta es la influencia del material, que es determinante.  La capacidad de los distintos materiales para conducir la corriente eléctrica difiere abismalmente.  Entre los buenos conductores y los malos median tantos órdenes de magnitud que cualquiera que diga aquí podría ser cuestionado por pequeño.  Hay buenos conductores como el oro, la plata, el aluminio y el cobre; y malísimos como el vidrio, los plásticos, la goma, el aire, el vacio y los que no son ni A ni B, como el grafito, los electrolitos, gases ionizados a baja presión, en fin… el mar.  Todos los elementos de un circuito tienen su resistencia y ésta se expresa en Ohms.  Un circuito que deja circular un Ampere cuando se le aplica un Volt, tiene una resistencia de un Ohm.

 

La pregunta que parece caerse de la mata es “Cuál es la resistencia del cuerpo humano”.   De nuevo, aunque está bien formulada, la pregunta no tiene una respuesta sencilla.  Resulta obvio que va a depender de entre cuales dos puntos del cuerpo se aplica el voltaje, pero también de la calidad del contacto y de su área efectiva, así como de otros muchos factores entre los que está hasta el porciento de alcohol en la sangre.  Puede alcanzar el millón de Ohms, pero pudiera llegar a ser tan baja como en los cientos.  Claro, nunca tan baja como la de un motor de arranque, que está por debajo de la décima de Ohm.

 

En lo letal de un shock eléctrico interviene otro factor importante y es el tiempo que dura el corrientazo.  La brevedad puede hacer tolerable intensidades de corriente que causarían la muerte si estas fueran mantenidas por tiempos mayores.  Por ejemplo, la bobina de un carro es capaz de producir unos 20000 volts por espacio de unos pocos milisegundos;  es frecuente, para aquellos que se aventuran a trastear debajo del capó, el recibir fuertes sacudidas cortesía de la mencionada bobina, no obstante, ese enorme voltaje no suele matar a los mencionados aventureros gracias en buena medida a su brevedad.  Es el mismo principio que el “TASER” o el “Stun Gun” para la defensa personal, mucho voltaje pero por muy breve tiempo.

 

Otro factor es la potencia de las fuentes de energía eléctrica.  Un TASER no puede dar más potencia que la batería que lo alimenta.  Aun cuando sus pulsos no estuvieran regulados por un circuito electrónico  no podría mantener la corriente que corresponde a semejante voltaje; una batería de lapicero no da para eso y al contacto con la piel o la ropa de la persona, ese voltaje cae muy rápidamente.  Algo muy distinto es cuando el shock viene de la red eléctrica, ese voltaje sí que no se va a caer, pues tiene detrás poderosos generadores termoeléctricos, hidroeléctricos o nucleares.  Los domésticos 110 o 220 volts son mucho más peligrosos que los 20000 de la bobina del carro. Aquí viene eso de los Watts, una plantica eléctrica doméstica de 5 Kilo Watts, de esas que uno tiene para casos de huracán, lo puede matar;  pero un dispositivo con baterías AAA o de lapicero, que no puede dar más de un par Watts, por más que se multiplique el voltaje usando la electrónica más eficiente… no podrá hacerlo.

 

¿Y que con el Agua?

Quizás la primera cosa interesante con que vamos a chocar es que el agua pura es un magnífico aislante. Sólo que el agua pura, a la que llaman des ionizada, solo existe a nivel de laboratorio; la que sale por la llave, la de la piscina, la de los ríos, lagos, charcos y sobre todo la del mar, nada tiene de pura. En ella hay montones de minerales disueltos. El agua de lluvia es bastante pura, pero en cuanto toca nuestro cuerpo, enseguida disuelve el cloruro de sodio (sal de mesa) que tenemos a flor de piel en el sudor y con eso basta para que pierda su pureza.

 

En cuanto el agua disuelve cualquier sal, no sólo la de mesa, disocia una buena cantidad de sus moléculas en iones positivos y negativos, que la convierten en un conductor de la electricidad. Mientras más sales tenga disuelta el agua, mejor conductor se vuelve.

 

El agua introduce varios peligros. Uno de ellos consiste en que como cualquier otro conductor, puede terminar de cerrar un circuito que pudiera parecerle abierto a algún incauto.   Otra es, que el agua mejora la calidad de cualquier contacto eléctrico con la piel, al aumentar el área efectiva de este.

 

El Circuito Inesperado, la Tierra

Hay circuitos obvios, si usted toca al mismo tiempo los dos cables que alimentan un bombillo, la aspiradora o cualquier otro equipo eléctrico, va a cerrar el circuito y recibirá el consiguiente y obvio corrientazo.  No resulta tan claro el por qué, a veces, con sólo tocar uno de los cables recibe un shock.  Cuando esto sucede es que ha sido víctima de un retorno por tierra.

