Tác hại của dòng điện - Yếu tố ảnh hưởng và biện pháp phòng tránh

Dòng điện là nguồn năng lượng không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt và sản xuất công nghiệp hiện đại. Tuy nhiên, đằng sau sự tiện lợi đó là tác hại của dòng điện đã và đang đe dọa trực tiếp đến tính mạng con người nếu không được sử dụng đúng cách.Việc hiểu rõ tác hại, các yếu tố ảnh hưởng đến tác hại và biện pháp phòng tránh điện giật là kiến thức sinh tồn cốt lõi.

Bài viết này tổng hợp toàn bộ bức tranh khoa học về cơ chế tác động, các ngưỡng nguy hiểm, yếu tố ảnh hưởng và quy trình phòng tránh - sơ cứu tai nạn điện chuẩn xác nhất.

1. Tác hại của dòng điện đối với cơ thể con người là gì?

Khi dòng điện chạy qua cơ thể, con người đóng vai trò như một vật dẫn điện. Khi đấy dòng điện như một mối nguy hiểm kinh hoàng tàn phá cơ thể từ cấp độ tế bào cho đến các cơ quan quyết định sinh tử bên trong mỗi chúng ta.

1.1. Tác động sinh học (Gây co giật và tê liệt cơ quan)

Trước hết, dòng điện gây co giật và tê liệt các cơ quan. Nó chạy qua các cơ quan hô hấp và tuần hoàn và làm cho cơ tim, cơ phổi bị co giật mạnh, ngưng hoạt động đột ngột. 

Dòng điện có thể gây ngừng thở và ngừng tuần hoàn máu. Ngoài ra nó còn phá hủy hệ thần kinh trung ương gây tê liệt hoặc tử vong tại chỗ.

1.2. Tác động nhiệt (Gây bỏng điện và tổn thương mô sâu)

Dòng điện gây tác hại nhiệt đó là khiến điện trở của các mô chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng. Nhiệt độ tích tụ sâu bên trong cơ thể làm tổn thương nội tạng và siêu nhiệt các mô xương xung quanh. Có 4 cấp độ bỏng điện từ bỏng độ 1, độ 2 với vết đỏ, bọng nước, cho đến mức độ nghiêm trọng như bỏng độ 3, độ 4 với da bị cháy xem, hoại tử cơ và xương.

Bỏng điện độ 4 sâu tới xương và hoại tử mô diện rộng khiến chi “chết” buộc bác sĩ phải phẫu thuật cắt cụt chi để bảo toàn tính mạng cho nạn nhân.

1.3. Tác động điện phân (Phá hủy thành phần máu)

Tác hại của dòng điện là điện phân, làm phá hủy thành phần máu (phân hủy máu), làm khô và mất nước trong các mô, phá vỡ cấu trúc sinh hóa của tế bào và huyết tương.

1.4. Các tổn thương nội tạng và biến chứng cấp tính

Bị điện giật làm đứt, vỡ mạch máu, làm tổn thương động mạch và cắt đứt nguồn cung cấp máu đến các chi. Bị điện giật còn làm sưng nề cấp tính làm tăng áp suất trong các khoang cơ, ngưng trệ tuần hoàn.

1.5. Di chứng lâu dài sau tai nạn điện giật

Nhiều nạn nhân may mắn sống sót sau tai nạn điện vẫn phải đối mặt với các di chứng lâu dài:

• Tổn thương thể chất: Đục thủy tinh thể ở mắt, đau khớp, co rút cơ, đau chi ma (ở những người bị cắt cụt chi) và liệt thần kinh vĩnh viễn.
• Tổn thương thần kinh: Tê bì châm chích (paresthesia), hội chứng ống cổ tay, co giật, ù tai, giảm thính lực tiến triển và đau nửa đầu.
• Tổn thương tâm lý: Hội chứng căng thẳng sau chấn thương (PTSD), trầm cảm, lo âu kéo dài, sợ hãi thiết bị điện và suy giảm trí nhớ.

2. Tại sao dòng điện lại nguy hiểm?

Tác hại của dòng điện quả thực vô cùng kinh hoàng. Vậy tại sao dòng điện lại gây ra nguy hiểm như vậy đến cơ thể người?

