Fulmini e Cantieri

IL RISCHIO FULMINAZIONE IN CANTIERE

CORSO AGGIORNAMENTO COORDINATORIIGLESIAS

GIUGNO – LUGLIO 2014


Fondamenti normativi


Ad inquadrare la normativa di riferimento sulla protezione dai fulmini è il D.Lgs. 81/2008

integrato dal D.Lgs. 106/2009.


Il primo oltre a dare le specifiche di protezione ha abrogato il vecchio art. 38 del D.p.R. 547/55,

mentre il secondo ha abrogato il successivo art. 39 dello stesso D.p.R.


Restano quindi a regolamentare quest’aspetto i soli articoli 29 e 84 del D.Lgs. 81/2008.


L’articolo 29 tratta le modalità di effettuazione della valutazione dei rischi indicando nel

datore di lavoro il dover farsi carico dei rischi legati alla sicurezza e alla salute dei lavoratori incluso il rischio di fulmini, indipendentemente dalla tipologia di struttura, che sia metallica o

meno.


L’articolo 84 corretto dal D.Lgs. 106/2009 affronta approfonditamente la questione del rischio di fulmine e indica fin da subito che “il datore di lavoro provvede affinché gli edifici, gli

impianti, le strutture, le attrezzature, siano protetti dagli effetti dei fulmini secondo le norme

tecniche”.


Alcune definizioni


I fulmini sono originati da enormi differenze di potenziale che si vengono a creare all’interno

delle nubitemporalesche denominate cumulonembi.


Colpiscono la superficie del nostro pianeta circa 100 volte al secondo (circa 8,6

milioni di volte al giorno)


In Italia non sono distribuiti in ugual modo

In realtà la CEI 81-3 – che conteneva per ogni Comune

i valori di fulmini all'anno per kmq -è stata abolita; Per conoscere tale valore si può ricorrere al sistema

ProDis del CEI ed alla nuova Norma CEI 81-30



I fulmini possono raggiungere, anche se per brevissimo tempo, temperature elevatissime,

fino a 30.000°C,più di quattro volte la temperatura della superficie

del sole;


Iinoltre, il valore di picco della corrente puòarrivare a 350.000 A con una tensione tra nuvola

e terra, prima dell’innesco della scarica, di qualche

centinaio di milioni di Volt.


Un fulmine può provocare danni alla salute in forma diretta, se il corpo viene colpito

direttamente dallascarica, oppure indiretta, se viene colpito dalla

corrente di ritorno nel terreno.I danni più gravi sono quelli derivanti dalla fulminazione diretta, e in certi casi possono

provocare la morte.


Altri effetti indiretti dei fulmini possono essere gli incendi e la caduta di alberi, paralisi, amnesie e

perdita di conoscenza per periodicompresi fra pochi minuti e alcune ore; in

determinate condizioni, il bagliore del fulmine (il lampo) può

causare anche disturbi alla vista e l’onda d’urto (il tuono) danni all’udito.


Lo studio dei fulmini e delle protezioni si basa sui parametri della “corrente di fulmine”


I fulmini discendenti (nube-terra) sono presi come riferimento per i parametri della corrente di

fulmine.


Abbiamo due tipi di fulminazione: diretta e indiretta


Nella fulminazione diretta il fulmine colpisce direttamente la struttura


Nella fulminazione indiretta il fulmine colpisce una linea di energia o di segnale entrante nella

struttura


Il pericolo è in genere quello di:

Danni agli esseri umani all'interno o in prossimità della struttura

Danni alla struttura ed al suo contenuto

Guasti degli impianti elettrici ed elettronici


Il rischio connesso ai fulmini non si può eleudere; perciò


Risulta essenziale adottare misure di protezione contro il fulmine;


La necessità e la conformazione di queste protezioni dipende dalla VDR

LO STATO DELLA NORMATIVA PER GLI IMPIANTI DI PROTEZIONE

CEI EN 62305-1 (CEI 81-10/1) - in vigore dal 02.12.2013:

Principi generali



Valutazione del rischio



Danno materiale alle strutture e pericolo per le persone



Impianti elettrici ed elettronici nelle strutture

LPS

L'impianto di protezione contro i fulmini (LPS) ha il compito di proteggere edifici dalle fulminazioni

dirette e, diconseguenza, da possibili incendi e comunque

dalle conseguenze della corrente di fulmine.

