Il Rischio Elettrico nei luoghi di lavoro

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CAPITOLO I Concetti fisici di base

Parliamo di corrente sigrave di corrente elettrica di qui in poi detta anche corrente (senza aggiungere altro) Per gli scopi di questa piccola dispensa la corrente elettrica egrave una migrazione di cariche elettriche tutte nello stesso verso allrsquointerno di un ambiente Potrei fermarmi qui e partire in quarta con lrsquoesposizione di altri concetti se la definizione non fosse generatrice di dubbi laquoChe cosrsquoegrave la carica elettrica di quale ambiente si trattaraquo Quindi per essere piugrave concreti

la corrente elettrica egrave uno spostamento in un verso ben preciso di elettroni eo di ioni i quali sono particelle aventi ldquomisurerdquo che al piugrave sfiorano qualche decimo di miliardesimo di metro

lrsquoambiente in questo libretto egrave o il corpo umano o il terreno o lrsquoanima metallica dei cavi (di rame o di alluminio) di un impianto elettrico o un apparecchio elettrico o (e qui generalizzo rendendo superfluo ndash o no - lrsquoelenco precedente) un qualsiasi oggetto che permetta il passaggio di corrente al proprio interno

E siamo formalmente da capo cosrsquoegrave un elettrone e uno ione Incominciamo dalla materia La materia (ossia il nostro corpo la sveglia sul comodino il latte che beviamo al mattino i cavi dellrsquoimpianto elettrico lrsquoaria che respiriamo e via di seguito) egrave costituita di atomi aggregati (ossia ldquoappiccicatirdquo gli uni agli altri formando le cosiddette molecole che possono essere bi- tri- tetra- etc- atomiche) o singoli (molecole monoatomiche) i quali

sono disposti ordinatamente e ldquorigidamenterdquo nello spazio nel caso dei cosiddetti corpi solidi (che quindi hanno forma e volume proprio)

mentre sono migranti nei fluidi (in misura minore nei liquidi - che infatti hanno volume proprio

ma non forma di piugrave negli aeriformi cioegrave vapori e gas che non hanno neacute volume neacute forma propricirc)

Gli atomi a loro volta sono composti (nonostante il nome derivi dal greco antico aacutetomos che significa lsquoindivisibilersquo) da

neutroni e protoni (dotati di carica elettrica positiva i secondi elettricamente neutri ndash cioegrave senza carica ndash i primi gli uni e gli altri sono costituiti da tre quark) aggregati e for-manti il cosiddetto nucleo

noncheacute da elettroni disposti intorno a questrsquoultimo carichi negativamente e a differenza delle

succitate particelle da ldquobravirdquo leptoni quali sono privi di una struttura interna (non sono fatti di quark insomma)

Lrsquoatomo egrave elettricamente neutro siccome la carica elettrica positiva del gruppo di protoni e quella negativa dellrsquoinsieme di elettroni si elidono

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Dimenticavo la carica elettrica - che si misura in coulomb (simbolo C) ed egrave espressa da un numero avente lo stesso segno della carica (cioegrave positivo o negativo) - indica la tendenza di una particella ad attrarne o respingerne unrsquoaltra mediante una forza

inversamente proporzionale al quadrato della distanza fra le particelle stesse (queste ultime parole significano ldquonel caso la distanza fra le particelle raddoppi la forza attrattiva o repulsiva diventa un quarto qualora triplichi diventa un nono allorcheacute quadruplichi diventa un sedicesimo etcrdquo)

e direttamente proporzionale al prodotto dei valori (con segno) delle cariche stesse la forza

egrave repulsiva nel caso di cariche con lo stesso segno egrave attrattiva nellrsquoaltro caso

Dopo tutta questa pappardella ritorniamo agli ioni questi sono atomi che hanno acquistato gli elettroni di un altro diventando negativi o ceduto elettroni a un altro diventando diventandohellip diventando cosa La risposta hellip al lettore diligente ohellip meglio paziente Nella maggioranza dei casi che tratterograve la corrente scorre in un circuito chiuso crsquoegrave un tratto di circuito per lrsquoandata e almeno un altro per il ritorno Mutatis mutandis egrave come per lrsquoimpianto idraulico che entra nelle nostre case facciamo un esempio dal rubinetto esce lrsquoacqua noi giocando con i nostri bambini sottoponiamo allrsquoazione del getto un piccolo mulinello di legno che cosigrave gira gira girahellip lrsquoacqua dopo aver mosso il giocattolo si scarica nel lavandino e tramite lrsquoimpianto fognario ritorna in quel ldquogrande serbatoiordquo qual egrave lrsquoambiente esterno da cui viene prelevata mediante le tubazioni dellrsquoacquedotto che col proprio sistema di pompaggio (dopo averla resa potabile ovv) la conduce fino ai nostri rubinetti chiudendo il circuito Per comprendere il fenomeno della corrente elettrica si pensi di avere una pila Questrsquooggettino ha due estremi che si chiamano poli per la precisione uno egrave detto polo positivo e si riconosce per la presenza del segno + riprodotto vicino lrsquoaltro egrave detto polo negativo Srsquoimmagini in seguito di collegare al primo un estremo di un conduttore flessibile di rame isolato (chiamato filo comunemente chiamato cordina dagli installatori elettrici noncheacute cavo unipolare isolato e senza guaina dalla normativa tecnica) e di portarne lrsquoaltro estremo a uno dei poli di una lampadina a filamento (del tipo da fanalino di bicicletta) si supponga infine di collegare tra loro mediante un secondo conduttore identico al succitato i due poli restanti quello negativo della pila e lrsquoaltro della lampadina (per chi non lo sapesse questrsquoultima se ldquoclassicardquo ha due poli pertanto rientra nella categoria dei cosiddetti bipoli passivi aggiungo per la precisione passivi in quanto sono in grado solo di assorbire energia elettrica e non di generarla i generatori di energia a due poli invece sono detti bipoli attivi E questi due poli come si riconoscono Nel caso di una lampadina ldquoclassicardquo - di quelle che si avvitano per intenderci ndash uno egrave la ldquoviterdquo lrsquoaltro egrave il ldquobitorzolo metallico e tondeggianterdquo alla ldquobaserdquo della lampada stessa) Che succede al circuitino della nostra fantasia Succede che il polo negativo della pila spinge elettroni lungo il filo verso il polo opposto Gli elettroni siccome hanno tutti carica dello stesso segno (negativa ricordo) si respingono semplificando ciascuno egrave premuto verso il polo positivo dagli elettroni retrostanti e calca a sua volta quelli che gli stanno innanzi inoltre il polo positivo attrae gli elettroni e non appena gli arrivano appresso li ldquofagocitardquo Gli elettroni appena ldquodivoratirdquo si uniscono a ioni positivi neutralizzandone la carica allrsquointerno della pila la

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conduzione egrave ionica ioni positivi neutralizzati dagli elettroni or ora giunti si attaccano ndash o precipitano vicino - al polo omonimo (detto anodo) ioni positivi si staccano dallrsquoaltro polo (detto catodo) liberando uno o piugrave elettroni che diventano i ldquoveicolirdquo della circolazione esterna su descritta Gli elettroni attraversando il filamento della lampadina lo riscaldano fino allrsquoincandescenza e cosigrave fiat lux Non egrave ancora finita Pensate allrsquoautostrada siamo in piena estate egrave mezzogiorno il sole spacca le pietre scorre unrsquoauto qua e unrsquoauto lagrave Noi stiamo pranzando nel ristorante di un modernissimo autogrill e guardiamo le auto passare per gioco nellrsquoattesa che un nostro amico ci porti i caffegrave che egrave andato a ordinare contiamo quante macchine in viaggio nella nostra direzione ci passino davanti al naso ogni minuto questa egrave lrsquointensitagrave della corrente Per lrsquoesattezza egrave lrsquointensitagrave del traffico tuttavia per definire quella della corrente si procede in modo analogo Si pensi al filo di dieci - venti righe fa si scelga un punto lungo detto filo (una sezione trasversale bisognerebbe scrivere) e si contino gli elettroni in viaggio verso il polo positivo che ogni secondo oltrepassano quel punto se questi fossero 6242197253433208hellip (ossia circa sei milioni di miliardi egrave la quantitagrave di elettroni costituente un coulomb) si direbbe che lrsquointensitagrave della corrente egrave 1 A (un ampere) se fossero la metagrave sarebbe mezzo ampere se fossero il doppio due ampere etc La corrente si dice continua1 quando la sua intensitagrave egrave costante nel tempo e lungo il filo ossia quando ogni secondo la carica attraversante la sezione osservata egrave sempre dello stesso valore e non muta nel passare da una sezione osservata a unrsquoaltra (in questo caso si dice che il moto delle cariche egrave stazionario) La corrente si dice alternata quando il moto delle cariche egrave ldquopendolarerdquo dopo aver percorso un tratto di filo in un verso ldquoinnestano la retromarciardquo e viaggiano in verso opposto per poi invertire nuovamente la rotta e cosigrave via Ritornando ai bipoli summenzionati la lampadina dellrsquoesempio egrave un bipolo ma anche il tratto di circuito (il filo) che unisce il polo negativo della pila alla ldquoviterdquo della lampada lo egrave e cosigrave pure il filo rimanente che unisce il ldquobitorzolo metallicordquo della medesima al polo positivo del generatore E il tratto che resta togliendo la pila cioegrave la serie ldquofilo ndash lampada ndash filordquo Non ha un ingresso (collegato al polo negativo) e unrsquouscita (connessa al polo positivo) Certo che li ha quindi egrave un bipolo E se anzicheacute una sola lampada ce ne fossero 4 o 5 o piugrave collegate in qualche modo fra loro mediante 8 o 10 o piugrave fili e il tutto avesse un ingresso e unrsquouscita si tratterebbe sempre un bipolo Senza dubbio Nei bipoli alimentati da una pila o una batteria (come quella dellrsquoautomobile) la corrente egrave conti-nua noncheacute prodotta dal fenomeno elettrochimico sopra esposto per sommi capi la cosiddetta ldquodinamordquo della bicicletta invece genera corrente alternata (tantrsquoegrave che il nome dinamo andrebbe sostituito da alternatore in quanto la dinamo vera e propria egrave un generatore di corrente continua) grazie al fenomeno dellrsquoinduzione elettromagnetica che non Vi spiego in quanto non necessario allo scopo di questo libricino Mentre in un generatore di corrente continua la collocazione dei poli egrave fissa nel tempo in un generatore di corrente alternata avviene una

1 La corrente puograve anche essere pulsante unidirezionale questo avviene quando rispetto al tempo il verso del moto delle cariche egrave costante ma lrsquointensitagrave della corrente varia

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continua inversione dei medesimi per determinare lrsquoalternarsi della ldquomarciardquo e della ldquoretromarciardquo delle cariche Ancora un concetto il verso convenzionale della corrente In un bipolo metallico alimentato da una pila o piugrave genericamente da un generatore di corrente continua la corrente elettrica egrave come giagrave spiegato uno spostamento di elettroni che procede nel verso dal polo negativo a quello positivo tuttavia per una convenzione legata a ragioni storiche ci si esprime nel trattare ldquoquestioni elettricherdquo assumendo che la corrente sia uno spostamento di cariche dal polo positivo al negativo questo verso di percorrenza egrave chiamato nei testi di fisica e di elettrotecnica verso convenzionale della corrente Si tratta di una regola ininfluente sulla risoluzione dei problemi di elettrotecnica una volta determinato secondo la suddetta convenzione il verso della corrente in un bipolo metallico quello vero ndash nel caso interessi conoscerlo - egrave il verso opposto A questo punto piugrave o meno avrete capito che cosa sono la corrente elettrica e la sua intensitagrave passo pertanto a spiegarVi la tensione Egrave un porsquo complicato non so come iniziare E nemmeno come procedere Potrei scrivere laquoLa tensione egrave una grandezza fisica che si misura tra due punti dello spazio scelti liberamente ed egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume in tali punti Il potenziale elettrico egrave una grandezza scalare il cui opposto del gradiente egrave il campo elettrico pertanto risulta definito a meno di una costante addizionale arbitraria La tensione invece non dipende da detta costanteraquo Oppure laquoLa tensione misura il lavoro compiuto dalle forze del campo elettrico per trasportare una carica di 1 C (cioegrave un coulomb) da un punto allrsquoaltro del campo stessoraquo Ma forse egrave meglio che segua unrsquoaltra strada La tensione si misura in volt (simbolo V) e si rileva sempre fra due punti ad esempio gli estremi del filo di andata del circuito di prima oppure i poli della lampadina o quelli di un generatore etc La tensione ai capi di un determinato bipolo egrave un indice della forza motrice (per chi non lo sapesse motrice significa ldquoche determina movimentordquo) che mediamente agisce sulle cariche elettriche interne al medesimo spostandole Oltre alla forza motrice le cariche in movimento sono soggette a unrsquoazione frenante ndash espressa mediante un parametro detto resistenza elettrica (anche solo resistenza) che si misura in ohm (simbolo Ω ) - dovuta alle caratteristiche proprie della materia in cui scorrono e proporzionale

direttamente alla lunghezza del tragitto inversamente alla sezione attraversata

Una relazione lega la resistenza di un bipolo la tensione presente ai suoi capi e lrsquointensitagrave della corrente (nel gergo degli elettrotecnici anche solo corrente) che lo attraversa

1 R = VI

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2 I = VR 3 V = RI

Ciascuna delle formule ndash tra loro intercambiabili ndash costituisce la Legge di Ohm Una legge fisica egrave una relazione matematica tra grandezze fisiche ottenuta interpolando (parola difficile scusate) i risultati di osservazioni (quando possibile di fenomeni ldquoscatenatirdquo in laboratorio e riproducibili2) ndash ossia non determinata usando esclusivamente lrsquointuizione e la ragione ndash e in osservanza al principio di falsificazione di Popper valida ndash come la teoria di cui egrave parte - fino a che prova contraria3 non la confuti Una grandezza fisica egrave un ente dotato di unitagrave di misura sono grandezze fisiche la lunghezza che si misura ad es in metri il tempo che si misura ad es in secondi la velocitagrave che si misura ad es in metri al secondo etc La misura di una grandezza fisica egrave un numero indicante quante volte occorre prendere lrsquounitagrave di misura per rappresentare la grandezza stessa Lampadine e - piugrave in generale ndash bipoli in serie Nellrsquoesempio di qualche pagina fa ci sono tre bipoli passivi collegati tra loro nellrsquoordine filo lampada filo lrsquoingresso del primo egrave collegato al generatore lrsquouscita invece egrave collegata allrsquoingresso del secondo lrsquouscita di questrsquoaltro egrave connessa allrsquoingresso del terzo lrsquouscita di questrsquoultimo egrave unita al polo restante del generatore Il collegamento dei tre bipoli egrave detto collegamento in serie Il risultato di un collegamento in serie egrave un bipolo avente resistenza elettrica pari alla somma di quelle dei singoli bipoli componenti si tratta di una proprietagrave importante grazie alla quale ad es la formula n 2 di cui sopra si puograve riscrivere