2.1. Đè nén và làm rối loạn hệ thần kinh

Hệ thần kinh con người hoạt động dựa trên các tín hiệu điện sinh học có điện áp và dòng điện cực kỳ nhỏ giữa các tế bào thần kinh (neuron). Khi dòng điện bên ngoài xâm nhập vào cơ thể, nó ghi đè và dập tắt các tín hiệu điện sinh học tự nhiên này. Hệ thần kinh bị quá tải, khiến não bộ hoàn toàn mất khả năng điều khiển các cơ bắp.

2.2. Hiện tượng "Không thể buông tay" khỏi nguồn điện

Khi dòng điện chạy qua bàn tay và cẳng tay, nó kích thích tất cả các cơ co và cơ duỗi cùng một lúc. Do nhóm cơ gập ngón tay ở cẳng tay khỏe hơn nhóm cơ duỗi, lực gập sẽ chiếm ưu thế hoàn toàn, khiến bàn tay tự động nắm chặt lấy dây điện hoặc vật dẫn điện. Bàn tay bị "khóa" chặt vào nguồn điện làm thời gian tiếp xúc kéo dài, khiến mức độ tổn thương tăng lên gấp nhiều lần.

2.3. Rung thất ở tim – Nguyên nhân tử vong hàng đầu

Dòng điện bên ngoài làm xáo trộn hoàn toàn các tín hiệu điện tim, khiến tim rơi vào trạng thái rung thất. Khi bị rung thất, tim không thể co bóp để bơm máu mà chỉ rung giật liên hồi, làm ngừng trệ tuần hoàn máu lên não và các cơ quan sinh tử, dẫn đến tử vong nhanh chóng nếu không được cấp cứu kịp thời.

3. Đặc điểm dòng điện gây nguy hiểm cho con người

Mức độ nguy hiểm của tác hại của dòng điện phụ thuộc trực tiếp vào cường độ dòng điện (ampe), điện áp (volt) và loại dòng điện (xoay chiều AC hay một chiều DC).

3.1. Các ngưỡng cường độ dòng điện (Amperage) tác động lên cơ thể

Cường độ dòng điện chạy qua cơ thể là yếu tố quyết định nhất đến mức độ chấn thương.

3.2. Ngưỡng điện áp (Voltage) nguy hiểm

Điện áp theo định luật Ohm đóng vai trò như lực đẩy dòng điện nguy hiểm qua điện trở của cơ thể (I=U/R) U tăng thì I tăng. Tác hại của dòng điện theo ngưỡng điện áp.

• Dưới 50 V: Thường được coi là điện áp an toàn, ít gây thương tích nặng (trừ trường hợp da bị tróc hoặc môi trường cực kỳ ẩm ướt).
• Điện áp 50 V: Ngưỡng điện áp tối thiểu có thể gây tử vong cho người.
• Điện áp 220 V (Điện sinh hoạt gia đình): Cực kỳ nguy hiểm; nếu tiếp xúc kéo dài sẽ làm thủng lớp điện trở của da và gây tử vong nhanh chóng.
• Trên 700 V (Điện cao áp): Phá hủy mô, gây hoại tử và tử vong trong thời gian rất ngắn.

3.3. So sánh nguy cơ: Dòng điện xoay chiều (AC) vs Dòng điện một chiều (DC)

• Dòng điện xoay chiều (AC): Thường dùng trong mạng lưới điện gia đình và công nghiệp. AC nguy hiểm hơn DC ở cùng mức ampe vì nó dễ gây co giật cơ, tê liệt hô hấp, rung thất và làm nạn nhân dính chặt vào nguồn điện.
• Dòng điện một chiều (DC): Thường có trong ắc quy ô tô, pin, máy sốc tim. DC thường tạo ra vết thương đầu vào và đầu ra rõ rệt. Mặc dù DC ít gây hiện tượng khóa tay hơn AC, nhưng dòng DC ở ampe cao vẫn gây ra bỏng nặng và tử vong.

4. Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng tác hại của dòng điện

Không phải mọi sự cố tiếp xúc điện đều gây ra tổn thương như nhau. Mức độ nghiêm trọng phụ thuộc vào các yếu tố cốt lõi sau:

4.1. Điện trở của cơ thể người

Phần lớn điện trở của cơ thể nằm ở lớp da khô bên ngoài.

• Da khô: Điện trở của người có da khô và sạch có thể đạt từ 100.000 Omega đến 200.000 Omega. Ở điện áp 120V, dòng điện qua người da khô chỉ khoảng 0.6 mA (an toàn tuyệt đối).
• Da ướt hoặc có mồ hôi: Điện trở giảm mạnh xuống chỉ còn 1.000 Omega đến 10.000 Omega do các muối tan thành ion dẫn điện. Lúc này, cùng điện áp 120V sẽ tạo ra dòng điện 12 mA (vượt ngưỡng "không thể buông tay").
• Diện tích tiếp xúc: Diện tích da tiếp xúc với vật dẫn càng lớn thì điện trở càng giảm:
• Diện tích 8 cm^2 => R_{ng} = 7.000 Omega.
• Diện tích 24 cm^2 => R_{ng} = 3.300 Omega.
• Diện tích 400 cm^2 => R_{ng} = 1.000 Omega.
• Trường hợp nhạy cảm vi sốc (Microshock sensitive): Khi lớp da bị bóc tách hoặc đâm thủng (phẫu thuật tim, đặt catheter, dây máy tạo nhịp), điện trở da bị triệt tiêu hoàn toàn. Lúc này, một dòng điện cực nhỏ chỉ 0.02 mA truyền trực tiếp vào tim đã đủ để gây rung thất và tử vong.

4.2. Thời gian dòng điện chạy qua người

Thời gian tiếp xúc điện càng lâu thì tác hại của dòng điện càng tăng theo cấp số nhân. Dòng điện sinh nhiệt làm da bị đốt nóng, mồ hôi vỡ ra làm điện trở R_{ng} tụt giảm nhanh chóng, khiến dòng điện tăng vọt và phá hủy sâu vào các cơ quan bên trong.

4.3. Đường đi của dòng điện qua cơ thể

Đường đi của dòng điện quyết định lượng dòng điện chạy qua các cơ quan sinh tử như tim, não và phổi.

4.4. Tần số dòng điện

Cơ thể con người nhạy cảm nhất với dòng điện có tần số từ 50 Hz đến 60 Hz. Đây chính là tần số của lưới điện sinh hoạt phổ biến hiện nay. Ở tần số rất cao (hàng kilohertz hoặc megahertz), dòng điện chỉ di chuyển trên bề mặt da mà không kích thích dây thần kinh hay gây rung tim.

5. Biện pháp phòng tránh tai nạn điện & Quy trình sơ cứu khẩn cấp

5.1. 9 Biện pháp an toàn điện trong sinh hoạt và lao động

Không ít tai nạn thương tâm do tác hại của dòng điện, đặt ra vấn đề chúng ta cần được trang bị kiến thức để bảo vệ chính mạng sống của mình trước tai nạn điện trong sinh hoạt và lao động.

1. Không dùng thiết bị điện bị lỗi: Ngừng sử dụng ngay các thiết bị có dấu hiệu rò điện, có tiếng kêu lạ hoặc mùi khét.
2. Thay thế dây nối và phích cắm hỏng: Tuyệt đối không dùng băng dính quấn tạm các đoạn dây điện bị nứt, hở lõi đồng.
3. Rút phích điện đúng kỹ thuật: Nắm chặt vào phần vỏ nhựa của phích cắm để rút out khỏi ổ điện; không được cầm dây điện để giật.
4. Tránh môi trường ẩm ướt: Không sử dụng máy sấy tóc, quạt điện trong nhà tắm hoặc nơi có nước đọng; lau khô tay trước khi chạm vào công tắc.
5. Tránh làm quá tải ổ cắm: Không cắm đồng thời bếp điện, nồi lợn, lò vi sóng vào cùng một ổ cắm chuyền để tránh quá nhiệt gây cháy nổ.
6. Kiểm tra sơ đồ điện âm tường: Dùng máy dò dây điện trước khi đục tường, khoan hoặc đóng đinh trang trí.
7. Bảo vệ khoảng cách an toàn cao áp: Không đứng gần hoặc tự ý trèo lên cột điện, trạm biến áp.
8. Tránh trú mưa dưới gốc cây cao: Khi có dông lốc, sấm sét, không đứng dưới cây to hoặc gần đường dây điện hạ thế ngoài trời.
9. Tự động hóa việc đóng/ngắt dòng chảy: Trong các hệ thống đường ống công nghiệp, hạn chế thao tác đóng mở thiết bị thủ công tại những khu vực có nguy cơ mất an toàn bằng cách sử dụng van bướm điều khiển điện. Thiết bị cho phép điều khiển đóng/mở van từ xa, góp phần giảm việc nhân sự phải tiếp cận trực tiếp khu vực vận hành.

