Quanta distanza percorre l'elettricità nell'acqua?

L'acqua è generalmente considerata un buon conduttore di elettricità perché se c'è una corrente all'interno dell'acqua e qualcuno la tocca, può rimanere fulminato.

Ci sono due cose da notare che possono avere importanza. Uno di questi è il tipo di acqua o la quantità di sali e altri minerali, e il secondo è la distanza dal punto di contatto elettrico. Questo articolo spiega entrambi, ma si concentra sul secondo per esplorare la distanza percorsa dall'elettricità nell'acqua.

Possiamo distinguere quattro zone attorno a una fonte puntiforme di elettricità in acqua (pericolo elevato, pericolo, rischio moderato, sicuro). Tuttavia, la distanza esatta da una sorgente puntiforme è difficile da determinare. Dipendono da diversi fattori, tra cui stress/intensità, distribuzione, profondità, salinità, temperatura, topografia e percorso di minor resistenza.

I valori della distanza di sicurezza in acqua dipendono dal rapporto tra la corrente di guasto e la massima corrente corporea sicura (10 mA per AC, 40 mA per DC):

• Se la corrente di guasto CA è di 40 A, la distanza di sicurezza in acqua di mare sarà di 0.18 m.
• Se la linea elettrica è interrotta (su terreno asciutto), devi stare ad almeno 33 metri di distanza, che è circa la lunghezza di un autobus. In acqua, questa distanza sarebbe molto maggiore.
• Se il tostapane cade in acqua, devi trovarti entro 360 metri dalla fonte di alimentazione.

Entrerò più in dettaglio di seguito.

Perché è importante sapere

È importante sapere fino a che punto l'elettricità può viaggiare nell'acqua perché quando c'è elettricità o corrente sott'acqua, chiunque sia a contatto con l'acqua è a rischio di scosse elettriche.

Sarebbe utile sapere qual è la distanza più sicura per evitare questo rischio. Quando questo rischio può essere presente in una situazione di alluvione, è molto importante avere questa conoscenza.

Un altro motivo per sapere fino a che punto può viaggiare una corrente elettrica in acqua è la pesca elettrica, in cui l'elettricità viene deliberatamente fatta passare attraverso l'acqua per catturare i pesci.

Tipo di acqua

L'acqua pura è un buon isolante. Se non ci fosse sale o altro contenuto minerale, il rischio di scosse elettriche sarebbe minimo perché l'elettricità non potrebbe viaggiare lontano all'interno di acque limpide. In pratica, tuttavia, è probabile che anche l'acqua che appare limpida contenga alcuni composti ionici. Sono questi ioni che possono condurre l'elettricità.

Ottenere acqua pulita che non lascerebbe passare l'elettricità non è facile. Anche l'acqua distillata condensata dal vapore e l'acqua deionizzata preparata nei laboratori scientifici possono contenere alcuni ioni. Questo perché l'acqua è un ottimo solvente per vari minerali, prodotti chimici e altre sostanze.

L'acqua per la quale stai valutando fino a che punto arriva l'elettricità molto probabilmente non sarà pulita. L'acqua del rubinetto ordinaria, l'acqua del fiume, l'acqua di mare, ecc. non saranno pulite. A differenza dell'acqua pulita ipotetica o difficile da trovare, l'acqua salata è un conduttore di elettricità molto migliore grazie al suo contenuto di sale (NaCl). Ciò consente agli ioni di fluire, proprio come gli elettroni scorrono quando conducono l'elettricità.

Distanza dal punto di contatto

Come prevedibile, più sei vicino al punto di contatto nell'acqua con una fonte di corrente elettrica, più pericoloso sarà, e più lontano, meno corrente sarà. La corrente può essere abbastanza bassa da non essere così pericolosa a una certa distanza.

La distanza dal punto di contatto è un fattore importante. In altre parole, dobbiamo sapere fino a che punto l'elettricità viaggia nell'acqua prima che la corrente diventi abbastanza debole da essere sicura. Questo può essere importante quanto sapere fino a che punto l'elettricità percorre l'acqua nel suo complesso fino a quando la corrente o la tensione è trascurabile, vicina o uguale a zero.

Possiamo distinguere le seguenti zone attorno al punto di partenza, dalla zona più vicina a quella più lontana:

• Zona ad alto pericolo – Il contatto con l'acqua all'interno di quest'area può essere letale.
• Zona pericolosa – Il contatto con l'acqua all'interno di quest'area può causare gravi danni.
• Zona a rischio moderato – All'interno di questa zona si ha la sensazione che ci sia una corrente nell'acqua, ma i rischi sono moderati o bassi.
• Zona sicura - All'interno di questa zona, sei abbastanza lontano dalla fonte di alimentazione che l'elettricità potrebbe essere pericolosa.

Sebbene abbiamo identificato queste zone, determinare l'esatta distanza tra loro non è facile. Ci sono diversi fattori coinvolti qui, quindi possiamo solo stimarli.