A una casa electrificada en América llegan al menos dos cables* entre los que hay 110 volt. A uno le llaman el “vivo” y al otro el “muerto”.  En el transformador que alimenta, tanto su casa como todas las de la cuadra, el tal “muerto” se conecta a tierra.

 

Eso de conectar a tierra, no tiene ningún sentido figurado… se trata de una conexión a una cabilla de cobre enterrada. Claro que no se trata de una simple estaca de cobre enterrada a mandarria, hay toda una técnica asociada para minimizar la resistencia del contacto con la tierra, esa que parece seca en la superficie pero que basta escarbar un poco para percibir que esta húmeda.  Esta cabilla está haciendo contacto con una inmensa capa conductora que es la tierra. Por otro lado, toda casa tiene también un contacto de tierra y todas las tuberías cabillas y demás estructuras metálicas están eléctricamente conectadas con esa tierra.

 

El código actual obliga al uso de tomacorrientes de tres contactos: el vivo, el muerto y el de tierra y a este último, tienen que terminar conectados todos los chasis metálicos de cuanto equipo se conecte a este tomacorriente. Esto evita que el voltaje de estos chasis flote debido a fugas en los enrollados o desperfectos en cualquier otra componente y pueda propinarle un shock a algún usuario. El mencionado código establece también colores para los cables: los vivos pueden tener el aislante negro, rojo o naranja; el muerto deberá ser siempre blanco o gris y la tierra verde con amarillo.

 

Aunque todo esto contribuye a la seguridad de los usuarios normales, por otra parte le facilita el corrientazo al osado electricista improvisado, ya que la superficie de cualquier equipo doméstico ofrece un magnífico retorno por tierra.

Aquí vuelve el tema con el agua. A veces, aunque pueda parecer que no se está tocando directamente la superficie de ningún equipo, puede estarse haciendo contacto indirecto con alguno a través de algo húmedo. Esto no siempre es tan obvio como el caso de este candidato al premio Darwin** que mostramos en la foto de la izquierda.

 

Hoy en día, el uso habitual de los zapatos con suela de goma o plástica hace posible tocar el vivo sin sentir ni el más mínimo de los cosquilleos y esto pudiera  invitar a faltarle el respeto a la electricidad. Nunca debe trabajarse en caliente, si no es imprescindible.

 

Existe un tipo de tomacorriente denominado GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) que impide que alguien se electrocute con un retorno por tierra.  Este GFCI desconecta inmediatamente el vivo si la corriente que sale de este no regresa íntegramente por el muerto, ya que esto podría significar que ese faltante está regresando por tierra a través de alguien. En los códigos modernos de electricidad exigen el uso de estos tomacorrientes en lugares donde son más probables los mencionados retornos de tierra inesperados, como los baños, lavaderos y garajes.

 

*Hoy día, es ya bastante común que a una casa en América lleguen, no dos, sino tres cables, dos vivos y el muerto.  Del muerto a cualquiera de los dos vivos hay 110 Volts y entre los dos vivos hay 220 Volts. La conexión de una casa a la red pública se conoce como “la acometida” Esta de tres cables es la acometida trifilar.

** El premio Darwin fue creado por Wendy Northcutt para reconocer el mérito de aquellos individuos que contribuyen a una evolución positiva de la especia humana por la vía de auto-eliminarse de su pool genético al causarse la muerte por alguna acción estúpida e innecesaria. Más información en http://www.darwinawards.com/.

 

Falacias del Agua

Cierto es que, como se ha venido explicando, la presencia de agua introduce riesgos adicionales al trabajo con la electricidad… pero se tejen leyendas que exageran los peligros del agua. No se aspira a hacer un compendio de todas, pero enumeraremos algunas.

Si hay un cortocircuito en la casa cuando alguien se está bañando…

Pues no le pasa nada, cuando hay un cortocircuito, que quiere decir que se crea un circuito “corto” de resistencia, la corriente se va por ahí y no a través de nadie que pueda estarse bañando. De hecho, aun cuando alguien tuviera los cables en las manos, pueda que se queme las manos con el cable si este llegara a calentarse, pero de electrocución…nada.

Es peligroso usar una herramienta eléctrica con cosas húmedas

La herramientas eléctricas modernas tienen todos sus mecanismos conectados a tierra, de manera que aun si el barreno, la hoja de la sierra etc. tocaran algún vivo, se produciría un corto que haría saltar el fusible o breaker de ese circuito.  El  operario de esa herramienta, aun cuando estuviera tocando alguna parte metálica, no debe sentir ni el más mínimo cosquilleo.

