Kematian akibat Listrik

Lintasan listrik yang melalui jaringan dapat menyebabkan lesi kulit, kerusakan organ dan kematian. Cedera ini umunya disebut ‘elektrokusi’ meski beberapa orang menggunakan batasan ini hanya bila terjadi kematian. Kematian biasanya karena kecelakaan, baik di lingkungan rumah tangga atau industri. Bunuh diri dengan listrik telah meningkat beberapa tahun belakangan ini, terutama di Jerman. Pembunuhan jarang tapi tercatat dan di Amerika Serikat listrik dijadikan sebagai eksekusi pengadilan.

Faktor Fisik

Beratnya kerusakan jaringan termasuk kematian-secara langsung dikaitkan dengan beberapa faktor fisik, temasuk arus, tegangan, tahanan dan waktu. Agar kerusakan biologik dapat terjadi, tubuh harus berhubungan dengan sirkuit listrik, sehingga ada lintasan elektron yang melalui jaringan. Akumulasi elektron dalam bentuk muatan statik tidak dapat melukai.

Dalam elektrokusi harus ada lintasan bagi elektron melewati bagian tubuh yang, dalam kasus fatal, mengandung struktur vital. Arus masuk ke satu titik (tersering tangan yang digunakan untuk mengenggam, menyentuh atau memanipulasi bermacam peralatan listrik) dan lalu meninggalkan tubuh pada titik keluar, biasanya ke tanah atau konduktor netral dari pasokan listrik. Jumlah dari arus tergantung terutama pada tahanan relatif dari berbagai titik keluar potensial. Hal ini cenderung untuk mengambil jalur terpendek antara titik masuk dan titik keluar, tanpa menghiraukan dari macam konduktivitas dari jaringan dalam yang berbeda. Jika seseorang menempatkan jarinya pada konduktor 240 V ketika berdiri dengan sepatu basah pada lantai beton basah, lalu aliran akan lewat dari tangan ke kaki, dengan kemungkinan hasil yang fatal. Jika seseorang berdiri di atas lantai kayu berkarpet, akan memperkecil aliran arus dan yang terjadi hanyalah spasme otot yang terasa sakit.

Dalam kasus lainnya, bila kabel netral dari sumber disentuh oleh kulit pada jari yang sama beberapa sentimeter dari konduktor hidup, karena tahanan tinggi melalui kaki ke tanah akan mencegah aliran arus yang signifikan melaui dada.

Bila seseorang di lantai atas memutar keran mandi dengan tangan satunya, kontak dengan jari lawannya dapat mengakibatkan arus melewati ke tanah melalui keran dan pipa air logam dari tangan melewati thoraks-sebuah posisi yang sangat berbahaya.

Tiga kejadian yang bila terjadi akan mengancam kehidupan:

1. Yang paling umum adalah jalan arus melewati jantung, biasanya ketika tangan kontak dengan konduktor hidup, dan tubuh menyentuh tanah baik melalui kaki atau tangan satunya. Yang paling bahaya adalah kontak dengan tangan kanan dan melalui kaki, ini menyebabkan arus mengalir secara oblik sepanjang sumbu jantung. Dibandingkan dengan variabel tegangan lainnya, tahanan kulit dan waktu, hipotesis ini terlihat tidak penting, meski jalur ini meningkatkan arus melewati hati oleh faktor 1,5-2,5 dibanding dengan titik masuk tangan kiri. Proses fatal adalah disritmia jantung, biasanya fibrilasi ventrikel yang berakhir menjadi asistol.
2. Kurang sering, jalannya arus melewati dada dan perut dapat mengakibatkan paralisis pernafasan dari spasme otot interkostal dan diafragma.
3. Lebih jarang, arus melewati melalui kepala dan leher, biasanya dalam situasi dimana kepala pekerja kontak dengan konduktor.  Pada contoh ini, dapat terjadi efek langsung pada batang otak sehingga jantung dan pusat pernafasan paralisis.    

Umumnya dikatakan bahwa toleransi dapat diperoleh dari syok listrik dan bahwa instalatir listrik profesional sering bekerja pada konduktor 240 V dengan bebas.

Pertimbangan Listrik

Elektron bergerak sekitar sirkuit oleh perbedaan potensial antara 2 titik, yang dapat dilihat pada tekanan listrik, dinyatakan dalam volt (V). Jumlah elektron yang mengalir menghasilkan arus, analog dengan volume listrik dan dinyatakan dalam ampere, meski dalam diskusi saat ini, milliampere (mA) lebih relevan untuk efek biologik. Jaringan juga memiliki tahanan terhadap aliran listrik. Ada hubungan matematik antara perbedaan potensial, arus dan tahanan-yang dikenal dengan Hukum Ohm-dimana arus berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan tahanan. Hukum ini memiliki relevansi terhadap kerusakan listrik biologik.

Arus Searah dan Bolak-balik

Arus searah (DC) kurang berbahaya dibanding arus bolak-balik (AC); arus dari 50-80 mA AC dapat mematikan dalam hitungan detik, dimana 250 mA DC dalam waktu yang sama sering dapat selamat. Arus bolak-balik adalah 4-6 kali menyebabkan kematian, sebagian karena efek bertahan, yang merupakan hasill dari spasme otot tetanoid dan mencegah korban lepas dari konduktor hidup.

