En el cuerpo humano no existe una toma de tierra. Es decir, no hay ninguna localización donde se registre un “0 voltios”.
La toma de tierra es obligatoria en la mayoría de las instalaciones eléctricas, y también en la mayoría de los electrodomésticos, desde neveras hasta hornos eléctricos. La toma de tierra permite la descarga de la corriente eléctrica hacia la tierra de manera segura y que la máquina no se estropee si hay una sobrecarga.
Podemos vivir sin ello. De eso, hay pruebas. Pero ayudaría tenerlo, porque carecer de toma de tierra implica que no tenemos una referencia clara para medir la actividad eléctrica del corazón, de los músculos o del cerebro.
La razón por la que no tenemos toma de tierra es porque el cuerpo humano tiene la particularidad de ser, al mismo tiempo, generador y un conductor de electricidad. Somos biológicamente eléctricos.
Por un lado, las células del corazón, las de los músculos y las del cerebro son excitables, funcionan como fuentes generadoras de electricidad. Pero es que, además de generarla, nuestros tejidos son capaces de conducir a las mil maravillas la corriente eléctrica.
Debido a estos dos factores, en cualquier parte del cuerpo existe un potencial eléctrico (voltaje) distinto de cero.
Un gran potencial
La fuente generadora eléctrica más importante del cuerpo humano son las fibras musculares y las neuronas. La actividad eléctrica del músculo cardiaco, el corazón, es la que más se mide rutinariamente en los electrocardiogramas. Los impulsos eléctricos generados por el miocardio estimulan el latido (contracción) del corazón.
El potencial eléctrico que generan los tejidos se puede registrar en puntos muy alejados de la fuente. Por ejemplo, el dipolo que se forma en las paredes del corazón genera un potencial eléctrico que se puede registrar en las muñecas y los pies.
Así, en cualquier parte de nuestro organismo hay actividad eléctrica, resultado de la suma de los potenciales lejanos que emanan de cada dipolo.
Si nos atraviesa un rayo
Nuestro cuerpo, ya lo hemos avanzado, es un buen conductor de electricidad. Todos los tejidos, en mayor o menor medida, son conductivos. Los huesos y la grasa son peores conductores que los músculos, pero también son capaces de transmitir la electricidad. Esto se ve claramente cuando un rayo alcanza de lleno a una persona y toda la corriente del rayo atraviesa el cuerpo de esa persona.
Existe otro factor a tener en cuenta: el cuerpo es también una antena receptora capaz de captar ruido de fuentes electromagnéticas. Con el inconveniente de que este “ruido” afecta a las mediciones. Los electrodos de un registro captan señales de fuentes de ruido como el generado en la interfaz electrodo-piel, el ruido de acoplamiento capacitivo, el ruido de los componentes electrónicos o el de los artefactos de la respiración a las que pueden estar conectados si necesitan ventilación mecánica.
En resumen, el cuerpo produce actividad eléctrica (por ser un generador de electricidad) y capta ruido (por ser una antena), que se pueden registrar en cualquier parte del cuerpo (por ser un conductor de electricidad). Y todo esto hace que no se registren 0 voltios en ninguna parte del cuerpo, incluso cuando la persona está completamente relajada.
¿Cómo se soluciona el problema de la toma de tierra?
No se puede conocer a priori cuál es el potencial en cada parte del cuerpo, y este potencial puede variar de sitio en sitio. Esto supone un problema práctico evidente: al no existir un potencial de referencia constante y conocido, la medición de la actividad eléctrica de un músculo (o del corazón y el cerebro) no es trivial. Por ejemplo, no se puede medir la actividad eléctrica del corazón colocando un simple electrodo sobre el tórax puesto que este electrodo registraría electricidad no sólo del corazón, sino de otros músculos y de fuentes de ruido.
La estrategia habitual para resolver el problema de la “referencia a tierra” es detectar la señal colocando dos electrodos en configuración bipolar. En la configuración bipolar, la señal se registra en dos localizaciones del cuerpo distintas (mediante dos electrodos, E1 y E2), después se resta (VE2 - VE1), y por último se amplifica esta diferencia de potencial.
Gracias a esta amplificación diferencial, el problema de la “referencia a tierra” desaparece, puesto que cualquiera que sea este potencial de referencia, al ser común a ambos electrodos, se elimina al hacer la resta de los potenciales captados por los dos electrodos (VE2 - VE1).
El electrocardiograma (EGG) es una de las pruebas más útiles y realizadas en la actualidad. Que en el cuerpo humano no exista una toma de tierra no ha impedido que la actividad eléctrica de nuestras células se pueda detectar de un modo fiable. Solo necesitamos utilizar varios electrodos situados sobre la piel. Así que podemos estar tranquilos (a menos que nos caiga un rayo).
Javier Rodriguez-Falces, Profesor Titular de Universidad del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Comunicación. Área de especialización: Ingeniería Biomédica, Universidad Pública de Navarra.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.