2bis I = V(R1+hellip+Rn) Da questa relazione si vede che aggiungendo un bipolo a una serie di bipoli la corrente che attraversa la serie si riduce (perdonatemi le ripetizioni lessicali) si tratta di una proprietagrave importante che torneragrave utile in seguito CAPITOLO II Scrittura corretta delle unitagrave di misura

Dura lex sed lex Ebbene in fatto di unitagrave di misura anche il Legislatore italiano si egrave espresso - per ben due volte (DPR 80282 e DM 29101) ndash sia stabilendo le unitagrave (non solo elettriche) e i prefissi da utilizzare nei documenti ufficiali sia indicandone simboli e nomi Pure il Normatore CEI (vedere il capitolo dedicato anche al Comitato Elettrotecnico Italiano) si egrave pronunciato con un norma dedicata ai simboli letterali e alle unitagrave di misura elettriche Norma CEI 24-1

2 Riproducibile significa che se venisse rifatto nello stesso modo si otterrebbero i medesimi risultati 3 Secondo Popper una teoria per essere scientifica devrsquoessere formalmente disposta alla confutazione questo vuol dire non che devrsquoessere incoerente ma che deve permettere lrsquoesistenza di esperimenti o di osservazioni anche ipoteticiche in grado di confutarla Attenzione parlo di teorie falsificabili non false Esempio Se una teoria affermasse che nei dieci anni successivi al 2003 il giorno di ferragosto pioveragrave sarebbe falsificabile basterebbe che una volta non piovesse e risulterebbe falsificata ma non da buttare semplicemente da correggere in modo che divenga meno imprecisa Se invece affermasse sempre rife-rendosi allo stesso periodo e allo stesso giorno che pioveragrave oppure non pioveragrave oppure pioviggineragrave comunque fossero le condizioni atmosferiche la teoria prevederebbe sempre il vero questa sarebbe non falsificabile ossia non scientifica Non tutta la comunitagrave scientifica condivide pienamente questa posizione ma non ne scrivo percheacute non sono un epistemologo ehellip lascio a voi le conclusioni

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Da tutte queste pubblicazioni scaturisce che di ogni unitagrave di misura cosigrave come di ogni prefisso si distinguono nome e simbolo Per chiarire quello che sto scrivendo passo subito a un esempio didascalico riferendomi a una grandezza comunemente familiare la lunghezza La sua unitagrave di misura ndash legislativa e normativa ovviamente - si chiama metro (questo egrave il nome) il simbolo egrave la lettera emme minuscola m uno dei suoi multipli egrave il kilometro (nei documenti tecnico-scientifici il nome corretto si scrive con la k) il cui simbolo egrave km (la lettera k ndash minuscola ripetominuscola sempre minuscola ndash egrave il prefisso che si chiama kilo e rappresenta il fattore di moltiplicazione 103 un kilometro equivale a mille metri ) Unrsquoaltra grandezza probabilmente sconosciuta ai piugrave egrave lrsquoilluminamento Si misura in lux unitagrave di misura che ha il nome appena scritto e simbolo lx Notate bene in questo caso specifico egrave molto diffuso lrsquoimpiego (errato) del nome al posto del simbolo si trovano spesso scritture tipo 15 lux ndash sbagliata ndash al posto di 15 lx corretta Vediamo alcuni esempi di scrittura corretta per spiegare altre regole e riassumere quelle esposte

1 quindici lux (il numero non egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il nome scritto con tutti caratteri minuscoli)

2 lrsquounitagrave di misura dellrsquoilluminamento egrave il lux (lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il

nome scritto con tutti caratteri minuscoli siccome non egrave preceduta da un numero in cifre)

3 15 lx (il numero egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il simbolo

questo segue ndash cosigrave devrsquoessere ndash il numero il simbolo non egrave seguito da un puntino)

4 hellip lrsquoilluminamento medio misurato egrave 20 lx Da questo valore scaturisce chehellip (il simbolo egrave seguito da un puntino in quanto egrave alla fine della frase)

5 50 klx duecento kilolux (il prefissi k e kilo sono - e devono essere - scritti con caratteri

minuscoli)

6 non di tutti i prefissi indicanti multipli o sottomultipli decimali delle unitagrave di misura il simbolo si rappresenta mediante una lettera minuscola esclusivamente dal mega ndash simbolo M fattore moltiplicativo 106 ndash in su si utilizzano per il simbolo solo per il sim-bolo lettere maiuscole

7 cambiamo grandezza fisica cento volt (i nomi delle unitagrave di misura derivanti da un

nome proprio sono invariabili al plurale sono consapevole che lo sanno tutti ma repetita iuvant volt deriva da Alessandro Volta lrsquoinventore della pila)

Gli ultimi esempi

15 kA = quindici kiloampere (= quindicimila ampere)

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8 V = otto volt 7 m Ω = 7 milliohm (= sette millesimi di ohm)

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CAPITOLO III Sistemi elettrici Srsquoimmagini di avere tre generatori di corrente elettrica tre bipoli attivi collegati fra loro nel modo di seguito descritto Chiamiamo Ni ed Fi gli estremi di ogni generatore(i = 1 per il gen 1 i = 2 perhellip etc) colle-ghiamo insieme tutti gli Ni in un punto che ldquobattezziamordquo N lasciando liberi i tre Fi che disporremo ai vertici di un triangolo equilatero con il punto N al centro In altre parole(reperita iuvant) colleghiamo tra loro ndash in un punto che chiamiamo N - gli estremi N1 N2 N3 Per ragioni puramente didascaliche disponiamo lrsquoinsieme in modo se guardato ldquoda lontanordquo abbia la forma di una Y il punto N sia al centro gli estremi restanti ndash che chiamiamo F1 F2 F3 ndash siano ai vertici della Y Il risultato si chiama collegamento a stella di tre generatori Adesso scriverograve concetti difficili solo per completezza (potete anche non leggerli fate vobis) sarograve sintetico prometto laquoI tre generatori non si potranno scegliere a caso dovranno avere le seguenti caratteristiche produrre tutti identica tensione alternata sinusoidale le tre forme drsquoonda sinusoidali dovranno essere isofrequenziali ma sfasate lrsquouna rispetto alle altre di un terzo di periodoraquo Fine della parte difficile Lrsquo oggettino ottenuto nel suo insieme costituisce un generatore elettrico trifase I tre estremi F1 F2 F3 si chiamano fasi e vengono nella letteratura (solitamente) non so se anche nella normativa indicate con le lettere maiuscole R S T Il punto N si chiama neutro anche centro stella nella letteratura non so se pure nella normativa Curiositagrave esiste altresigrave il collegamento a triangolo di generatori che non ha il neutro e del quale non scriverograve nientrsquoaltro Un generatore elettrico trifase non egrave un bipolo - ovv ndash ma un tripolo nel caso al neutro sia collegato un conduttore utilizzato per lrsquoalimentazione di carichi elettrici (cioegrave lampade motori frigoriferi noncheacute qualsiasi apparecchiatura che necessiti di energia elettrica) diventa un tetrapolo in questo caso si parla di neutro distribuito e tale conduttore egrave detto ldquoconduttore di neutrordquo Il neutro ossia il punto N (non il conduttore di neutro) puograve essere isolato da terra ndash cioegrave non collegato a terra ndash oppure collegato direttamente o tramite un bipolo (bobina di Petersen che non Vi spiegherograve) Collegato a terra vuol dire connesso al terreno locale tramite un opportuno impianto detto ldquodi terrardquo che prevede un sistema dispersore (dispersore in quanto preposto a disperdere corrente nel terreno) in intimo contatto con il terreno stesso ad es un conduttore cordato (una cordina anzi una ldquocordonardquo multifilare) di rame non isolato avente sezione pari a 35 mm2 interrato a una profonditagrave di 50 cm e disposto ad anello tuttrsquointorno allrsquoedificio contenente il generatore Nei casi che tratterograve in questo libretto i generatori sono collegati a stella e il neutro a terra (le eventuali eccezioni saranno evidenziate) si tratta di un sistema chiamato nella letteratura noncheacute nella normativa tecnica TT oppure TN In ciascuna di queste coppie di lettere il primo carattere alfabetico indica lo stato del neutro (che egrave collegato a terra) il secondo indica lo stato delle masse (concetto spiegato in un capitolo successivo) le quali

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sono (debbono essere in caso contrario) collegate a un proprio impianto di terra isolato e indipendente da quello del neutro se il carattere egrave T

sono (debbono idem cs) collegate al neutro se il carattere egrave N

Esistono inoltre i Sistemi IT che hanno neutro isolato e masse a terra infine ci sono i Sistemi IT medicali che tratterograve in un capitolo piugrave in lagrave Nei casi che tratterograve ndash in quasi tutti almeno ndash non ci sono tre generatori collegati a stella ma quasi Quasi Quasi che cosa Per dirla con parole difficili (scusatemi) ci sono i tre avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase collegati a stella e qualora il sistema sia TT o TN con il neutro a terra Il tutto si trova su palo o in un piccolo edificio in muratura costituendo quella che prende il nome di cabina elettrica Per i nostri scopi il tutto va come se ci fossero tre generatori Il trasformatore egrave una macchina elettrica statica (non ci sono parti in movimento per ragioni funzionali) costituita da due circuiti ndash detti primario e secondario (anche avvolgimenti primari e secondari)- separati sul piano elettrico (nessun collegamento elettrico li unisce) ma vincolati su quello elettromagnetico I due circuiti sono avvolti su di un nucleo di materiale ferromagnetico costituito non da un blocco unico ma da tanti fogli di lamiera opportunamente sagomati e pressati lrsquoun contro lrsquoaltro Le correnti che circolano negli avvolgimenti primari sono legate a quelle degli avvolgimenti secondari dal fenomeno della mutua (ossia reciproca) induzione Il trasformatore egrave utilizzato per modificare i parametri della potenza elettrica ndash che sono la tensione e la corrente ndash lasciando la potenza elettrica inalterata (o quasi lrsquo1 circa si perde in vibrazioni meccaniche dei lamierini e in calore) Ho scritto che egrave una macchina elettrica statica ma avvicinandovisi si avvisa un rumore egrave la vibrazione dei lamierini non necessaria per scopi funzionali ma purtroppo inevitabile Dalle tre uscite F1 F2 F3 e dal neutro partono i conduttori (crsquoegrave tutto un sistema di protezione che non Vi spiego) che portano lrsquoenergia elettrica allrsquoutenza ad es alle nostre case o al nostro luogo di lavoro Per ora non aggiungo altro di questo argomento troverete le integrazioni sparse nei restanti capitoli

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

1

CAPITOLO I Concetti fisici di base

Parliamo di corrente sigrave di corrente elettrica di qui in poi detta anche corrente (senza aggiungere altro) Per gli scopi di questa piccola dispensa la corrente elettrica egrave una migrazione di cariche elettriche tutte nello stesso verso allrsquointerno di un ambiente Potrei fermarmi qui e partire in quarta con lrsquoesposizione di altri concetti se la definizione non fosse generatrice di dubbi laquoChe cosrsquoegrave la carica elettrica di quale ambiente si trattaraquo Quindi per essere piugrave concreti

la corrente elettrica egrave uno spostamento in un verso ben preciso di elettroni eo di ioni i quali sono particelle aventi ldquomisurerdquo che al piugrave sfiorano qualche decimo di miliardesimo di metro

lrsquoambiente in questo libretto egrave o il corpo umano o il terreno o lrsquoanima metallica dei cavi (di rame o di alluminio) di un impianto elettrico o un apparecchio elettrico o (e qui generalizzo rendendo superfluo ndash o no - lrsquoelenco precedente) un qualsiasi oggetto che permetta il passaggio di corrente al proprio interno

E siamo formalmente da capo cosrsquoegrave un elettrone e uno ione Incominciamo dalla materia La materia (ossia il nostro corpo la sveglia sul comodino il latte che beviamo al mattino i cavi dellrsquoimpianto elettrico lrsquoaria che respiriamo e via di seguito) egrave costituita di atomi aggregati (ossia ldquoappiccicatirdquo gli uni agli altri formando le cosiddette molecole che possono essere bi- tri- tetra- etc- atomiche) o singoli (molecole monoatomiche) i quali

sono disposti ordinatamente e ldquorigidamenterdquo nello spazio nel caso dei cosiddetti corpi solidi (che quindi hanno forma e volume proprio)

mentre sono migranti nei fluidi (in misura minore nei liquidi - che infatti hanno volume proprio

ma non forma di piugrave negli aeriformi cioegrave vapori e gas che non hanno neacute volume neacute forma propricirc)

Gli atomi a loro volta sono composti (nonostante il nome derivi dal greco antico aacutetomos che significa lsquoindivisibilersquo) da

neutroni e protoni (dotati di carica elettrica positiva i secondi elettricamente neutri ndash cioegrave senza carica ndash i primi gli uni e gli altri sono costituiti da tre quark) aggregati e for-manti il cosiddetto nucleo

noncheacute da elettroni disposti intorno a questrsquoultimo carichi negativamente e a differenza delle

succitate particelle da ldquobravirdquo leptoni quali sono privi di una struttura interna (non sono fatti di quark insomma)

Lrsquoatomo egrave elettricamente neutro siccome la carica elettrica positiva del gruppo di protoni e quella negativa dellrsquoinsieme di elettroni si elidono

2

Dimenticavo la carica elettrica - che si misura in coulomb (simbolo C) ed egrave espressa da un numero avente lo stesso segno della carica (cioegrave positivo o negativo) - indica la tendenza di una particella ad attrarne o respingerne unrsquoaltra mediante una forza

inversamente proporzionale al quadrato della distanza fra le particelle stesse (queste ultime parole significano ldquonel caso la distanza fra le particelle raddoppi la forza attrattiva o repulsiva diventa un quarto qualora triplichi diventa un nono allorcheacute quadruplichi diventa un sedicesimo etcrdquo)

e direttamente proporzionale al prodotto dei valori (con segno) delle cariche stesse la forza

egrave repulsiva nel caso di cariche con lo stesso segno egrave attrattiva nellrsquoaltro caso