Stai attento! Quando sai dove si trova la fonte di elettricità nell'acqua, dovresti cercare di starne il più lontano possibile e, se puoi, spegnere l'alimentazione elettrica.

Valutazione del rischio e della distanza di sicurezza

Possiamo valutare il rischio e la distanza di sicurezza sulla base dei seguenti nove fattori chiave:

• Tensione o intensità – Maggiore è la tensione (o l'intensità dei fulmini), maggiore è il rischio di scosse elettriche.
• Distribuire – L'elettricità si dissipa o si propaga in tutte le direzioni nell'acqua, principalmente in corrispondenza e in prossimità della superficie.
• profondità “L'elettricità non va in profondità nell'acqua. Anche i fulmini viaggiano solo fino a una profondità di circa 20 piedi prima di dissiparsi.
• salinità - Più sale c'è nell'acqua, più ampia sarà facilmente elettrizzata. Le inondazioni di acqua di mare hanno un'elevata salinità e una bassa resistività (tipicamente ~ 22 ohmcm rispetto a 420k ohmcm per l'acqua piovana).
• temperatura Più calda è l'acqua, più velocemente si muovono le sue molecole. Pertanto, la corrente elettrica sarà anche più facile da propagare in acqua calda.
• Topografia – Anche la topografia dell'area può essere importante.
• sentiero – Il rischio di scosse elettriche in acqua è alto se il tuo corpo diventa il percorso di minor resistenza per il flusso della corrente. Sei solo relativamente al sicuro fintanto che ci sono altri percorsi di resistenza inferiore intorno a te.
• punto di contatto – Diverse parti del corpo hanno una resistenza diversa. Ad esempio, il braccio ha tipicamente una resistività inferiore (~160 ohmcm) rispetto al busto (~415 ohmcm).
• Disconnettere il dispositivo – Il rischio è maggiore se non è presente un dispositivo di disconnessione o se esiste e il suo tempo di reazione supera i 20 ms.

Calcolo della distanza di sicurezza

Le stime della distanza di sicurezza possono essere effettuate sulla base di codici di condotta per l'uso sicuro dell'elettricità sott'acqua e della ricerca nell'ingegneria elettrica subacquea.

Senza uno sganciatore adeguato per controllare la corrente CA, se la corrente del corpo non è superiore a 10 mA e la resistenza della traccia del corpo è di 750 ohm, la tensione massima di sicurezza è di 6-7.5 V. [1] I valori della distanza di sicurezza in acqua dipendono dal rapporto tra la corrente di guasto e la massima corrente corporea sicura (10 mA per AC, 40 mA per DC):

• Se la corrente di guasto CA è di 40 A, la distanza di sicurezza in acqua di mare sarà di 0.18 m.
• Se la linea elettrica è interrotta (su terreno asciutto), devi stare ad almeno 33 metri di distanza, che è circa la lunghezza di un autobus. [10] In acqua, questa distanza sarà molto più lunga.
• Se il tostapane cade in acqua, devi trovarti entro 360 metri dalla fonte di alimentazione. [110]

Come si fa a sapere se l'acqua è elettrificata?

Oltre alla questione della distanza percorsa dall'elettricità nell'acqua, un'altra importante questione correlata sarebbe sapere come stabilire se l'acqua è elettrificata.

fatto interessante: Gli squali sono in grado di rilevare una differenza di appena 1 volt a pochi chilometri da una fonte di elettricità.

Ma come possiamo sapere se la corrente scorre?

Se l'acqua è altamente elettrizzata, potresti pensare di vedere scintille e saette. Ma non lo è. Sfortunatamente, non vedrai nulla, quindi non puoi dirlo solo guardando l'acqua. Senza uno strumento di test attuale, l'unico modo per saperlo è farsi un'idea, il che può essere pericoloso.

L'unico altro modo per saperlo con certezza è testare l'acqua per la corrente.

Se hai una pozza d'acqua in casa, puoi utilizzare il dispositivo di allarme shock prima di entrarci. Il dispositivo si illumina di rosso se rileva elettricità nell'acqua. Tuttavia, in caso di emergenza, è meglio stare il più lontano possibile dalla fonte.

Dai un'occhiata ad alcuni dei nostri articoli qui sotto.

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Raccomandazioni

[1] YMCA. Una serie di regole per l'uso sicuro dell'elettricità sott'acqua. IMCA D 045, R 015. Estratto da https://pdfcoffee.com/d045-pdf-free.html. 2010.

[2] BCHydro. Distanza di sicurezza da linee elettriche interrotte. Estratto da https://www.bchydro.com/safety-outages/electrical-safety/safe-distance.html.

[3] Reddit. Fino a che punto può viaggiare l'elettricità nell'acqua? Estratto da https://www.reddit.com/r/askscience/comments/2wb16v/how_far_can_electricity_travel_through_water/.

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