LPS

È costituito da captatori, calate e dispersori; può essere esterno o interno

IMPORTANZA DELLA VDR

La VDR consente di valutare se la struttura è statisticamente autoprotetta dai fulmini

oppure

IMPORTANZA DELLA VDR

necessita di adeguati mezzi di protezioneesterni quali LPS (parafulmine, gabbia di Faraday,

ecc.), SPD (limitatori di sovratensione), o accorgimenti di

altra natura (mezzi di rivelazione/estinzione automatico in caso di incendi, asfaltatura del

suolo, ecc.).

IL RISCHIO FULMINAZIONE

È espresso dalla formula

R = N x P x L

N numero di eventi pericolosiP probabilità di accadimentoL perdita in seguito al danno


In realtà

R = Ng x A x C x 10-6

con:Ng numero di fulmini/(anno km2);A Area di raccolta;C coefficiente di posizione;

SORGENTI DI DANNO

La corrente di fulmine è la principale sorgente di danno (D).

Le sorgenti considerate sono distinte in base al punto d’impatto del fulmine:

SORGENTI DI DANNO

• S1: fulmine sulla struttura;• S2: fulmine in prossimità della struttura;• S3: fulmine su una linea;• S4: fulmine in prossimità di una linea.

TIPI DI DANNO

Un fulmine può causare danni in rapporto alle caratteristiche della struttura da proteggere.

Nelle applicazioni pratiche della determinazione del rischio si distingue tra le tre tipologie principali di danno che possono manifestarsi come conseguenza di una fulminazione:

TIPI DI DANNO

• D1: danno ad esseri viventi per elettrocuzione;• D2: danno materiale;• D3: guasto di impianti elettrici ed elettronici.

TIPI DI PERDITE

Ciascun tipo di danno,può produrre diverse perdite nella struttura da proteggere.

Debbono essere presi in considerazione i seguenti tipi di perdita:

TIPI DI PERDITE

•L1: perdita di vite umane (inclusi danni permanenti);

• L2: perdita di servizio pubblico;• L3: perdita di patrimonio culturale insostituibile;•L4: perdita economica (struttura, contenuto e

perdita di attività).


Il rischio (R) è la misura della probabile perdita media annua.

Per ciascun tipo di perdita che può verificarsi in una struttura deve essere valutato il relativo rischio.


I rischi da valutare in una struttura possono essere:

• R1: rischio di perdita di vite umane (inclusi danni permanenti);

• R2: rischio di perdita di servizio pubblico;• R3: rischio di perdita di patrimonio culturale

insostituibile;• R4: rischio di perdita economica.


Per valutare i rischi R debbono essere definite e calcolate le relative componenti di rischio che rappresentano i rischi parziali dipendenti dalla sorgente e dal tipo di danno; ciascun rischio R è quindi la somma delle sue componenti di rischio.


Nell’effettuare la somma, le componenti di rischio possono essere raggruppate secondo la sorgente ed il tipo di danno.


Componenti di rischio dovute a fulminazione diretta della struttura

RA: componente relativa ai danni ad esseri viventi per elettrocuzione dovuta a tensioni di contatto e di passo all'interno della struttura e all'esterno in zone fino a tre metri attorno alle calate.

Possono verificarsi perdite di tipo L1 e, in strutture


RB: componente relativa ai danni materiali causati da scariche pericolose all’interno della struttura che innescano l’incendio e l’esplosione e che possono anche essere pericolose per l’ambiente.

Possono verificarsi tutti i tipi di perdita (L1,L2,L3 ed L4);


RC: componente relativa al guasto di impianti interni causata dal LEMP.

In tutti i casi possono verificarsi perdite di tipo L2 ed L4, unitamente al tipo L1 nel caso di strutture con rischio d’esplosione e di ospedali o di altre strutture in cui il guasto degli impianti interni provoca immediato pericolo per la vita umana.