Dopo tutta questa pappardella ritorniamo agli ioni questi sono atomi che hanno acquistato gli elettroni di un altro diventando negativi o ceduto elettroni a un altro diventando diventandohellip diventando cosa La risposta hellip al lettore diligente ohellip meglio paziente Nella maggioranza dei casi che tratterograve la corrente scorre in un circuito chiuso crsquoegrave un tratto di circuito per lrsquoandata e almeno un altro per il ritorno Mutatis mutandis egrave come per lrsquoimpianto idraulico che entra nelle nostre case facciamo un esempio dal rubinetto esce lrsquoacqua noi giocando con i nostri bambini sottoponiamo allrsquoazione del getto un piccolo mulinello di legno che cosigrave gira gira girahellip lrsquoacqua dopo aver mosso il giocattolo si scarica nel lavandino e tramite lrsquoimpianto fognario ritorna in quel ldquogrande serbatoiordquo qual egrave lrsquoambiente esterno da cui viene prelevata mediante le tubazioni dellrsquoacquedotto che col proprio sistema di pompaggio (dopo averla resa potabile ovv) la conduce fino ai nostri rubinetti chiudendo il circuito Per comprendere il fenomeno della corrente elettrica si pensi di avere una pila Questrsquooggettino ha due estremi che si chiamano poli per la precisione uno egrave detto polo positivo e si riconosce per la presenza del segno + riprodotto vicino lrsquoaltro egrave detto polo negativo Srsquoimmagini in seguito di collegare al primo un estremo di un conduttore flessibile di rame isolato (chiamato filo comunemente chiamato cordina dagli installatori elettrici noncheacute cavo unipolare isolato e senza guaina dalla normativa tecnica) e di portarne lrsquoaltro estremo a uno dei poli di una lampadina a filamento (del tipo da fanalino di bicicletta) si supponga infine di collegare tra loro mediante un secondo conduttore identico al succitato i due poli restanti quello negativo della pila e lrsquoaltro della lampadina (per chi non lo sapesse questrsquoultima se ldquoclassicardquo ha due poli pertanto rientra nella categoria dei cosiddetti bipoli passivi aggiungo per la precisione passivi in quanto sono in grado solo di assorbire energia elettrica e non di generarla i generatori di energia a due poli invece sono detti bipoli attivi E questi due poli come si riconoscono Nel caso di una lampadina ldquoclassicardquo - di quelle che si avvitano per intenderci ndash uno egrave la ldquoviterdquo lrsquoaltro egrave il ldquobitorzolo metallico e tondeggianterdquo alla ldquobaserdquo della lampada stessa) Che succede al circuitino della nostra fantasia Succede che il polo negativo della pila spinge elettroni lungo il filo verso il polo opposto Gli elettroni siccome hanno tutti carica dello stesso segno (negativa ricordo) si respingono semplificando ciascuno egrave premuto verso il polo positivo dagli elettroni retrostanti e calca a sua volta quelli che gli stanno innanzi inoltre il polo positivo attrae gli elettroni e non appena gli arrivano appresso li ldquofagocitardquo Gli elettroni appena ldquodivoratirdquo si uniscono a ioni positivi neutralizzandone la carica allrsquointerno della pila la

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conduzione egrave ionica ioni positivi neutralizzati dagli elettroni or ora giunti si attaccano ndash o precipitano vicino - al polo omonimo (detto anodo) ioni positivi si staccano dallrsquoaltro polo (detto catodo) liberando uno o piugrave elettroni che diventano i ldquoveicolirdquo della circolazione esterna su descritta Gli elettroni attraversando il filamento della lampadina lo riscaldano fino allrsquoincandescenza e cosigrave fiat lux Non egrave ancora finita Pensate allrsquoautostrada siamo in piena estate egrave mezzogiorno il sole spacca le pietre scorre unrsquoauto qua e unrsquoauto lagrave Noi stiamo pranzando nel ristorante di un modernissimo autogrill e guardiamo le auto passare per gioco nellrsquoattesa che un nostro amico ci porti i caffegrave che egrave andato a ordinare contiamo quante macchine in viaggio nella nostra direzione ci passino davanti al naso ogni minuto questa egrave lrsquointensitagrave della corrente Per lrsquoesattezza egrave lrsquointensitagrave del traffico tuttavia per definire quella della corrente si procede in modo analogo Si pensi al filo di dieci - venti righe fa si scelga un punto lungo detto filo (una sezione trasversale bisognerebbe scrivere) e si contino gli elettroni in viaggio verso il polo positivo che ogni secondo oltrepassano quel punto se questi fossero 6242197253433208hellip (ossia circa sei milioni di miliardi egrave la quantitagrave di elettroni costituente un coulomb) si direbbe che lrsquointensitagrave della corrente egrave 1 A (un ampere) se fossero la metagrave sarebbe mezzo ampere se fossero il doppio due ampere etc La corrente si dice continua1 quando la sua intensitagrave egrave costante nel tempo e lungo il filo ossia quando ogni secondo la carica attraversante la sezione osservata egrave sempre dello stesso valore e non muta nel passare da una sezione osservata a unrsquoaltra (in questo caso si dice che il moto delle cariche egrave stazionario) La corrente si dice alternata quando il moto delle cariche egrave ldquopendolarerdquo dopo aver percorso un tratto di filo in un verso ldquoinnestano la retromarciardquo e viaggiano in verso opposto per poi invertire nuovamente la rotta e cosigrave via Ritornando ai bipoli summenzionati la lampadina dellrsquoesempio egrave un bipolo ma anche il tratto di circuito (il filo) che unisce il polo negativo della pila alla ldquoviterdquo della lampada lo egrave e cosigrave pure il filo rimanente che unisce il ldquobitorzolo metallicordquo della medesima al polo positivo del generatore E il tratto che resta togliendo la pila cioegrave la serie ldquofilo ndash lampada ndash filordquo Non ha un ingresso (collegato al polo negativo) e unrsquouscita (connessa al polo positivo) Certo che li ha quindi egrave un bipolo E se anzicheacute una sola lampada ce ne fossero 4 o 5 o piugrave collegate in qualche modo fra loro mediante 8 o 10 o piugrave fili e il tutto avesse un ingresso e unrsquouscita si tratterebbe sempre un bipolo Senza dubbio Nei bipoli alimentati da una pila o una batteria (come quella dellrsquoautomobile) la corrente egrave conti-nua noncheacute prodotta dal fenomeno elettrochimico sopra esposto per sommi capi la cosiddetta ldquodinamordquo della bicicletta invece genera corrente alternata (tantrsquoegrave che il nome dinamo andrebbe sostituito da alternatore in quanto la dinamo vera e propria egrave un generatore di corrente continua) grazie al fenomeno dellrsquoinduzione elettromagnetica che non Vi spiego in quanto non necessario allo scopo di questo libricino Mentre in un generatore di corrente continua la collocazione dei poli egrave fissa nel tempo in un generatore di corrente alternata avviene una

1 La corrente puograve anche essere pulsante unidirezionale questo avviene quando rispetto al tempo il verso del moto delle cariche egrave costante ma lrsquointensitagrave della corrente varia

4

continua inversione dei medesimi per determinare lrsquoalternarsi della ldquomarciardquo e della ldquoretromarciardquo delle cariche Ancora un concetto il verso convenzionale della corrente In un bipolo metallico alimentato da una pila o piugrave genericamente da un generatore di corrente continua la corrente elettrica egrave come giagrave spiegato uno spostamento di elettroni che procede nel verso dal polo negativo a quello positivo tuttavia per una convenzione legata a ragioni storiche ci si esprime nel trattare ldquoquestioni elettricherdquo assumendo che la corrente sia uno spostamento di cariche dal polo positivo al negativo questo verso di percorrenza egrave chiamato nei testi di fisica e di elettrotecnica verso convenzionale della corrente Si tratta di una regola ininfluente sulla risoluzione dei problemi di elettrotecnica una volta determinato secondo la suddetta convenzione il verso della corrente in un bipolo metallico quello vero ndash nel caso interessi conoscerlo - egrave il verso opposto A questo punto piugrave o meno avrete capito che cosa sono la corrente elettrica e la sua intensitagrave passo pertanto a spiegarVi la tensione Egrave un porsquo complicato non so come iniziare E nemmeno come procedere Potrei scrivere laquoLa tensione egrave una grandezza fisica che si misura tra due punti dello spazio scelti liberamente ed egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume in tali punti Il potenziale elettrico egrave una grandezza scalare il cui opposto del gradiente egrave il campo elettrico pertanto risulta definito a meno di una costante addizionale arbitraria La tensione invece non dipende da detta costanteraquo Oppure laquoLa tensione misura il lavoro compiuto dalle forze del campo elettrico per trasportare una carica di 1 C (cioegrave un coulomb) da un punto allrsquoaltro del campo stessoraquo Ma forse egrave meglio che segua unrsquoaltra strada La tensione si misura in volt (simbolo V) e si rileva sempre fra due punti ad esempio gli estremi del filo di andata del circuito di prima oppure i poli della lampadina o quelli di un generatore etc La tensione ai capi di un determinato bipolo egrave un indice della forza motrice (per chi non lo sapesse motrice significa ldquoche determina movimentordquo) che mediamente agisce sulle cariche elettriche interne al medesimo spostandole Oltre alla forza motrice le cariche in movimento sono soggette a unrsquoazione frenante ndash espressa mediante un parametro detto resistenza elettrica (anche solo resistenza) che si misura in ohm (simbolo Ω ) - dovuta alle caratteristiche proprie della materia in cui scorrono e proporzionale

direttamente alla lunghezza del tragitto inversamente alla sezione attraversata

Una relazione lega la resistenza di un bipolo la tensione presente ai suoi capi e lrsquointensitagrave della corrente (nel gergo degli elettrotecnici anche solo corrente) che lo attraversa

1 R = VI

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2 I = VR 3 V = RI

Ciascuna delle formule ndash tra loro intercambiabili ndash costituisce la Legge di Ohm Una legge fisica egrave una relazione matematica tra grandezze fisiche ottenuta interpolando (parola difficile scusate) i risultati di osservazioni (quando possibile di fenomeni ldquoscatenatirdquo in laboratorio e riproducibili2) ndash ossia non determinata usando esclusivamente lrsquointuizione e la ragione ndash e in osservanza al principio di falsificazione di Popper valida ndash come la teoria di cui egrave parte - fino a che prova contraria3 non la confuti Una grandezza fisica egrave un ente dotato di unitagrave di misura sono grandezze fisiche la lunghezza che si misura ad es in metri il tempo che si misura ad es in secondi la velocitagrave che si misura ad es in metri al secondo etc La misura di una grandezza fisica egrave un numero indicante quante volte occorre prendere lrsquounitagrave di misura per rappresentare la grandezza stessa Lampadine e - piugrave in generale ndash bipoli in serie Nellrsquoesempio di qualche pagina fa ci sono tre bipoli passivi collegati tra loro nellrsquoordine filo lampada filo lrsquoingresso del primo egrave collegato al generatore lrsquouscita invece egrave collegata allrsquoingresso del secondo lrsquouscita di questrsquoaltro egrave connessa allrsquoingresso del terzo lrsquouscita di questrsquoultimo egrave unita al polo restante del generatore Il collegamento dei tre bipoli egrave detto collegamento in serie Il risultato di un collegamento in serie egrave un bipolo avente resistenza elettrica pari alla somma di quelle dei singoli bipoli componenti si tratta di una proprietagrave importante grazie alla quale ad es la formula n 2 di cui sopra si puograve riscrivere

2bis I = V(R1+hellip+Rn) Da questa relazione si vede che aggiungendo un bipolo a una serie di bipoli la corrente che attraversa la serie si riduce (perdonatemi le ripetizioni lessicali) si tratta di una proprietagrave importante che torneragrave utile in seguito CAPITOLO II Scrittura corretta delle unitagrave di misura

Dura lex sed lex Ebbene in fatto di unitagrave di misura anche il Legislatore italiano si egrave espresso - per ben due volte (DPR 80282 e DM 29101) ndash sia stabilendo le unitagrave (non solo elettriche) e i prefissi da utilizzare nei documenti ufficiali sia indicandone simboli e nomi Pure il Normatore CEI (vedere il capitolo dedicato anche al Comitato Elettrotecnico Italiano) si egrave pronunciato con un norma dedicata ai simboli letterali e alle unitagrave di misura elettriche Norma CEI 24-1

2 Riproducibile significa che se venisse rifatto nello stesso modo si otterrebbero i medesimi risultati 3 Secondo Popper una teoria per essere scientifica devrsquoessere formalmente disposta alla confutazione questo vuol dire non che devrsquoessere incoerente ma che deve permettere lrsquoesistenza di esperimenti o di osservazioni anche ipoteticiche in grado di confutarla Attenzione parlo di teorie falsificabili non false Esempio Se una teoria affermasse che nei dieci anni successivi al 2003 il giorno di ferragosto pioveragrave sarebbe falsificabile basterebbe che una volta non piovesse e risulterebbe falsificata ma non da buttare semplicemente da correggere in modo che divenga meno imprecisa Se invece affermasse sempre rife-rendosi allo stesso periodo e allo stesso giorno che pioveragrave oppure non pioveragrave oppure pioviggineragrave comunque fossero le condizioni atmosferiche la teoria prevederebbe sempre il vero questa sarebbe non falsificabile ossia non scientifica Non tutta la comunitagrave scientifica condivide pienamente questa posizione ma non ne scrivo percheacute non sono un epistemologo ehellip lascio a voi le conclusioni

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Da tutte queste pubblicazioni scaturisce che di ogni unitagrave di misura cosigrave come di ogni prefisso si distinguono nome e simbolo Per chiarire quello che sto scrivendo passo subito a un esempio didascalico riferendomi a una grandezza comunemente familiare la lunghezza La sua unitagrave di misura ndash legislativa e normativa ovviamente - si chiama metro (questo egrave il nome) il simbolo egrave la lettera emme minuscola m uno dei suoi multipli egrave il kilometro (nei documenti tecnico-scientifici il nome corretto si scrive con la k) il cui simbolo egrave km (la lettera k ndash minuscola ripetominuscola sempre minuscola ndash egrave il prefisso che si chiama kilo e rappresenta il fattore di moltiplicazione 103 un kilometro equivale a mille metri ) Unrsquoaltra grandezza probabilmente sconosciuta ai piugrave egrave lrsquoilluminamento Si misura in lux unitagrave di misura che ha il nome appena scritto e simbolo lx Notate bene in questo caso specifico egrave molto diffuso lrsquoimpiego (errato) del nome al posto del simbolo si trovano spesso scritture tipo 15 lux ndash sbagliata ndash al posto di 15 lx corretta Vediamo alcuni esempi di scrittura corretta per spiegare altre regole e riassumere quelle esposte

1 quindici lux (il numero non egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il nome scritto con tutti caratteri minuscoli)

2 lrsquounitagrave di misura dellrsquoilluminamento egrave il lux (lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il

nome scritto con tutti caratteri minuscoli siccome non egrave preceduta da un numero in cifre)

3 15 lx (il numero egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il simbolo

questo segue ndash cosigrave devrsquoessere ndash il numero il simbolo non egrave seguito da un puntino)

4 hellip lrsquoilluminamento medio misurato egrave 20 lx Da questo valore scaturisce chehellip (il simbolo egrave seguito da un puntino in quanto egrave alla fine della frase)

5 50 klx duecento kilolux (il prefissi k e kilo sono - e devono essere - scritti con caratteri

minuscoli)

6 non di tutti i prefissi indicanti multipli o sottomultipli decimali delle unitagrave di misura il simbolo si rappresenta mediante una lettera minuscola esclusivamente dal mega ndash simbolo M fattore moltiplicativo 106 ndash in su si utilizzano per il simbolo solo per il sim-bolo lettere maiuscole

7 cambiamo grandezza fisica cento volt (i nomi delle unitagrave di misura derivanti da un

nome proprio sono invariabili al plurale sono consapevole che lo sanno tutti ma repetita iuvant volt deriva da Alessandro Volta lrsquoinventore della pila)

Gli ultimi esempi

15 kA = quindici kiloampere (= quindicimila ampere)

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8 V = otto volt 7 m Ω = 7 milliohm (= sette millesimi di ohm)