Arus bolak-balik lebih dapat menyebabkan aritmia jantung dibanding arus searah. Arus dari AC pada 100 mA dalam seperlima detik dapat menyebabkan fibrilasi ventrikel dan henti jantung. Ampere tinggi DC (diatas 4 A) dapat menyebabkan jantung aritmia kembali pada sinus ritmik seperti pada defirilasi medis.

Frekuensi AC yang biasanya adalah 50 putaran per detik (ppd). Arus bolak-balik antara 40 dan 150 ppd adalah yang paling berbahaya menyebabkan fibrilasi ventrikel dan sayangnya suplai utama yang biasanya berada pada area ini. Di atas 150 ppd fibrilasi berkurang seiring dengan peningkatan frekuensi. Pada 1720 ppd fibrilasi jantung berkurang 20 kali.

Arus

Derajat kerusakan jaringan sebanding dengan jumlah listrik yang mengalir melaluinya. Jumlah ini terlihat pada jumlah elektron perunit waktu dan diukur dalam Coulombs, yang mana merupakan hasil dari ampere dan detik, meski ampere biasanya diterima sebagai indeks dari aliran arus. Menurut Hukum Ohm, arus tergantung pada tegangan, tahanan jaringan dan umtuk kerusakan jaringan, dan waktu untuk arus mengalir.

Dalam patologi forensik, kebanyakan kematian adalah hasil dari disritmia jantung, pengukuran paling penting dari arus adalah yang mengakibatkan gagal jantung akut. Arus 50-80 mA yang melewati jantung lebih dari beberapa detik dapat menyebabkan kematian. Yang masih dapat ditoleransi adalah 30 mA pada tangan menyebabkan kontraksi otot yang menyakitkan. Kehilangan kesadaran pada 40 mA dan arus yang terus menerus untuk beberapa detik lebih besar dari 50-80 mA menyebabkan risiko kematian.

Tegangan

Untuk menghasilkan arus yang mematikan melewati dada, tegangan minimum harus terkena pada permukaan kulit. Pada tahanan yang relatif tinggi, Hukum Ohm mengatakan bahwa tegangan yang dibutuhkan untuk memproduksi 50 mA atau lebih untuk fibrilasi ventrikel. Kematian banyak terjadi pada tegangan 240, meski 110 V pada Amerika Serikat dan Eropa masih letal.

Tidaklah umum kematian terjadi pada 100 V, terutama karena sedikit sumber suplai antara 110 V dan 12 V atau 24 V yang digunakan pada sistem listrik kendaraan. Hal ini hampir tidak berbahaya meski Polson melaporkan kematian pada 24 V pada orang yang terdapat di bawah kendaraan listrik selama beberapa jam. Kasus ini menekankan pentingnya elemen waktu dalam cedera akibat listrik. Tegangan yang sangat tinggi, dapat secara paradoks lebih aman pada beberapa situasi. Karena syok dapat mementalkan subyek dari konduktor, sehingga mengurangi waktu kontak di bawah ambang kerusakan jantung.

Tahanan

Halangan utama bagi arus listrik adalah kulit, dimana memiliki tahanan yang jauh lebih tinggi dibanding jaringan dalam. Itulah mengapa luka bakar pada kulit terjadi, dimana tahanan menyebabkan energi dipindahkan dari aliran elektron ke kulit. Sewaktu masuk ke dermis, sitoplasma semi cairan, dan terutama sistem pembuluh darah yang berisi cairan kaya elektrolit, arus melalui tubuh dengan mudah. Tahanan dari kulit bervariasi tergantung ketebalan dari keratin, dimana pada telapak kaki dan ujung jari lebih tebal dari kulit tipis dimanapun. Tahanan rata-rata adalah antara 500-10.00 ohm selain tangan dan telapak kaki yang memiliki 1 juta ohm ketika kering.

Faktor yang lebih potensial adalah kekeringan atau kelembaban kulit, yang berefek sangat besar terhadap tahanan. Ketika kulit telapak tangan kering, memiliki tahanan 1 juta ohm, ketika basah akan turun menjadi hanya 1200 ohm. Jellinek menemukan kulit tebal dari pekerja memiliki tahanan 1 sampai 2 juta ohm, Jaffe menyatakan bahwa berkeringat dapat menurunkan tahanan kulit dari 30.00 sampai 2500 ohm. Ketika arus mulai mengalir, tahanan turun, sebagai hasil dari perubahan elektrolit pada kulit, yang turun sampai hanya 380 ohm.

Dengan demikian untuk tegangan tetap, seperti pada suplai utama 240 V, arus akan jauh lebih besar bila kulit basah dari berkeringat atau pelembab eksternal. Ini menegaskan bahaya dari kamar mandi dan penggunaan peralatan listrik dalam lingkungan yang basah.

Efek pada Otot

Satu efek dari listrik yang memiliki implikasi praktis adalah spasme yang terjadi pada otot lurik jika arus mencapai antara 10 dan 40 mA pada 50 ppd. Saat titik masuk pada tangan, otot fleksor lengan yang lebih kuat akan spasme dan menyebabkan efek genggam. Ini berarti bahwa segala obyek yang digenggam dengan tangan akan langsung secara tanpa disadari akan tergenggam kabel yang dialiri listrik, obyek tidak dapat terlepas dan arus akan terus mengalir. Ini menambah elemen waktu dan secara progresif memperburuk risiko baik luka bakar kulit dan risiko henti jantung dan nafas. Gatal dapat terasa di kulit dengan arus hanya 1 mA dan genggaman dapat dilmulai pada arus serendah 9-10 mA.