Trong các nhà máy, giải pháp an toàn phòng tránh tác hại của dòng điện  không chỉ nằm ở việc trang bị bảo hộ mà còn ở việc giảm thao tác trực tiếp của con người trong quá trình vận hành. Với các hệ thống cần kiểm soát dòng lưu chất từ xa, van bi điều khiển điện có thể được tích hợp vào hệ thống tự động hóa để thực hiện đóng/mở theo tín hiệu điều khiển, giúp quá trình vận hành chủ động và hạn chế việc nhân viên phải tiếp cận trực tiếp khu vực thiết bị. 

5.2. Quy trình sơ cứu người bị điện giật chuẩn y tế

Khi phát hiện người bị điện giật, sự nhanh trí và hành động đúng cách trong 30 giây đầu tiên sẽ quyết định giữa sống và chết.

• Bước 1: Ngắt nguồn điện & Cách ly an toàn
• Ngắt ngay cầu dao, aptomat hoặc rút phích cắm điện.
• Nếu không thể ngắt nguồn điện, hãy đứng trên vật cách điện (ghế nhựa, tấm gỗ khô) và dùng gậy gỗ khô, chổi nhựa để gạt dây điện ra khỏi người nạn nhân.
• Tuyệt đối không chạm tay trần vào nạn nhân khi họ chưa được cách ly khỏi nguồn điện để tránh truyền điện.
• Bước 2: Di chuyển nạn nhân đến vị trí an toàn
• Đặt nạn nhân nằm ngửa trên bề mặt khô ráo, thoáng mát.
• Giữ cố định cổ và cột sống nếu nghi ngờ nạn nhân bị ngã từ trên cao xuống.
• Bước 3: Kiểm tra sinh hiệu và thực hiện CPR
• Kiểm tra xem nạn nhân còn thở và có mạch đập hay không.
• Nếu nạn nhân bất tỉnh, ngừng thở hoặc ngừng tim, tiến hành hà hơi thổi ngạt và ép tim ngoài lồng ngực (CPR) liên tục để duy trì oxy lên não.
• Gọi ngay Cấp cứu 115 hoặc trung tâm y tế gần nhất.
• Bước 4: Xử lý vết bỏng và đưa đi cấp cứu
• Rửa nhẹ vết bỏng điện dưới vòi nước mát sạch.
• Che phủ vết bỏng bằng gạc vô trùng hoặc khăn sạch; không bôi kem đánh răng hay dầu mỡ lên vết bỏng.
• Theo dõi nạn nhân sát sao tại bệnh viện trong ít nhất 24–48 giờ để phát hiện các biến chứng tim mạch và nội tạng ẩn nấp.

Tác hại của dòng điện không chỉ dừng lại ở cảm giác tê giật hay những vết bỏng bên ngoài da, mà nó là một mối nguy hiểm có thể làm ngừng tim, phá hủy nội tạng và để lại di chứng suốt đời. Việc trang bị kiến thức an toàn điện, tuân thủ các nguyên tắc vận hành và nắm vững kỹ năng sơ cứu không chỉ bảo vệ bản thân bạn mà còn bảo vệ gia đình và đồng nghiệp xung quanh.

Xem thêm: Tác hại của sóng điện từ là gì và các biện pháp bảo vệ hàng ngày