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CAPITOLO III Sistemi elettrici Srsquoimmagini di avere tre generatori di corrente elettrica tre bipoli attivi collegati fra loro nel modo di seguito descritto Chiamiamo Ni ed Fi gli estremi di ogni generatore(i = 1 per il gen 1 i = 2 perhellip etc) colle-ghiamo insieme tutti gli Ni in un punto che ldquobattezziamordquo N lasciando liberi i tre Fi che disporremo ai vertici di un triangolo equilatero con il punto N al centro In altre parole(reperita iuvant) colleghiamo tra loro ndash in un punto che chiamiamo N - gli estremi N1 N2 N3 Per ragioni puramente didascaliche disponiamo lrsquoinsieme in modo se guardato ldquoda lontanordquo abbia la forma di una Y il punto N sia al centro gli estremi restanti ndash che chiamiamo F1 F2 F3 ndash siano ai vertici della Y Il risultato si chiama collegamento a stella di tre generatori Adesso scriverograve concetti difficili solo per completezza (potete anche non leggerli fate vobis) sarograve sintetico prometto laquoI tre generatori non si potranno scegliere a caso dovranno avere le seguenti caratteristiche produrre tutti identica tensione alternata sinusoidale le tre forme drsquoonda sinusoidali dovranno essere isofrequenziali ma sfasate lrsquouna rispetto alle altre di un terzo di periodoraquo Fine della parte difficile Lrsquo oggettino ottenuto nel suo insieme costituisce un generatore elettrico trifase I tre estremi F1 F2 F3 si chiamano fasi e vengono nella letteratura (solitamente) non so se anche nella normativa indicate con le lettere maiuscole R S T Il punto N si chiama neutro anche centro stella nella letteratura non so se pure nella normativa Curiositagrave esiste altresigrave il collegamento a triangolo di generatori che non ha il neutro e del quale non scriverograve nientrsquoaltro Un generatore elettrico trifase non egrave un bipolo - ovv ndash ma un tripolo nel caso al neutro sia collegato un conduttore utilizzato per lrsquoalimentazione di carichi elettrici (cioegrave lampade motori frigoriferi noncheacute qualsiasi apparecchiatura che necessiti di energia elettrica) diventa un tetrapolo in questo caso si parla di neutro distribuito e tale conduttore egrave detto ldquoconduttore di neutrordquo Il neutro ossia il punto N (non il conduttore di neutro) puograve essere isolato da terra ndash cioegrave non collegato a terra ndash oppure collegato direttamente o tramite un bipolo (bobina di Petersen che non Vi spiegherograve) Collegato a terra vuol dire connesso al terreno locale tramite un opportuno impianto detto ldquodi terrardquo che prevede un sistema dispersore (dispersore in quanto preposto a disperdere corrente nel terreno) in intimo contatto con il terreno stesso ad es un conduttore cordato (una cordina anzi una ldquocordonardquo multifilare) di rame non isolato avente sezione pari a 35 mm2 interrato a una profonditagrave di 50 cm e disposto ad anello tuttrsquointorno allrsquoedificio contenente il generatore Nei casi che tratterograve in questo libretto i generatori sono collegati a stella e il neutro a terra (le eventuali eccezioni saranno evidenziate) si tratta di un sistema chiamato nella letteratura noncheacute nella normativa tecnica TT oppure TN In ciascuna di queste coppie di lettere il primo carattere alfabetico indica lo stato del neutro (che egrave collegato a terra) il secondo indica lo stato delle masse (concetto spiegato in un capitolo successivo) le quali

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sono (debbono essere in caso contrario) collegate a un proprio impianto di terra isolato e indipendente da quello del neutro se il carattere egrave T

sono (debbono idem cs) collegate al neutro se il carattere egrave N

Esistono inoltre i Sistemi IT che hanno neutro isolato e masse a terra infine ci sono i Sistemi IT medicali che tratterograve in un capitolo piugrave in lagrave Nei casi che tratterograve ndash in quasi tutti almeno ndash non ci sono tre generatori collegati a stella ma quasi Quasi Quasi che cosa Per dirla con parole difficili (scusatemi) ci sono i tre avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase collegati a stella e qualora il sistema sia TT o TN con il neutro a terra Il tutto si trova su palo o in un piccolo edificio in muratura costituendo quella che prende il nome di cabina elettrica Per i nostri scopi il tutto va come se ci fossero tre generatori Il trasformatore egrave una macchina elettrica statica (non ci sono parti in movimento per ragioni funzionali) costituita da due circuiti ndash detti primario e secondario (anche avvolgimenti primari e secondari)- separati sul piano elettrico (nessun collegamento elettrico li unisce) ma vincolati su quello elettromagnetico I due circuiti sono avvolti su di un nucleo di materiale ferromagnetico costituito non da un blocco unico ma da tanti fogli di lamiera opportunamente sagomati e pressati lrsquoun contro lrsquoaltro Le correnti che circolano negli avvolgimenti primari sono legate a quelle degli avvolgimenti secondari dal fenomeno della mutua (ossia reciproca) induzione Il trasformatore egrave utilizzato per modificare i parametri della potenza elettrica ndash che sono la tensione e la corrente ndash lasciando la potenza elettrica inalterata (o quasi lrsquo1 circa si perde in vibrazioni meccaniche dei lamierini e in calore) Ho scritto che egrave una macchina elettrica statica ma avvicinandovisi si avvisa un rumore egrave la vibrazione dei lamierini non necessaria per scopi funzionali ma purtroppo inevitabile Dalle tre uscite F1 F2 F3 e dal neutro partono i conduttori (crsquoegrave tutto un sistema di protezione che non Vi spiego) che portano lrsquoenergia elettrica allrsquoutenza ad es alle nostre case o al nostro luogo di lavoro Per ora non aggiungo altro di questo argomento troverete le integrazioni sparse nei restanti capitoli

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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Dimenticavo la carica elettrica - che si misura in coulomb (simbolo C) ed egrave espressa da un numero avente lo stesso segno della carica (cioegrave positivo o negativo) - indica la tendenza di una particella ad attrarne o respingerne unrsquoaltra mediante una forza

inversamente proporzionale al quadrato della distanza fra le particelle stesse (queste ultime parole significano ldquonel caso la distanza fra le particelle raddoppi la forza attrattiva o repulsiva diventa un quarto qualora triplichi diventa un nono allorcheacute quadruplichi diventa un sedicesimo etcrdquo)

e direttamente proporzionale al prodotto dei valori (con segno) delle cariche stesse la forza

egrave repulsiva nel caso di cariche con lo stesso segno egrave attrattiva nellrsquoaltro caso

Dopo tutta questa pappardella ritorniamo agli ioni questi sono atomi che hanno acquistato gli elettroni di un altro diventando negativi o ceduto elettroni a un altro diventando diventandohellip diventando cosa La risposta hellip al lettore diligente ohellip meglio paziente Nella maggioranza dei casi che tratterograve la corrente scorre in un circuito chiuso crsquoegrave un tratto di circuito per lrsquoandata e almeno un altro per il ritorno Mutatis mutandis egrave come per lrsquoimpianto idraulico che entra nelle nostre case facciamo un esempio dal rubinetto esce lrsquoacqua noi giocando con i nostri bambini sottoponiamo allrsquoazione del getto un piccolo mulinello di legno che cosigrave gira gira girahellip lrsquoacqua dopo aver mosso il giocattolo si scarica nel lavandino e tramite lrsquoimpianto fognario ritorna in quel ldquogrande serbatoiordquo qual egrave lrsquoambiente esterno da cui viene prelevata mediante le tubazioni dellrsquoacquedotto che col proprio sistema di pompaggio (dopo averla resa potabile ovv) la conduce fino ai nostri rubinetti chiudendo il circuito Per comprendere il fenomeno della corrente elettrica si pensi di avere una pila Questrsquooggettino ha due estremi che si chiamano poli per la precisione uno egrave detto polo positivo e si riconosce per la presenza del segno + riprodotto vicino lrsquoaltro egrave detto polo negativo Srsquoimmagini in seguito di collegare al primo un estremo di un conduttore flessibile di rame isolato (chiamato filo comunemente chiamato cordina dagli installatori elettrici noncheacute cavo unipolare isolato e senza guaina dalla normativa tecnica) e di portarne lrsquoaltro estremo a uno dei poli di una lampadina a filamento (del tipo da fanalino di bicicletta) si supponga infine di collegare tra loro mediante un secondo conduttore identico al succitato i due poli restanti quello negativo della pila e lrsquoaltro della lampadina (per chi non lo sapesse questrsquoultima se ldquoclassicardquo ha due poli pertanto rientra nella categoria dei cosiddetti bipoli passivi aggiungo per la precisione passivi in quanto sono in grado solo di assorbire energia elettrica e non di generarla i generatori di energia a due poli invece sono detti bipoli attivi E questi due poli come si riconoscono Nel caso di una lampadina ldquoclassicardquo - di quelle che si avvitano per intenderci ndash uno egrave la ldquoviterdquo lrsquoaltro egrave il ldquobitorzolo metallico e tondeggianterdquo alla ldquobaserdquo della lampada stessa) Che succede al circuitino della nostra fantasia Succede che il polo negativo della pila spinge elettroni lungo il filo verso il polo opposto Gli elettroni siccome hanno tutti carica dello stesso segno (negativa ricordo) si respingono semplificando ciascuno egrave premuto verso il polo positivo dagli elettroni retrostanti e calca a sua volta quelli che gli stanno innanzi inoltre il polo positivo attrae gli elettroni e non appena gli arrivano appresso li ldquofagocitardquo Gli elettroni appena ldquodivoratirdquo si uniscono a ioni positivi neutralizzandone la carica allrsquointerno della pila la

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conduzione egrave ionica ioni positivi neutralizzati dagli elettroni or ora giunti si attaccano ndash o precipitano vicino - al polo omonimo (detto anodo) ioni positivi si staccano dallrsquoaltro polo (detto catodo) liberando uno o piugrave elettroni che diventano i ldquoveicolirdquo della circolazione esterna su descritta Gli elettroni attraversando il filamento della lampadina lo riscaldano fino allrsquoincandescenza e cosigrave fiat lux Non egrave ancora finita Pensate allrsquoautostrada siamo in piena estate egrave mezzogiorno il sole spacca le pietre scorre unrsquoauto qua e unrsquoauto lagrave Noi stiamo pranzando nel ristorante di un modernissimo autogrill e guardiamo le auto passare per gioco nellrsquoattesa che un nostro amico ci porti i caffegrave che egrave andato a ordinare contiamo quante macchine in viaggio nella nostra direzione ci passino davanti al naso ogni minuto questa egrave lrsquointensitagrave della corrente Per lrsquoesattezza egrave lrsquointensitagrave del traffico tuttavia per definire quella della corrente si procede in modo analogo Si pensi al filo di dieci - venti righe fa si scelga un punto lungo detto filo (una sezione trasversale bisognerebbe scrivere) e si contino gli elettroni in viaggio verso il polo positivo che ogni secondo oltrepassano quel punto se questi fossero 6242197253433208hellip (ossia circa sei milioni di miliardi egrave la quantitagrave di elettroni costituente un coulomb) si direbbe che lrsquointensitagrave della corrente egrave 1 A (un ampere) se fossero la metagrave sarebbe mezzo ampere se fossero il doppio due ampere etc La corrente si dice continua1 quando la sua intensitagrave egrave costante nel tempo e lungo il filo ossia quando ogni secondo la carica attraversante la sezione osservata egrave sempre dello stesso valore e non muta nel passare da una sezione osservata a unrsquoaltra (in questo caso si dice che il moto delle cariche egrave stazionario) La corrente si dice alternata quando il moto delle cariche egrave ldquopendolarerdquo dopo aver percorso un tratto di filo in un verso ldquoinnestano la retromarciardquo e viaggiano in verso opposto per poi invertire nuovamente la rotta e cosigrave via Ritornando ai bipoli summenzionati la lampadina dellrsquoesempio egrave un bipolo ma anche il tratto di circuito (il filo) che unisce il polo negativo della pila alla ldquoviterdquo della lampada lo egrave e cosigrave pure il filo rimanente che unisce il ldquobitorzolo metallicordquo della medesima al polo positivo del generatore E il tratto che resta togliendo la pila cioegrave la serie ldquofilo ndash lampada ndash filordquo Non ha un ingresso (collegato al polo negativo) e unrsquouscita (connessa al polo positivo) Certo che li ha quindi egrave un bipolo E se anzicheacute una sola lampada ce ne fossero 4 o 5 o piugrave collegate in qualche modo fra loro mediante 8 o 10 o piugrave fili e il tutto avesse un ingresso e unrsquouscita si tratterebbe sempre un bipolo Senza dubbio Nei bipoli alimentati da una pila o una batteria (come quella dellrsquoautomobile) la corrente egrave conti-nua noncheacute prodotta dal fenomeno elettrochimico sopra esposto per sommi capi la cosiddetta ldquodinamordquo della bicicletta invece genera corrente alternata (tantrsquoegrave che il nome dinamo andrebbe sostituito da alternatore in quanto la dinamo vera e propria egrave un generatore di corrente continua) grazie al fenomeno dellrsquoinduzione elettromagnetica che non Vi spiego in quanto non necessario allo scopo di questo libricino Mentre in un generatore di corrente continua la collocazione dei poli egrave fissa nel tempo in un generatore di corrente alternata avviene una

1 La corrente puograve anche essere pulsante unidirezionale questo avviene quando rispetto al tempo il verso del moto delle cariche egrave costante ma lrsquointensitagrave della corrente varia

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continua inversione dei medesimi per determinare lrsquoalternarsi della ldquomarciardquo e della ldquoretromarciardquo delle cariche Ancora un concetto il verso convenzionale della corrente In un bipolo metallico alimentato da una pila o piugrave genericamente da un generatore di corrente continua la corrente elettrica egrave come giagrave spiegato uno spostamento di elettroni che procede nel verso dal polo negativo a quello positivo tuttavia per una convenzione legata a ragioni storiche ci si esprime nel trattare ldquoquestioni elettricherdquo assumendo che la corrente sia uno spostamento di cariche dal polo positivo al negativo questo verso di percorrenza egrave chiamato nei testi di fisica e di elettrotecnica verso convenzionale della corrente Si tratta di una regola ininfluente sulla risoluzione dei problemi di elettrotecnica una volta determinato secondo la suddetta convenzione il verso della corrente in un bipolo metallico quello vero ndash nel caso interessi conoscerlo - egrave il verso opposto A questo punto piugrave o meno avrete capito che cosa sono la corrente elettrica e la sua intensitagrave passo pertanto a spiegarVi la tensione Egrave un porsquo complicato non so come iniziare E nemmeno come procedere Potrei scrivere laquoLa tensione egrave una grandezza fisica che si misura tra due punti dello spazio scelti liberamente ed egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume in tali punti Il potenziale elettrico egrave una grandezza scalare il cui opposto del gradiente egrave il campo elettrico pertanto risulta definito a meno di una costante addizionale arbitraria La tensione invece non dipende da detta costanteraquo Oppure laquoLa tensione misura il lavoro compiuto dalle forze del campo elettrico per trasportare una carica di 1 C (cioegrave un coulomb) da un punto allrsquoaltro del campo stessoraquo Ma forse egrave meglio che segua unrsquoaltra strada La tensione si misura in volt (simbolo V) e si rileva sempre fra due punti ad esempio gli estremi del filo di andata del circuito di prima oppure i poli della lampadina o quelli di un generatore etc La tensione ai capi di un determinato bipolo egrave un indice della forza motrice (per chi non lo sapesse motrice significa ldquoche determina movimentordquo) che mediamente agisce sulle cariche elettriche interne al medesimo spostandole Oltre alla forza motrice le cariche in movimento sono soggette a unrsquoazione frenante ndash espressa mediante un parametro detto resistenza elettrica (anche solo resistenza) che si misura in ohm (simbolo Ω ) - dovuta alle caratteristiche proprie della materia in cui scorrono e proporzionale

direttamente alla lunghezza del tragitto inversamente alla sezione attraversata

Una relazione lega la resistenza di un bipolo la tensione presente ai suoi capi e lrsquointensitagrave della corrente (nel gergo degli elettrotecnici anche solo corrente) che lo attraversa