Componente di rischio dovute a fulminazione in prossimità della struttura

RM: componente relativa al guasto di impianti interni causata dal LEMP.

In tutti i casi possono verificarsi perdite di tipo L2 ed L4, unitamente al tipo L1 nel caso di strutture con rischio d’esplosione e di ospedali o di altre strutture in cui il guasto degli impianti interni provoca immediato pericolo per la vita umana.


Componenti di rischio dovute a fulminazione diretta di una linea connessa alla struttura

RU: componente relativa ai danni ad esseri viventi per elettrocuzione dovuta a tensioni di contatto all’interno della struttura.

Possono verificarsi perdite di tipo L1 e, in caso di


RV: componente relativa ai danni materiali (incendio o esplosione innescati da scariche pericolose fra installazioni esterne e parti metalliche, generalmente nel punto d’ingresso della linea nella struttura) dovuti alla corrente di fulmine trasmessa attraverso la linea entrante.

Possono verificarsi tutti i tipi di perdita (L1,L2,L3 ed L4).


RW: componente relativa al guasto di impianti interni causata da sovratensioni indotte sulla linea e trasmesse alla struttura. In tutti i casi possono verificarsi perdite di tipo L2 ed L4, unitamente al tipo L1 nel caso di strutture con rischio d’esplosione e di ospedali o di altre strutture in cui il guasto degli impianti interni provoca immediato pericolo per la vita umana.

IL RISCHIO FULMINAZIONEComponente di rischio dovute a fulminazione in prossimità di

una linea connessa alla strutturaRZ: componente relativa al guasto di impianti interni causata

da sovratensioni indotte sulla linea e trasmesse alla struttura.

In tutti i casi possono verificarsi perdite di tipo L2 ed L4, unitamente al tipo L1 nel caso di strutture con rischio d’esplosione e di ospedali o di altre strutture in cui il guasto di impianti interni provoca immediato pericolo per la vita umana.


Composizione delle diverse componenti di rischio

Le componenti di rischio da considerare per ciascun tipo di perdita in una struttura sono:

R1: rischio di perdita di vita umane:

R1= RA1+ RB1+ RC1(1)+ RM1(1)+ RU1+ RV1+ RW1(1)+ RZ1(1)


R2: rischio di perdita di servizio pubblico:

R2= RB2+ RC2+ RM2+ RV2+ RW2+ RZ2


R3: rischio di perdita di patrimonio culturale insostituibile:

R3= RB3+ RV3


R4: rischio di perdita economica:

R4= RA4(2)+ RB4+ RC4+ RM4+ RU4(2)+ RV4+ RW4+ RZ4

La Norma di riferimento è la CEI 64-17:“Guida all'esecuzione degli impianti elettrici nei cantieri”

PECULIARITÀ DEI CANTIERI

Si devono preventivamente individuare tutte le strutture esistenti nel cantiere, ubicate sia nell’area interna operativa di cantiere (es: tettoie, ponteggi, gru, strutture metalliche all’aperto in genere), sia nell’area esterna al cantiere e nonoperativa (es: baracche adibite ad uffici, spogliatoi, mensa, tettoie depositi, ecc.).


Prima di valutare il rischio da fulmine è necessario:


individuare tutte le strutture tra loro indipendenti (fisicamente separate);


suddividere tali strutture indipendenti in:a) strutture adibite a servizi di cantiere (es: baracche, tettoie, depositi) nelle quali si riscontra generalmente un carico d’inncendio non nullo, da classificare secondo:


la destinazione d’uso (industriale)numero di persone nella o in prossimità della struttura, tempo di permanenza e caratteristiche del suolo e della pavimentazione (CEI EN 62305-2, art. C.2 e CEI EN 62305-3, artt. 8.1 e 8.2)probabilità di danno ad esseri viventi (CEI EN 62305-2, art. B.1)il carico d’incendio (CEI EN 62305-2, art. C.4);caratteristiche del suolo e della pavimentazione.


b) strutture metalliche all’aperto (es: gru, ponteggi, tettoie), che presentano rischio di incendio nullo.