Aquí pudiera hasta narrar una experiencia personal para darle aval a la afirmación anterior. Me afanaba en instalar un horno de micro ondas y para esto barrenaba la pared sobre la cocina, pero con tal mala suerte que adiviné el cable vivo que bajaba del techo  a la toma de de 220 volts.  Hubo un fuerte “puff” y cuando saqué la barrena, buena parte de la punta había sido evaporada, pero yo, tal como puede preverse de la teoría de la electricidad, no sentí ni cosquilleo.

¿Hubiera sido esto distinto en presencia de agua, por ejemplo si la pared hubiera estado húmeda? No… aquí hubo contacto directo entre metales, la conducción por el agua no juega en esa liga de altísima conductividad.  

Bueno ¿Y que de barrenar una pared húmeda o el suelo donde hay un charco? Algo que esta húmedo, pero a potencial de tierra, lo que hace es mejorar el contacto de tierra, de manera que hasta pudiera decirse que está contribuyendo con la seguridad.

Se rompe un bombillo de la piscina y se electrocuta el que esté en el agua

 Este mito lo usó hasta un director de cine para matar a una de sus víctimas en su película. Esto, como tantas cosas Hollywoodenses, es pura película. El director de marras, que seguramente tiene piscina en su casa de Beverly Hills, es obvio que nunca ha tenido que cambiarle un bombillo. De haberlo hecho, sabría que suelen ser de 6 o 12 volts y con eso, no se electrocuta nadie ni metiéndoselos en la boca.

No obstante, es dudoso que aun siendo hasta de 220 volts, alguien en la piscina logre sentir algún cosquilleo. El filamento de un bombillo presenta una superficie mucho menor de un centímetro cuadrado, si la piscina fuera de agua salada que sería el peor caso, la corriente que pudiera producirse nunca podrá ser más de los 10 o 20 Amperes que permite el “breaker”. Siendo las paredes de la piscina mucho menos conductoras que el agua, la mayor parte de la corriente que sale de la pata viva del filamento sería recogida por la otra. Las densidades de corriente disminuyen con el cubo de la relación de la distancia a la separación de los electrodos en el bombillo, como corresponde a un campo de un dipolo (se me fue un poco la mano en la física aquí, espero que se me excuse).  Calculemos… digamos (ya exagerando) que la separación de los electrodos sea de 1 centímetro; a la distancia de un metro, ya las densidades de corriente serían de sólo (1/100)3, o un millón de veces menos… 10 micro-amperes por centímetro cuadrado en el agua salada. Si suponemos que esa corriente atraviesa el tórax con esa densidad, cosa que no va a ocurrir, pues el agua salada conduce más que el cuerpo humano,  estaríamos hablando de algunos mili-amperes. A dos o tres metros, sería completamente imperceptible.

Consideremos un barco se hunde parcialmente y los generadores siguen andando, si el mito fuera cierto, el que se tire al agua debe morir electrocutado junto con toda la fauna marina, pero sabemos que eso no ocurre.  ¿No resulta raro que a alguien no se le haya ocurrido ya la idea de tirar al agua el cable del generador del yate y limitarse a recoger peces electrocutados? Posiblemente, a alguien que haya visto la mencionada película puede habérsele ocurrido, lo que no creo es que haya pescado mucho.

¿Y que del secador de pelo o el calentador en la bañadera?

Bueno, ya aquí puede haber de todo en la jugada, la víctima está más cerca, los electrodos más separados (sobre todo el caso del calentador) y por tanto, estará expuesta a mayores densidades de corriente que en el caso de la piscina. Hay reportes policíacos de 38 muertes por electrocución en bañaderas entre el 1992 y 1999, pero se reconoce que las huellas del paso de la corriente observadas pueden haber sido post mortem.

Agua con cables pelados

Los Myths Busters del Discovery Channel, hicieron un programa sobre el tema y llegaron a la conclusión que no se trataba de un mito sino de un hecho.  No obstante, hay un reporte interesante de un psiquiatra al que una paciente, con tendencias suicidas, le confesó haber tratado la vía de la bañadera con el secador y estaba muy decepcionada porque ni siquiera logró sentir la corriente.  Por último, alguien subió a YouTube*  el video de un experimento que apoya el testimonio del psiquiatra.  El experimentador mete su mano en un lavamanos lleno de agua entre los cables  vivo y muerto conectados a un tomacorriente cercano. En mi modesta opinión, no creo un secador de pelo en una bañadera electrocute a nadie… pero, por el momento, no me voy a someter al experimento, ya que si la corriente no llega a matarme lo va a hacer la dueña del secador.

*(http://www.youtube.com/watch?v=Wz7A_003mJg)