1 R = VI

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2 I = VR 3 V = RI

Ciascuna delle formule ndash tra loro intercambiabili ndash costituisce la Legge di Ohm Una legge fisica egrave una relazione matematica tra grandezze fisiche ottenuta interpolando (parola difficile scusate) i risultati di osservazioni (quando possibile di fenomeni ldquoscatenatirdquo in laboratorio e riproducibili2) ndash ossia non determinata usando esclusivamente lrsquointuizione e la ragione ndash e in osservanza al principio di falsificazione di Popper valida ndash come la teoria di cui egrave parte - fino a che prova contraria3 non la confuti Una grandezza fisica egrave un ente dotato di unitagrave di misura sono grandezze fisiche la lunghezza che si misura ad es in metri il tempo che si misura ad es in secondi la velocitagrave che si misura ad es in metri al secondo etc La misura di una grandezza fisica egrave un numero indicante quante volte occorre prendere lrsquounitagrave di misura per rappresentare la grandezza stessa Lampadine e - piugrave in generale ndash bipoli in serie Nellrsquoesempio di qualche pagina fa ci sono tre bipoli passivi collegati tra loro nellrsquoordine filo lampada filo lrsquoingresso del primo egrave collegato al generatore lrsquouscita invece egrave collegata allrsquoingresso del secondo lrsquouscita di questrsquoaltro egrave connessa allrsquoingresso del terzo lrsquouscita di questrsquoultimo egrave unita al polo restante del generatore Il collegamento dei tre bipoli egrave detto collegamento in serie Il risultato di un collegamento in serie egrave un bipolo avente resistenza elettrica pari alla somma di quelle dei singoli bipoli componenti si tratta di una proprietagrave importante grazie alla quale ad es la formula n 2 di cui sopra si puograve riscrivere

2bis I = V(R1+hellip+Rn) Da questa relazione si vede che aggiungendo un bipolo a una serie di bipoli la corrente che attraversa la serie si riduce (perdonatemi le ripetizioni lessicali) si tratta di una proprietagrave importante che torneragrave utile in seguito CAPITOLO II Scrittura corretta delle unitagrave di misura

Dura lex sed lex Ebbene in fatto di unitagrave di misura anche il Legislatore italiano si egrave espresso - per ben due volte (DPR 80282 e DM 29101) ndash sia stabilendo le unitagrave (non solo elettriche) e i prefissi da utilizzare nei documenti ufficiali sia indicandone simboli e nomi Pure il Normatore CEI (vedere il capitolo dedicato anche al Comitato Elettrotecnico Italiano) si egrave pronunciato con un norma dedicata ai simboli letterali e alle unitagrave di misura elettriche Norma CEI 24-1

2 Riproducibile significa che se venisse rifatto nello stesso modo si otterrebbero i medesimi risultati 3 Secondo Popper una teoria per essere scientifica devrsquoessere formalmente disposta alla confutazione questo vuol dire non che devrsquoessere incoerente ma che deve permettere lrsquoesistenza di esperimenti o di osservazioni anche ipoteticiche in grado di confutarla Attenzione parlo di teorie falsificabili non false Esempio Se una teoria affermasse che nei dieci anni successivi al 2003 il giorno di ferragosto pioveragrave sarebbe falsificabile basterebbe che una volta non piovesse e risulterebbe falsificata ma non da buttare semplicemente da correggere in modo che divenga meno imprecisa Se invece affermasse sempre rife-rendosi allo stesso periodo e allo stesso giorno che pioveragrave oppure non pioveragrave oppure pioviggineragrave comunque fossero le condizioni atmosferiche la teoria prevederebbe sempre il vero questa sarebbe non falsificabile ossia non scientifica Non tutta la comunitagrave scientifica condivide pienamente questa posizione ma non ne scrivo percheacute non sono un epistemologo ehellip lascio a voi le conclusioni

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Da tutte queste pubblicazioni scaturisce che di ogni unitagrave di misura cosigrave come di ogni prefisso si distinguono nome e simbolo Per chiarire quello che sto scrivendo passo subito a un esempio didascalico riferendomi a una grandezza comunemente familiare la lunghezza La sua unitagrave di misura ndash legislativa e normativa ovviamente - si chiama metro (questo egrave il nome) il simbolo egrave la lettera emme minuscola m uno dei suoi multipli egrave il kilometro (nei documenti tecnico-scientifici il nome corretto si scrive con la k) il cui simbolo egrave km (la lettera k ndash minuscola ripetominuscola sempre minuscola ndash egrave il prefisso che si chiama kilo e rappresenta il fattore di moltiplicazione 103 un kilometro equivale a mille metri ) Unrsquoaltra grandezza probabilmente sconosciuta ai piugrave egrave lrsquoilluminamento Si misura in lux unitagrave di misura che ha il nome appena scritto e simbolo lx Notate bene in questo caso specifico egrave molto diffuso lrsquoimpiego (errato) del nome al posto del simbolo si trovano spesso scritture tipo 15 lux ndash sbagliata ndash al posto di 15 lx corretta Vediamo alcuni esempi di scrittura corretta per spiegare altre regole e riassumere quelle esposte

1 quindici lux (il numero non egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il nome scritto con tutti caratteri minuscoli)

2 lrsquounitagrave di misura dellrsquoilluminamento egrave il lux (lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il

nome scritto con tutti caratteri minuscoli siccome non egrave preceduta da un numero in cifre)

3 15 lx (il numero egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il simbolo

questo segue ndash cosigrave devrsquoessere ndash il numero il simbolo non egrave seguito da un puntino)

4 hellip lrsquoilluminamento medio misurato egrave 20 lx Da questo valore scaturisce chehellip (il simbolo egrave seguito da un puntino in quanto egrave alla fine della frase)

5 50 klx duecento kilolux (il prefissi k e kilo sono - e devono essere - scritti con caratteri

minuscoli)

6 non di tutti i prefissi indicanti multipli o sottomultipli decimali delle unitagrave di misura il simbolo si rappresenta mediante una lettera minuscola esclusivamente dal mega ndash simbolo M fattore moltiplicativo 106 ndash in su si utilizzano per il simbolo solo per il sim-bolo lettere maiuscole

7 cambiamo grandezza fisica cento volt (i nomi delle unitagrave di misura derivanti da un

nome proprio sono invariabili al plurale sono consapevole che lo sanno tutti ma repetita iuvant volt deriva da Alessandro Volta lrsquoinventore della pila)

Gli ultimi esempi

15 kA = quindici kiloampere (= quindicimila ampere)

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8 V = otto volt 7 m Ω = 7 milliohm (= sette millesimi di ohm)

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CAPITOLO III Sistemi elettrici Srsquoimmagini di avere tre generatori di corrente elettrica tre bipoli attivi collegati fra loro nel modo di seguito descritto Chiamiamo Ni ed Fi gli estremi di ogni generatore(i = 1 per il gen 1 i = 2 perhellip etc) colle-ghiamo insieme tutti gli Ni in un punto che ldquobattezziamordquo N lasciando liberi i tre Fi che disporremo ai vertici di un triangolo equilatero con il punto N al centro In altre parole(reperita iuvant) colleghiamo tra loro ndash in un punto che chiamiamo N - gli estremi N1 N2 N3 Per ragioni puramente didascaliche disponiamo lrsquoinsieme in modo se guardato ldquoda lontanordquo abbia la forma di una Y il punto N sia al centro gli estremi restanti ndash che chiamiamo F1 F2 F3 ndash siano ai vertici della Y Il risultato si chiama collegamento a stella di tre generatori Adesso scriverograve concetti difficili solo per completezza (potete anche non leggerli fate vobis) sarograve sintetico prometto laquoI tre generatori non si potranno scegliere a caso dovranno avere le seguenti caratteristiche produrre tutti identica tensione alternata sinusoidale le tre forme drsquoonda sinusoidali dovranno essere isofrequenziali ma sfasate lrsquouna rispetto alle altre di un terzo di periodoraquo Fine della parte difficile Lrsquo oggettino ottenuto nel suo insieme costituisce un generatore elettrico trifase I tre estremi F1 F2 F3 si chiamano fasi e vengono nella letteratura (solitamente) non so se anche nella normativa indicate con le lettere maiuscole R S T Il punto N si chiama neutro anche centro stella nella letteratura non so se pure nella normativa Curiositagrave esiste altresigrave il collegamento a triangolo di generatori che non ha il neutro e del quale non scriverograve nientrsquoaltro Un generatore elettrico trifase non egrave un bipolo - ovv ndash ma un tripolo nel caso al neutro sia collegato un conduttore utilizzato per lrsquoalimentazione di carichi elettrici (cioegrave lampade motori frigoriferi noncheacute qualsiasi apparecchiatura che necessiti di energia elettrica) diventa un tetrapolo in questo caso si parla di neutro distribuito e tale conduttore egrave detto ldquoconduttore di neutrordquo Il neutro ossia il punto N (non il conduttore di neutro) puograve essere isolato da terra ndash cioegrave non collegato a terra ndash oppure collegato direttamente o tramite un bipolo (bobina di Petersen che non Vi spiegherograve) Collegato a terra vuol dire connesso al terreno locale tramite un opportuno impianto detto ldquodi terrardquo che prevede un sistema dispersore (dispersore in quanto preposto a disperdere corrente nel terreno) in intimo contatto con il terreno stesso ad es un conduttore cordato (una cordina anzi una ldquocordonardquo multifilare) di rame non isolato avente sezione pari a 35 mm2 interrato a una profonditagrave di 50 cm e disposto ad anello tuttrsquointorno allrsquoedificio contenente il generatore Nei casi che tratterograve in questo libretto i generatori sono collegati a stella e il neutro a terra (le eventuali eccezioni saranno evidenziate) si tratta di un sistema chiamato nella letteratura noncheacute nella normativa tecnica TT oppure TN In ciascuna di queste coppie di lettere il primo carattere alfabetico indica lo stato del neutro (che egrave collegato a terra) il secondo indica lo stato delle masse (concetto spiegato in un capitolo successivo) le quali

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sono (debbono essere in caso contrario) collegate a un proprio impianto di terra isolato e indipendente da quello del neutro se il carattere egrave T

sono (debbono idem cs) collegate al neutro se il carattere egrave N

Esistono inoltre i Sistemi IT che hanno neutro isolato e masse a terra infine ci sono i Sistemi IT medicali che tratterograve in un capitolo piugrave in lagrave Nei casi che tratterograve ndash in quasi tutti almeno ndash non ci sono tre generatori collegati a stella ma quasi Quasi Quasi che cosa Per dirla con parole difficili (scusatemi) ci sono i tre avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase collegati a stella e qualora il sistema sia TT o TN con il neutro a terra Il tutto si trova su palo o in un piccolo edificio in muratura costituendo quella che prende il nome di cabina elettrica Per i nostri scopi il tutto va come se ci fossero tre generatori Il trasformatore egrave una macchina elettrica statica (non ci sono parti in movimento per ragioni funzionali) costituita da due circuiti ndash detti primario e secondario (anche avvolgimenti primari e secondari)- separati sul piano elettrico (nessun collegamento elettrico li unisce) ma vincolati su quello elettromagnetico I due circuiti sono avvolti su di un nucleo di materiale ferromagnetico costituito non da un blocco unico ma da tanti fogli di lamiera opportunamente sagomati e pressati lrsquoun contro lrsquoaltro Le correnti che circolano negli avvolgimenti primari sono legate a quelle degli avvolgimenti secondari dal fenomeno della mutua (ossia reciproca) induzione Il trasformatore egrave utilizzato per modificare i parametri della potenza elettrica ndash che sono la tensione e la corrente ndash lasciando la potenza elettrica inalterata (o quasi lrsquo1 circa si perde in vibrazioni meccaniche dei lamierini e in calore) Ho scritto che egrave una macchina elettrica statica ma avvicinandovisi si avvisa un rumore egrave la vibrazione dei lamierini non necessaria per scopi funzionali ma purtroppo inevitabile Dalle tre uscite F1 F2 F3 e dal neutro partono i conduttori (crsquoegrave tutto un sistema di protezione che non Vi spiego) che portano lrsquoenergia elettrica allrsquoutenza ad es alle nostre case o al nostro luogo di lavoro Per ora non aggiungo altro di questo argomento troverete le integrazioni sparse nei restanti capitoli

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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conduzione egrave ionica ioni positivi neutralizzati dagli elettroni or ora giunti si attaccano ndash o precipitano vicino - al polo omonimo (detto anodo) ioni positivi si staccano dallrsquoaltro polo (detto catodo) liberando uno o piugrave elettroni che diventano i ldquoveicolirdquo della circolazione esterna su descritta Gli elettroni attraversando il filamento della lampadina lo riscaldano fino allrsquoincandescenza e cosigrave fiat lux Non egrave ancora finita Pensate allrsquoautostrada siamo in piena estate egrave mezzogiorno il sole spacca le pietre scorre unrsquoauto qua e unrsquoauto lagrave Noi stiamo pranzando nel ristorante di un modernissimo autogrill e guardiamo le auto passare per gioco nellrsquoattesa che un nostro amico ci porti i caffegrave che egrave andato a ordinare contiamo quante macchine in viaggio nella nostra direzione ci passino davanti al naso ogni minuto questa egrave lrsquointensitagrave della corrente Per lrsquoesattezza egrave lrsquointensitagrave del traffico tuttavia per definire quella della corrente si procede in modo analogo Si pensi al filo di dieci - venti righe fa si scelga un punto lungo detto filo (una sezione trasversale bisognerebbe scrivere) e si contino gli elettroni in viaggio verso il polo positivo che ogni secondo oltrepassano quel punto se questi fossero 6242197253433208hellip (ossia circa sei milioni di miliardi egrave la quantitagrave di elettroni costituente un coulomb) si direbbe che lrsquointensitagrave della corrente egrave 1 A (un ampere) se fossero la metagrave sarebbe mezzo ampere se fossero il doppio due ampere etc La corrente si dice continua1 quando la sua intensitagrave egrave costante nel tempo e lungo il filo ossia quando ogni secondo la carica attraversante la sezione osservata egrave sempre dello stesso valore e non muta nel passare da una sezione osservata a unrsquoaltra (in questo caso si dice che il moto delle cariche egrave stazionario) La corrente si dice alternata quando il moto delle cariche egrave ldquopendolarerdquo dopo aver percorso un tratto di filo in un verso ldquoinnestano la retromarciardquo e viaggiano in verso opposto per poi invertire nuovamente la rotta e cosigrave via Ritornando ai bipoli summenzionati la lampadina dellrsquoesempio egrave un bipolo ma anche il tratto di circuito (il filo) che unisce il polo negativo della pila alla ldquoviterdquo della lampada lo egrave e cosigrave pure il filo rimanente che unisce il ldquobitorzolo metallicordquo della medesima al polo positivo del generatore E il tratto che resta togliendo la pila cioegrave la serie ldquofilo ndash lampada ndash filordquo Non ha un ingresso (collegato al polo negativo) e unrsquouscita (connessa al polo positivo) Certo che li ha quindi egrave un bipolo E se anzicheacute una sola lampada ce ne fossero 4 o 5 o piugrave collegate in qualche modo fra loro mediante 8 o 10 o piugrave fili e il tutto avesse un ingresso e unrsquouscita si tratterebbe sempre un bipolo Senza dubbio Nei bipoli alimentati da una pila o una batteria (come quella dellrsquoautomobile) la corrente egrave conti-nua noncheacute prodotta dal fenomeno elettrochimico sopra esposto per sommi capi la cosiddetta ldquodinamordquo della bicicletta invece genera corrente alternata (tantrsquoegrave che il nome dinamo andrebbe sostituito da alternatore in quanto la dinamo vera e propria egrave un generatore di corrente continua) grazie al fenomeno dellrsquoinduzione elettromagnetica che non Vi spiego in quanto non necessario allo scopo di questo libricino Mentre in un generatore di corrente continua la collocazione dei poli egrave fissa nel tempo in un generatore di corrente alternata avviene una