Tutti i tipi di strutture esistenti in un cantiere (aree esterne ed interne) possono essere, in genere, classificate come strutture nelle quali eventuali guasti degli impianti interni non provocano immediato pericoloper la vita umana.La valutazione del rischio di perdita di vite umane (denominato “R1” nella CEI EN 62305-2) deve quindi tener conto delle seguenti componenti di rischio:


strutture di cui in a):

R1 = RA + RB + RU + RV


strutture di cui in b):

R1 = RA


Le relazioni sopraccitate considerano la presenza di persone all’esterno delle strutture: nel caso non sia prevista tale presenza o la durata all’esterno della strutturain prossimità delle calate sia molto bassa, le componenti di rischio da considerare sono le seguenti:

strutture di cui in a): R1 = RB + RU + RVstrutture di cui in b): R1 = 0


I diagrammi di flusso illustrano sinteticamente i provvedimenti che consentono di ridurre il rischio di perdita di vite umane a valori tollerabili (R1 < 10-5).


La Guida ha lo scopo di fornire indicazioni che permettano di verificare rapidamente se le strutture del cantiere di tutti i tipi presentano un rischio inferiore a quello consentito dalla Norma CEI 62305-2 (R1 < 10-5), elaborate nelle condizioni tipiche di utilizzo più comune, a vantaggio della sicurezza.

CALCOLI PRATICI

Baracca / tettoiaAssumendo la presenza di persone sia all’interno che all’esterno della struttura e considerando i valori tipici medi riportati nella Tab. C.1 della CEI EN 62305-2 Struttura non metallica (metallica parzialmente) Assenza di LPS Superficie struttura S 1 000 m2 (31 x 32 m) Carico d’incendio maggiore di 800 MJ/m2 Nt = 4 fulmini/anno km2 (numero massimo di fulmini/anno km2) C = 2 (posizionamento in cima ad una montagna) Linea BT di alimentazione non schermata: L = 100 m, h = 6 m Livello isolamento impianti interni Uw 0 1,5 kV presenza di estinori Numero di persone all’interno uguale al numero di persone all’esterno np/nt = 0,5,risulta che baracche e tettoie sono protette contro la fulminazione diretta fino ad una altezza di 5 m.

CALCOLI PRATICI

Gru a torre / ponteggiI grafici delle figure seguenti presentano un esempio di calcolo per la protezione contro i fulmini di un ponteggio/gru in cui si sono assunti i seguenti parametri (basati sulla Norma CEI EN 62305-2 ):R1 = RACarico d’incendio nulloPresenza di persone all’esternoTerreno di tipo agricolo / cementoNessuna protezione contro l’incendioTutto il personale presente in cantiere è esposto al rischioNg = 1,5

CALCOLI PRATICI

In ascissa lo sviluppo lineare del ponteggio o il braccio della gru, in ordinata l'altezza del ponteggio o della gru

CALCOLI PRATICI

Installazione di un LPSNei casi eccezionali in cui, per ciascuna struttura indipendente di un cantiere edile (sia nell’area interna operativa che nell’area esterna di servizio), sia necessario installare un LPS o provvedere all’equipotenzializzazione dei corpi metallici e delle linee, ai fini della protezione dalla fulminazione della struttura individuata, tali provvedimenti dovranno essere conformi a tutte le prescrizioni applicabili delle Norme CEI EN 62305, Parti 1, 2 e 3.

PRECISAZIONI

NOTA In genere le strutture metalliche possono essere utilizzate come captatori e calate naturali, per cui sono necessari solo il dispersore ed i relativi collegamenti (i cavallotti tra le varie parti metalliche della struttura non sono quindi necessari).

PRECISAZIONI

Collegamenti intenzionali a terra

Solo se necessario, deve essere realizzatala protezione intenzionale dei fulmini

PRECISAZIONI

VerificheTabelle o grafici della CEI 64-17 o di altre guide o

norme CEI, possono essere utilizzati per accertare

l’autoprotezione delle strutture in oggetto.

PRECISAZIONI

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