1 La corrente puograve anche essere pulsante unidirezionale questo avviene quando rispetto al tempo il verso del moto delle cariche egrave costante ma lrsquointensitagrave della corrente varia

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continua inversione dei medesimi per determinare lrsquoalternarsi della ldquomarciardquo e della ldquoretromarciardquo delle cariche Ancora un concetto il verso convenzionale della corrente In un bipolo metallico alimentato da una pila o piugrave genericamente da un generatore di corrente continua la corrente elettrica egrave come giagrave spiegato uno spostamento di elettroni che procede nel verso dal polo negativo a quello positivo tuttavia per una convenzione legata a ragioni storiche ci si esprime nel trattare ldquoquestioni elettricherdquo assumendo che la corrente sia uno spostamento di cariche dal polo positivo al negativo questo verso di percorrenza egrave chiamato nei testi di fisica e di elettrotecnica verso convenzionale della corrente Si tratta di una regola ininfluente sulla risoluzione dei problemi di elettrotecnica una volta determinato secondo la suddetta convenzione il verso della corrente in un bipolo metallico quello vero ndash nel caso interessi conoscerlo - egrave il verso opposto A questo punto piugrave o meno avrete capito che cosa sono la corrente elettrica e la sua intensitagrave passo pertanto a spiegarVi la tensione Egrave un porsquo complicato non so come iniziare E nemmeno come procedere Potrei scrivere laquoLa tensione egrave una grandezza fisica che si misura tra due punti dello spazio scelti liberamente ed egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume in tali punti Il potenziale elettrico egrave una grandezza scalare il cui opposto del gradiente egrave il campo elettrico pertanto risulta definito a meno di una costante addizionale arbitraria La tensione invece non dipende da detta costanteraquo Oppure laquoLa tensione misura il lavoro compiuto dalle forze del campo elettrico per trasportare una carica di 1 C (cioegrave un coulomb) da un punto allrsquoaltro del campo stessoraquo Ma forse egrave meglio che segua unrsquoaltra strada La tensione si misura in volt (simbolo V) e si rileva sempre fra due punti ad esempio gli estremi del filo di andata del circuito di prima oppure i poli della lampadina o quelli di un generatore etc La tensione ai capi di un determinato bipolo egrave un indice della forza motrice (per chi non lo sapesse motrice significa ldquoche determina movimentordquo) che mediamente agisce sulle cariche elettriche interne al medesimo spostandole Oltre alla forza motrice le cariche in movimento sono soggette a unrsquoazione frenante ndash espressa mediante un parametro detto resistenza elettrica (anche solo resistenza) che si misura in ohm (simbolo Ω ) - dovuta alle caratteristiche proprie della materia in cui scorrono e proporzionale

direttamente alla lunghezza del tragitto inversamente alla sezione attraversata

Una relazione lega la resistenza di un bipolo la tensione presente ai suoi capi e lrsquointensitagrave della corrente (nel gergo degli elettrotecnici anche solo corrente) che lo attraversa

1 R = VI

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2 I = VR 3 V = RI

Ciascuna delle formule ndash tra loro intercambiabili ndash costituisce la Legge di Ohm Una legge fisica egrave una relazione matematica tra grandezze fisiche ottenuta interpolando (parola difficile scusate) i risultati di osservazioni (quando possibile di fenomeni ldquoscatenatirdquo in laboratorio e riproducibili2) ndash ossia non determinata usando esclusivamente lrsquointuizione e la ragione ndash e in osservanza al principio di falsificazione di Popper valida ndash come la teoria di cui egrave parte - fino a che prova contraria3 non la confuti Una grandezza fisica egrave un ente dotato di unitagrave di misura sono grandezze fisiche la lunghezza che si misura ad es in metri il tempo che si misura ad es in secondi la velocitagrave che si misura ad es in metri al secondo etc La misura di una grandezza fisica egrave un numero indicante quante volte occorre prendere lrsquounitagrave di misura per rappresentare la grandezza stessa Lampadine e - piugrave in generale ndash bipoli in serie Nellrsquoesempio di qualche pagina fa ci sono tre bipoli passivi collegati tra loro nellrsquoordine filo lampada filo lrsquoingresso del primo egrave collegato al generatore lrsquouscita invece egrave collegata allrsquoingresso del secondo lrsquouscita di questrsquoaltro egrave connessa allrsquoingresso del terzo lrsquouscita di questrsquoultimo egrave unita al polo restante del generatore Il collegamento dei tre bipoli egrave detto collegamento in serie Il risultato di un collegamento in serie egrave un bipolo avente resistenza elettrica pari alla somma di quelle dei singoli bipoli componenti si tratta di una proprietagrave importante grazie alla quale ad es la formula n 2 di cui sopra si puograve riscrivere

2bis I = V(R1+hellip+Rn) Da questa relazione si vede che aggiungendo un bipolo a una serie di bipoli la corrente che attraversa la serie si riduce (perdonatemi le ripetizioni lessicali) si tratta di una proprietagrave importante che torneragrave utile in seguito CAPITOLO II Scrittura corretta delle unitagrave di misura

Dura lex sed lex Ebbene in fatto di unitagrave di misura anche il Legislatore italiano si egrave espresso - per ben due volte (DPR 80282 e DM 29101) ndash sia stabilendo le unitagrave (non solo elettriche) e i prefissi da utilizzare nei documenti ufficiali sia indicandone simboli e nomi Pure il Normatore CEI (vedere il capitolo dedicato anche al Comitato Elettrotecnico Italiano) si egrave pronunciato con un norma dedicata ai simboli letterali e alle unitagrave di misura elettriche Norma CEI 24-1

2 Riproducibile significa che se venisse rifatto nello stesso modo si otterrebbero i medesimi risultati 3 Secondo Popper una teoria per essere scientifica devrsquoessere formalmente disposta alla confutazione questo vuol dire non che devrsquoessere incoerente ma che deve permettere lrsquoesistenza di esperimenti o di osservazioni anche ipoteticiche in grado di confutarla Attenzione parlo di teorie falsificabili non false Esempio Se una teoria affermasse che nei dieci anni successivi al 2003 il giorno di ferragosto pioveragrave sarebbe falsificabile basterebbe che una volta non piovesse e risulterebbe falsificata ma non da buttare semplicemente da correggere in modo che divenga meno imprecisa Se invece affermasse sempre rife-rendosi allo stesso periodo e allo stesso giorno che pioveragrave oppure non pioveragrave oppure pioviggineragrave comunque fossero le condizioni atmosferiche la teoria prevederebbe sempre il vero questa sarebbe non falsificabile ossia non scientifica Non tutta la comunitagrave scientifica condivide pienamente questa posizione ma non ne scrivo percheacute non sono un epistemologo ehellip lascio a voi le conclusioni

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Da tutte queste pubblicazioni scaturisce che di ogni unitagrave di misura cosigrave come di ogni prefisso si distinguono nome e simbolo Per chiarire quello che sto scrivendo passo subito a un esempio didascalico riferendomi a una grandezza comunemente familiare la lunghezza La sua unitagrave di misura ndash legislativa e normativa ovviamente - si chiama metro (questo egrave il nome) il simbolo egrave la lettera emme minuscola m uno dei suoi multipli egrave il kilometro (nei documenti tecnico-scientifici il nome corretto si scrive con la k) il cui simbolo egrave km (la lettera k ndash minuscola ripetominuscola sempre minuscola ndash egrave il prefisso che si chiama kilo e rappresenta il fattore di moltiplicazione 103 un kilometro equivale a mille metri ) Unrsquoaltra grandezza probabilmente sconosciuta ai piugrave egrave lrsquoilluminamento Si misura in lux unitagrave di misura che ha il nome appena scritto e simbolo lx Notate bene in questo caso specifico egrave molto diffuso lrsquoimpiego (errato) del nome al posto del simbolo si trovano spesso scritture tipo 15 lux ndash sbagliata ndash al posto di 15 lx corretta Vediamo alcuni esempi di scrittura corretta per spiegare altre regole e riassumere quelle esposte

1 quindici lux (il numero non egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il nome scritto con tutti caratteri minuscoli)

2 lrsquounitagrave di misura dellrsquoilluminamento egrave il lux (lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il

nome scritto con tutti caratteri minuscoli siccome non egrave preceduta da un numero in cifre)

3 15 lx (il numero egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il simbolo

questo segue ndash cosigrave devrsquoessere ndash il numero il simbolo non egrave seguito da un puntino)

4 hellip lrsquoilluminamento medio misurato egrave 20 lx Da questo valore scaturisce chehellip (il simbolo egrave seguito da un puntino in quanto egrave alla fine della frase)

5 50 klx duecento kilolux (il prefissi k e kilo sono - e devono essere - scritti con caratteri

minuscoli)

6 non di tutti i prefissi indicanti multipli o sottomultipli decimali delle unitagrave di misura il simbolo si rappresenta mediante una lettera minuscola esclusivamente dal mega ndash simbolo M fattore moltiplicativo 106 ndash in su si utilizzano per il simbolo solo per il sim-bolo lettere maiuscole

7 cambiamo grandezza fisica cento volt (i nomi delle unitagrave di misura derivanti da un

nome proprio sono invariabili al plurale sono consapevole che lo sanno tutti ma repetita iuvant volt deriva da Alessandro Volta lrsquoinventore della pila)

Gli ultimi esempi

15 kA = quindici kiloampere (= quindicimila ampere)

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8 V = otto volt 7 m Ω = 7 milliohm (= sette millesimi di ohm)

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CAPITOLO III Sistemi elettrici Srsquoimmagini di avere tre generatori di corrente elettrica tre bipoli attivi collegati fra loro nel modo di seguito descritto Chiamiamo Ni ed Fi gli estremi di ogni generatore(i = 1 per il gen 1 i = 2 perhellip etc) colle-ghiamo insieme tutti gli Ni in un punto che ldquobattezziamordquo N lasciando liberi i tre Fi che disporremo ai vertici di un triangolo equilatero con il punto N al centro In altre parole(reperita iuvant) colleghiamo tra loro ndash in un punto che chiamiamo N - gli estremi N1 N2 N3 Per ragioni puramente didascaliche disponiamo lrsquoinsieme in modo se guardato ldquoda lontanordquo abbia la forma di una Y il punto N sia al centro gli estremi restanti ndash che chiamiamo F1 F2 F3 ndash siano ai vertici della Y Il risultato si chiama collegamento a stella di tre generatori Adesso scriverograve concetti difficili solo per completezza (potete anche non leggerli fate vobis) sarograve sintetico prometto laquoI tre generatori non si potranno scegliere a caso dovranno avere le seguenti caratteristiche produrre tutti identica tensione alternata sinusoidale le tre forme drsquoonda sinusoidali dovranno essere isofrequenziali ma sfasate lrsquouna rispetto alle altre di un terzo di periodoraquo Fine della parte difficile Lrsquo oggettino ottenuto nel suo insieme costituisce un generatore elettrico trifase I tre estremi F1 F2 F3 si chiamano fasi e vengono nella letteratura (solitamente) non so se anche nella normativa indicate con le lettere maiuscole R S T Il punto N si chiama neutro anche centro stella nella letteratura non so se pure nella normativa Curiositagrave esiste altresigrave il collegamento a triangolo di generatori che non ha il neutro e del quale non scriverograve nientrsquoaltro Un generatore elettrico trifase non egrave un bipolo - ovv ndash ma un tripolo nel caso al neutro sia collegato un conduttore utilizzato per lrsquoalimentazione di carichi elettrici (cioegrave lampade motori frigoriferi noncheacute qualsiasi apparecchiatura che necessiti di energia elettrica) diventa un tetrapolo in questo caso si parla di neutro distribuito e tale conduttore egrave detto ldquoconduttore di neutrordquo Il neutro ossia il punto N (non il conduttore di neutro) puograve essere isolato da terra ndash cioegrave non collegato a terra ndash oppure collegato direttamente o tramite un bipolo (bobina di Petersen che non Vi spiegherograve) Collegato a terra vuol dire connesso al terreno locale tramite un opportuno impianto detto ldquodi terrardquo che prevede un sistema dispersore (dispersore in quanto preposto a disperdere corrente nel terreno) in intimo contatto con il terreno stesso ad es un conduttore cordato (una cordina anzi una ldquocordonardquo multifilare) di rame non isolato avente sezione pari a 35 mm2 interrato a una profonditagrave di 50 cm e disposto ad anello tuttrsquointorno allrsquoedificio contenente il generatore Nei casi che tratterograve in questo libretto i generatori sono collegati a stella e il neutro a terra (le eventuali eccezioni saranno evidenziate) si tratta di un sistema chiamato nella letteratura noncheacute nella normativa tecnica TT oppure TN In ciascuna di queste coppie di lettere il primo carattere alfabetico indica lo stato del neutro (che egrave collegato a terra) il secondo indica lo stato delle masse (concetto spiegato in un capitolo successivo) le quali

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sono (debbono essere in caso contrario) collegate a un proprio impianto di terra isolato e indipendente da quello del neutro se il carattere egrave T

sono (debbono idem cs) collegate al neutro se il carattere egrave N

Esistono inoltre i Sistemi IT che hanno neutro isolato e masse a terra infine ci sono i Sistemi IT medicali che tratterograve in un capitolo piugrave in lagrave Nei casi che tratterograve ndash in quasi tutti almeno ndash non ci sono tre generatori collegati a stella ma quasi Quasi Quasi che cosa Per dirla con parole difficili (scusatemi) ci sono i tre avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase collegati a stella e qualora il sistema sia TT o TN con il neutro a terra Il tutto si trova su palo o in un piccolo edificio in muratura costituendo quella che prende il nome di cabina elettrica Per i nostri scopi il tutto va come se ci fossero tre generatori Il trasformatore egrave una macchina elettrica statica (non ci sono parti in movimento per ragioni funzionali) costituita da due circuiti ndash detti primario e secondario (anche avvolgimenti primari e secondari)- separati sul piano elettrico (nessun collegamento elettrico li unisce) ma vincolati su quello elettromagnetico I due circuiti sono avvolti su di un nucleo di materiale ferromagnetico costituito non da un blocco unico ma da tanti fogli di lamiera opportunamente sagomati e pressati lrsquoun contro lrsquoaltro Le correnti che circolano negli avvolgimenti primari sono legate a quelle degli avvolgimenti secondari dal fenomeno della mutua (ossia reciproca) induzione Il trasformatore egrave utilizzato per modificare i parametri della potenza elettrica ndash che sono la tensione e la corrente ndash lasciando la potenza elettrica inalterata (o quasi lrsquo1 circa si perde in vibrazioni meccaniche dei lamierini e in calore) Ho scritto che egrave una macchina elettrica statica ma avvicinandovisi si avvisa un rumore egrave la vibrazione dei lamierini non necessaria per scopi funzionali ma purtroppo inevitabile Dalle tre uscite F1 F2 F3 e dal neutro partono i conduttori (crsquoegrave tutto un sistema di protezione che non Vi spiego) che portano lrsquoenergia elettrica allrsquoutenza ad es alle nostre case o al nostro luogo di lavoro Per ora non aggiungo altro di questo argomento troverete le integrazioni sparse nei restanti capitoli

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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continua inversione dei medesimi per determinare lrsquoalternarsi della ldquomarciardquo e della ldquoretromarciardquo delle cariche Ancora un concetto il verso convenzionale della corrente In un bipolo metallico alimentato da una pila o piugrave genericamente da un generatore di corrente continua la corrente elettrica egrave come giagrave spiegato uno spostamento di elettroni che procede nel verso dal polo negativo a quello positivo tuttavia per una convenzione legata a ragioni storiche ci si esprime nel trattare ldquoquestioni elettricherdquo assumendo che la corrente sia uno spostamento di cariche dal polo positivo al negativo questo verso di percorrenza egrave chiamato nei testi di fisica e di elettrotecnica verso convenzionale della corrente Si tratta di una regola ininfluente sulla risoluzione dei problemi di elettrotecnica una volta determinato secondo la suddetta convenzione il verso della corrente in un bipolo metallico quello vero ndash nel caso interessi conoscerlo - egrave il verso opposto A questo punto piugrave o meno avrete capito che cosa sono la corrente elettrica e la sua intensitagrave passo pertanto a spiegarVi la tensione Egrave un porsquo complicato non so come iniziare E nemmeno come procedere Potrei scrivere laquoLa tensione egrave una grandezza fisica che si misura tra due punti dello spazio scelti liberamente ed egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume in tali punti Il potenziale elettrico egrave una grandezza scalare il cui opposto del gradiente egrave il campo elettrico pertanto risulta definito a meno di una costante addizionale arbitraria La tensione invece non dipende da detta costanteraquo Oppure laquoLa tensione misura il lavoro compiuto dalle forze del campo elettrico per trasportare una carica di 1 C (cioegrave un coulomb) da un punto allrsquoaltro del campo stessoraquo Ma forse egrave meglio che segua unrsquoaltra strada La tensione si misura in volt (simbolo V) e si rileva sempre fra due punti ad esempio gli estremi del filo di andata del circuito di prima oppure i poli della lampadina o quelli di un generatore etc La tensione ai capi di un determinato bipolo egrave un indice della forza motrice (per chi non lo sapesse motrice significa ldquoche determina movimentordquo) che mediamente agisce sulle cariche elettriche interne al medesimo spostandole Oltre alla forza motrice le cariche in movimento sono soggette a unrsquoazione frenante ndash espressa mediante un parametro detto resistenza elettrica (anche solo resistenza) che si misura in ohm (simbolo Ω ) - dovuta alle caratteristiche proprie della materia in cui scorrono e proporzionale

direttamente alla lunghezza del tragitto inversamente alla sezione attraversata

Una relazione lega la resistenza di un bipolo la tensione presente ai suoi capi e lrsquointensitagrave della corrente (nel gergo degli elettrotecnici anche solo corrente) che lo attraversa

1 R = VI

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2 I = VR 3 V = RI

Ciascuna delle formule ndash tra loro intercambiabili ndash costituisce la Legge di Ohm Una legge fisica egrave una relazione matematica tra grandezze fisiche ottenuta interpolando (parola difficile scusate) i risultati di osservazioni (quando possibile di fenomeni ldquoscatenatirdquo in laboratorio e riproducibili2) ndash ossia non determinata usando esclusivamente lrsquointuizione e la ragione ndash e in osservanza al principio di falsificazione di Popper valida ndash come la teoria di cui egrave parte - fino a che prova contraria3 non la confuti Una grandezza fisica egrave un ente dotato di unitagrave di misura sono grandezze fisiche la lunghezza che si misura ad es in metri il tempo che si misura ad es in secondi la velocitagrave che si misura ad es in metri al secondo etc La misura di una grandezza fisica egrave un numero indicante quante volte occorre prendere lrsquounitagrave di misura per rappresentare la grandezza stessa Lampadine e - piugrave in generale ndash bipoli in serie Nellrsquoesempio di qualche pagina fa ci sono tre bipoli passivi collegati tra loro nellrsquoordine filo lampada filo lrsquoingresso del primo egrave collegato al generatore lrsquouscita invece egrave collegata allrsquoingresso del secondo lrsquouscita di questrsquoaltro egrave connessa allrsquoingresso del terzo lrsquouscita di questrsquoultimo egrave unita al polo restante del generatore Il collegamento dei tre bipoli egrave detto collegamento in serie Il risultato di un collegamento in serie egrave un bipolo avente resistenza elettrica pari alla somma di quelle dei singoli bipoli componenti si tratta di una proprietagrave importante grazie alla quale ad es la formula n 2 di cui sopra si puograve riscrivere

2bis I = V(R1+hellip+Rn) Da questa relazione si vede che aggiungendo un bipolo a una serie di bipoli la corrente che attraversa la serie si riduce (perdonatemi le ripetizioni lessicali) si tratta di una proprietagrave importante che torneragrave utile in seguito CAPITOLO II Scrittura corretta delle unitagrave di misura

Dura lex sed lex Ebbene in fatto di unitagrave di misura anche il Legislatore italiano si egrave espresso - per ben due volte (DPR 80282 e DM 29101) ndash sia stabilendo le unitagrave (non solo elettriche) e i prefissi da utilizzare nei documenti ufficiali sia indicandone simboli e nomi Pure il Normatore CEI (vedere il capitolo dedicato anche al Comitato Elettrotecnico Italiano) si egrave pronunciato con un norma dedicata ai simboli letterali e alle unitagrave di misura elettriche Norma CEI 24-1

2 Riproducibile significa che se venisse rifatto nello stesso modo si otterrebbero i medesimi risultati 3 Secondo Popper una teoria per essere scientifica devrsquoessere formalmente disposta alla confutazione questo vuol dire non che devrsquoessere incoerente ma che deve permettere lrsquoesistenza di esperimenti o di osservazioni anche ipoteticiche in grado di confutarla Attenzione parlo di teorie falsificabili non false Esempio Se una teoria affermasse che nei dieci anni successivi al 2003 il giorno di ferragosto pioveragrave sarebbe falsificabile basterebbe che una volta non piovesse e risulterebbe falsificata ma non da buttare semplicemente da correggere in modo che divenga meno imprecisa Se invece affermasse sempre rife-rendosi allo stesso periodo e allo stesso giorno che pioveragrave oppure non pioveragrave oppure pioviggineragrave comunque fossero le condizioni atmosferiche la teoria prevederebbe sempre il vero questa sarebbe non falsificabile ossia non scientifica Non tutta la comunitagrave scientifica condivide pienamente questa posizione ma non ne scrivo percheacute non sono un epistemologo ehellip lascio a voi le conclusioni

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Da tutte queste pubblicazioni scaturisce che di ogni unitagrave di misura cosigrave come di ogni prefisso si distinguono nome e simbolo Per chiarire quello che sto scrivendo passo subito a un esempio didascalico riferendomi a una grandezza comunemente familiare la lunghezza La sua unitagrave di misura ndash legislativa e normativa ovviamente - si chiama metro (questo egrave il nome) il simbolo egrave la lettera emme minuscola m uno dei suoi multipli egrave il kilometro (nei documenti tecnico-scientifici il nome corretto si scrive con la k) il cui simbolo egrave km (la lettera k ndash minuscola ripetominuscola sempre minuscola ndash egrave il prefisso che si chiama kilo e rappresenta il fattore di moltiplicazione 103 un kilometro equivale a mille metri ) Unrsquoaltra grandezza probabilmente sconosciuta ai piugrave egrave lrsquoilluminamento Si misura in lux unitagrave di misura che ha il nome appena scritto e simbolo lx Notate bene in questo caso specifico egrave molto diffuso lrsquoimpiego (errato) del nome al posto del simbolo si trovano spesso scritture tipo 15 lux ndash sbagliata ndash al posto di 15 lx corretta Vediamo alcuni esempi di scrittura corretta per spiegare altre regole e riassumere quelle esposte

1 quindici lux (il numero non egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il nome scritto con tutti caratteri minuscoli)

2 lrsquounitagrave di misura dellrsquoilluminamento egrave il lux (lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il

nome scritto con tutti caratteri minuscoli siccome non egrave preceduta da un numero in cifre)

3 15 lx (il numero egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il simbolo

questo segue ndash cosigrave devrsquoessere ndash il numero il simbolo non egrave seguito da un puntino)

4 hellip lrsquoilluminamento medio misurato egrave 20 lx Da questo valore scaturisce chehellip (il simbolo egrave seguito da un puntino in quanto egrave alla fine della frase)

5 50 klx duecento kilolux (il prefissi k e kilo sono - e devono essere - scritti con caratteri

minuscoli)

6 non di tutti i prefissi indicanti multipli o sottomultipli decimali delle unitagrave di misura il simbolo si rappresenta mediante una lettera minuscola esclusivamente dal mega ndash simbolo M fattore moltiplicativo 106 ndash in su si utilizzano per il simbolo solo per il sim-bolo lettere maiuscole

7 cambiamo grandezza fisica cento volt (i nomi delle unitagrave di misura derivanti da un

nome proprio sono invariabili al plurale sono consapevole che lo sanno tutti ma repetita iuvant volt deriva da Alessandro Volta lrsquoinventore della pila)

Gli ultimi esempi

15 kA = quindici kiloampere (= quindicimila ampere)

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8 V = otto volt 7 m Ω = 7 milliohm (= sette millesimi di ohm)

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CAPITOLO III Sistemi elettrici Srsquoimmagini di avere tre generatori di corrente elettrica tre bipoli attivi collegati fra loro nel modo di seguito descritto Chiamiamo Ni ed Fi gli estremi di ogni generatore(i = 1 per il gen 1 i = 2 perhellip etc) colle-ghiamo insieme tutti gli Ni in un punto che ldquobattezziamordquo N lasciando liberi i tre Fi che disporremo ai vertici di un triangolo equilatero con il punto N al centro In altre parole(reperita iuvant) colleghiamo tra loro ndash in un punto che chiamiamo N - gli estremi N1 N2 N3 Per ragioni puramente didascaliche disponiamo lrsquoinsieme in modo se guardato ldquoda lontanordquo abbia la forma di una Y il punto N sia al centro gli estremi restanti ndash che chiamiamo F1 F2 F3 ndash siano ai vertici della Y Il risultato si chiama collegamento a stella di tre generatori Adesso scriverograve concetti difficili solo per completezza (potete anche non leggerli fate vobis) sarograve sintetico prometto laquoI tre generatori non si potranno scegliere a caso dovranno avere le seguenti caratteristiche produrre tutti identica tensione alternata sinusoidale le tre forme drsquoonda sinusoidali dovranno essere isofrequenziali ma sfasate lrsquouna rispetto alle altre di un terzo di periodoraquo Fine della parte difficile Lrsquo oggettino ottenuto nel suo insieme costituisce un generatore elettrico trifase I tre estremi F1 F2 F3 si chiamano fasi e vengono nella letteratura (solitamente) non so se anche nella normativa indicate con le lettere maiuscole R S T Il punto N si chiama neutro anche centro stella nella letteratura non so se pure nella normativa Curiositagrave esiste altresigrave il collegamento a triangolo di generatori che non ha il neutro e del quale non scriverograve nientrsquoaltro Un generatore elettrico trifase non egrave un bipolo - ovv ndash ma un tripolo nel caso al neutro sia collegato un conduttore utilizzato per lrsquoalimentazione di carichi elettrici (cioegrave lampade motori frigoriferi noncheacute qualsiasi apparecchiatura che necessiti di energia elettrica) diventa un tetrapolo in questo caso si parla di neutro distribuito e tale conduttore egrave detto ldquoconduttore di neutrordquo Il neutro ossia il punto N (non il conduttore di neutro) puograve essere isolato da terra ndash cioegrave non collegato a terra ndash oppure collegato direttamente o tramite un bipolo (bobina di Petersen che non Vi spiegherograve) Collegato a terra vuol dire connesso al terreno locale tramite un opportuno impianto detto ldquodi terrardquo che prevede un sistema dispersore (dispersore in quanto preposto a disperdere corrente nel terreno) in intimo contatto con il terreno stesso ad es un conduttore cordato (una cordina anzi una ldquocordonardquo multifilare) di rame non isolato avente sezione pari a 35 mm2 interrato a una profonditagrave di 50 cm e disposto ad anello tuttrsquointorno allrsquoedificio contenente il generatore Nei casi che tratterograve in questo libretto i generatori sono collegati a stella e il neutro a terra (le eventuali eccezioni saranno evidenziate) si tratta di un sistema chiamato nella letteratura noncheacute nella normativa tecnica TT oppure TN In ciascuna di queste coppie di lettere il primo carattere alfabetico indica lo stato del neutro (che egrave collegato a terra) il secondo indica lo stato delle masse (concetto spiegato in un capitolo successivo) le quali

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sono (debbono essere in caso contrario) collegate a un proprio impianto di terra isolato e indipendente da quello del neutro se il carattere egrave T

sono (debbono idem cs) collegate al neutro se il carattere egrave N

Esistono inoltre i Sistemi IT che hanno neutro isolato e masse a terra infine ci sono i Sistemi IT medicali che tratterograve in un capitolo piugrave in lagrave Nei casi che tratterograve ndash in quasi tutti almeno ndash non ci sono tre generatori collegati a stella ma quasi Quasi Quasi che cosa Per dirla con parole difficili (scusatemi) ci sono i tre avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase collegati a stella e qualora il sistema sia TT o TN con il neutro a terra Il tutto si trova su palo o in un piccolo edificio in muratura costituendo quella che prende il nome di cabina elettrica Per i nostri scopi il tutto va come se ci fossero tre generatori Il trasformatore egrave una macchina elettrica statica (non ci sono parti in movimento per ragioni funzionali) costituita da due circuiti ndash detti primario e secondario (anche avvolgimenti primari e secondari)- separati sul piano elettrico (nessun collegamento elettrico li unisce) ma vincolati su quello elettromagnetico I due circuiti sono avvolti su di un nucleo di materiale ferromagnetico costituito non da un blocco unico ma da tanti fogli di lamiera opportunamente sagomati e pressati lrsquoun contro lrsquoaltro Le correnti che circolano negli avvolgimenti primari sono legate a quelle degli avvolgimenti secondari dal fenomeno della mutua (ossia reciproca) induzione Il trasformatore egrave utilizzato per modificare i parametri della potenza elettrica ndash che sono la tensione e la corrente ndash lasciando la potenza elettrica inalterata (o quasi lrsquo1 circa si perde in vibrazioni meccaniche dei lamierini e in calore) Ho scritto che egrave una macchina elettrica statica ma avvicinandovisi si avvisa un rumore egrave la vibrazione dei lamierini non necessaria per scopi funzionali ma purtroppo inevitabile Dalle tre uscite F1 F2 F3 e dal neutro partono i conduttori (crsquoegrave tutto un sistema di protezione che non Vi spiego) che portano lrsquoenergia elettrica allrsquoutenza ad es alle nostre case o al nostro luogo di lavoro Per ora non aggiungo altro di questo argomento troverete le integrazioni sparse nei restanti capitoli

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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2 I = VR 3 V = RI

Ciascuna delle formule ndash tra loro intercambiabili ndash costituisce la Legge di Ohm Una legge fisica egrave una relazione matematica tra grandezze fisiche ottenuta interpolando (parola difficile scusate) i risultati di osservazioni (quando possibile di fenomeni ldquoscatenatirdquo in laboratorio e riproducibili2) ndash ossia non determinata usando esclusivamente lrsquointuizione e la ragione ndash e in osservanza al principio di falsificazione di Popper valida ndash come la teoria di cui egrave parte - fino a che prova contraria3 non la confuti Una grandezza fisica egrave un ente dotato di unitagrave di misura sono grandezze fisiche la lunghezza che si misura ad es in metri il tempo che si misura ad es in secondi la velocitagrave che si misura ad es in metri al secondo etc La misura di una grandezza fisica egrave un numero indicante quante volte occorre prendere lrsquounitagrave di misura per rappresentare la grandezza stessa Lampadine e - piugrave in generale ndash bipoli in serie Nellrsquoesempio di qualche pagina fa ci sono tre bipoli passivi collegati tra loro nellrsquoordine filo lampada filo lrsquoingresso del primo egrave collegato al generatore lrsquouscita invece egrave collegata allrsquoingresso del secondo lrsquouscita di questrsquoaltro egrave connessa allrsquoingresso del terzo lrsquouscita di questrsquoultimo egrave unita al polo restante del generatore Il collegamento dei tre bipoli egrave detto collegamento in serie Il risultato di un collegamento in serie egrave un bipolo avente resistenza elettrica pari alla somma di quelle dei singoli bipoli componenti si tratta di una proprietagrave importante grazie alla quale ad es la formula n 2 di cui sopra si puograve riscrivere

2bis I = V(R1+hellip+Rn) Da questa relazione si vede che aggiungendo un bipolo a una serie di bipoli la corrente che attraversa la serie si riduce (perdonatemi le ripetizioni lessicali) si tratta di una proprietagrave importante che torneragrave utile in seguito CAPITOLO II Scrittura corretta delle unitagrave di misura

Dura lex sed lex Ebbene in fatto di unitagrave di misura anche il Legislatore italiano si egrave espresso - per ben due volte (DPR 80282 e DM 29101) ndash sia stabilendo le unitagrave (non solo elettriche) e i prefissi da utilizzare nei documenti ufficiali sia indicandone simboli e nomi Pure il Normatore CEI (vedere il capitolo dedicato anche al Comitato Elettrotecnico Italiano) si egrave pronunciato con un norma dedicata ai simboli letterali e alle unitagrave di misura elettriche Norma CEI 24-1

2 Riproducibile significa che se venisse rifatto nello stesso modo si otterrebbero i medesimi risultati 3 Secondo Popper una teoria per essere scientifica devrsquoessere formalmente disposta alla confutazione questo vuol dire non che devrsquoessere incoerente ma che deve permettere lrsquoesistenza di esperimenti o di osservazioni anche ipoteticiche in grado di confutarla Attenzione parlo di teorie falsificabili non false Esempio Se una teoria affermasse che nei dieci anni successivi al 2003 il giorno di ferragosto pioveragrave sarebbe falsificabile basterebbe che una volta non piovesse e risulterebbe falsificata ma non da buttare semplicemente da correggere in modo che divenga meno imprecisa Se invece affermasse sempre rife-rendosi allo stesso periodo e allo stesso giorno che pioveragrave oppure non pioveragrave oppure pioviggineragrave comunque fossero le condizioni atmosferiche la teoria prevederebbe sempre il vero questa sarebbe non falsificabile ossia non scientifica Non tutta la comunitagrave scientifica condivide pienamente questa posizione ma non ne scrivo percheacute non sono un epistemologo ehellip lascio a voi le conclusioni

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Da tutte queste pubblicazioni scaturisce che di ogni unitagrave di misura cosigrave come di ogni prefisso si distinguono nome e simbolo Per chiarire quello che sto scrivendo passo subito a un esempio didascalico riferendomi a una grandezza comunemente familiare la lunghezza La sua unitagrave di misura ndash legislativa e normativa ovviamente - si chiama metro (questo egrave il nome) il simbolo egrave la lettera emme minuscola m uno dei suoi multipli egrave il kilometro (nei documenti tecnico-scientifici il nome corretto si scrive con la k) il cui simbolo egrave km (la lettera k ndash minuscola ripetominuscola sempre minuscola ndash egrave il prefisso che si chiama kilo e rappresenta il fattore di moltiplicazione 103 un kilometro equivale a mille metri ) Unrsquoaltra grandezza probabilmente sconosciuta ai piugrave egrave lrsquoilluminamento Si misura in lux unitagrave di misura che ha il nome appena scritto e simbolo lx Notate bene in questo caso specifico egrave molto diffuso lrsquoimpiego (errato) del nome al posto del simbolo si trovano spesso scritture tipo 15 lux ndash sbagliata ndash al posto di 15 lx corretta Vediamo alcuni esempi di scrittura corretta per spiegare altre regole e riassumere quelle esposte

1 quindici lux (il numero non egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il nome scritto con tutti caratteri minuscoli)

2 lrsquounitagrave di misura dellrsquoilluminamento egrave il lux (lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il

nome scritto con tutti caratteri minuscoli siccome non egrave preceduta da un numero in cifre)

3 15 lx (il numero egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il simbolo

questo segue ndash cosigrave devrsquoessere ndash il numero il simbolo non egrave seguito da un puntino)

4 hellip lrsquoilluminamento medio misurato egrave 20 lx Da questo valore scaturisce chehellip (il simbolo egrave seguito da un puntino in quanto egrave alla fine della frase)

5 50 klx duecento kilolux (il prefissi k e kilo sono - e devono essere - scritti con caratteri

minuscoli)

6 non di tutti i prefissi indicanti multipli o sottomultipli decimali delle unitagrave di misura il simbolo si rappresenta mediante una lettera minuscola esclusivamente dal mega ndash simbolo M fattore moltiplicativo 106 ndash in su si utilizzano per il simbolo solo per il sim-bolo lettere maiuscole

7 cambiamo grandezza fisica cento volt (i nomi delle unitagrave di misura derivanti da un

nome proprio sono invariabili al plurale sono consapevole che lo sanno tutti ma repetita iuvant volt deriva da Alessandro Volta lrsquoinventore della pila)

Gli ultimi esempi

15 kA = quindici kiloampere (= quindicimila ampere)

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8 V = otto volt 7 m Ω = 7 milliohm (= sette millesimi di ohm)

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CAPITOLO III Sistemi elettrici Srsquoimmagini di avere tre generatori di corrente elettrica tre bipoli attivi collegati fra loro nel modo di seguito descritto Chiamiamo Ni ed Fi gli estremi di ogni generatore(i = 1 per il gen 1 i = 2 perhellip etc) colle-ghiamo insieme tutti gli Ni in un punto che ldquobattezziamordquo N lasciando liberi i tre Fi che disporremo ai vertici di un triangolo equilatero con il punto N al centro In altre parole(reperita iuvant) colleghiamo tra loro ndash in un punto che chiamiamo N - gli estremi N1 N2 N3 Per ragioni puramente didascaliche disponiamo lrsquoinsieme in modo se guardato ldquoda lontanordquo abbia la forma di una Y il punto N sia al centro gli estremi restanti ndash che chiamiamo F1 F2 F3 ndash siano ai vertici della Y Il risultato si chiama collegamento a stella di tre generatori Adesso scriverograve concetti difficili solo per completezza (potete anche non leggerli fate vobis) sarograve sintetico prometto laquoI tre generatori non si potranno scegliere a caso dovranno avere le seguenti caratteristiche produrre tutti identica tensione alternata sinusoidale le tre forme drsquoonda sinusoidali dovranno essere isofrequenziali ma sfasate lrsquouna rispetto alle altre di un terzo di periodoraquo Fine della parte difficile Lrsquo oggettino ottenuto nel suo insieme costituisce un generatore elettrico trifase I tre estremi F1 F2 F3 si chiamano fasi e vengono nella letteratura (solitamente) non so se anche nella normativa indicate con le lettere maiuscole R S T Il punto N si chiama neutro anche centro stella nella letteratura non so se pure nella normativa Curiositagrave esiste altresigrave il collegamento a triangolo di generatori che non ha il neutro e del quale non scriverograve nientrsquoaltro Un generatore elettrico trifase non egrave un bipolo - ovv ndash ma un tripolo nel caso al neutro sia collegato un conduttore utilizzato per lrsquoalimentazione di carichi elettrici (cioegrave lampade motori frigoriferi noncheacute qualsiasi apparecchiatura che necessiti di energia elettrica) diventa un tetrapolo in questo caso si parla di neutro distribuito e tale conduttore egrave detto ldquoconduttore di neutrordquo Il neutro ossia il punto N (non il conduttore di neutro) puograve essere isolato da terra ndash cioegrave non collegato a terra ndash oppure collegato direttamente o tramite un bipolo (bobina di Petersen che non Vi spiegherograve) Collegato a terra vuol dire connesso al terreno locale tramite un opportuno impianto detto ldquodi terrardquo che prevede un sistema dispersore (dispersore in quanto preposto a disperdere corrente nel terreno) in intimo contatto con il terreno stesso ad es un conduttore cordato (una cordina anzi una ldquocordonardquo multifilare) di rame non isolato avente sezione pari a 35 mm2 interrato a una profonditagrave di 50 cm e disposto ad anello tuttrsquointorno allrsquoedificio contenente il generatore Nei casi che tratterograve in questo libretto i generatori sono collegati a stella e il neutro a terra (le eventuali eccezioni saranno evidenziate) si tratta di un sistema chiamato nella letteratura noncheacute nella normativa tecnica TT oppure TN In ciascuna di queste coppie di lettere il primo carattere alfabetico indica lo stato del neutro (che egrave collegato a terra) il secondo indica lo stato delle masse (concetto spiegato in un capitolo successivo) le quali

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sono (debbono essere in caso contrario) collegate a un proprio impianto di terra isolato e indipendente da quello del neutro se il carattere egrave T

sono (debbono idem cs) collegate al neutro se il carattere egrave N

Esistono inoltre i Sistemi IT che hanno neutro isolato e masse a terra infine ci sono i Sistemi IT medicali che tratterograve in un capitolo piugrave in lagrave Nei casi che tratterograve ndash in quasi tutti almeno ndash non ci sono tre generatori collegati a stella ma quasi Quasi Quasi che cosa Per dirla con parole difficili (scusatemi) ci sono i tre avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase collegati a stella e qualora il sistema sia TT o TN con il neutro a terra Il tutto si trova su palo o in un piccolo edificio in muratura costituendo quella che prende il nome di cabina elettrica Per i nostri scopi il tutto va come se ci fossero tre generatori Il trasformatore egrave una macchina elettrica statica (non ci sono parti in movimento per ragioni funzionali) costituita da due circuiti ndash detti primario e secondario (anche avvolgimenti primari e secondari)- separati sul piano elettrico (nessun collegamento elettrico li unisce) ma vincolati su quello elettromagnetico I due circuiti sono avvolti su di un nucleo di materiale ferromagnetico costituito non da un blocco unico ma da tanti fogli di lamiera opportunamente sagomati e pressati lrsquoun contro lrsquoaltro Le correnti che circolano negli avvolgimenti primari sono legate a quelle degli avvolgimenti secondari dal fenomeno della mutua (ossia reciproca) induzione Il trasformatore egrave utilizzato per modificare i parametri della potenza elettrica ndash che sono la tensione e la corrente ndash lasciando la potenza elettrica inalterata (o quasi lrsquo1 circa si perde in vibrazioni meccaniche dei lamierini e in calore) Ho scritto che egrave una macchina elettrica statica ma avvicinandovisi si avvisa un rumore egrave la vibrazione dei lamierini non necessaria per scopi funzionali ma purtroppo inevitabile Dalle tre uscite F1 F2 F3 e dal neutro partono i conduttori (crsquoegrave tutto un sistema di protezione che non Vi spiego) che portano lrsquoenergia elettrica allrsquoutenza ad es alle nostre case o al nostro luogo di lavoro Per ora non aggiungo altro di questo argomento troverete le integrazioni sparse nei restanti capitoli

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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Da tutte queste pubblicazioni scaturisce che di ogni unitagrave di misura cosigrave come di ogni prefisso si distinguono nome e simbolo Per chiarire quello che sto scrivendo passo subito a un esempio didascalico riferendomi a una grandezza comunemente familiare la lunghezza La sua unitagrave di misura ndash legislativa e normativa ovviamente - si chiama metro (questo egrave il nome) il simbolo egrave la lettera emme minuscola m uno dei suoi multipli egrave il kilometro (nei documenti tecnico-scientifici il nome corretto si scrive con la k) il cui simbolo egrave km (la lettera k ndash minuscola ripetominuscola sempre minuscola ndash egrave il prefisso che si chiama kilo e rappresenta il fattore di moltiplicazione 103 un kilometro equivale a mille metri ) Unrsquoaltra grandezza probabilmente sconosciuta ai piugrave egrave lrsquoilluminamento Si misura in lux unitagrave di misura che ha il nome appena scritto e simbolo lx Notate bene in questo caso specifico egrave molto diffuso lrsquoimpiego (errato) del nome al posto del simbolo si trovano spesso scritture tipo 15 lux ndash sbagliata ndash al posto di 15 lx corretta Vediamo alcuni esempi di scrittura corretta per spiegare altre regole e riassumere quelle esposte

1 quindici lux (il numero non egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il nome scritto con tutti caratteri minuscoli)

2 lrsquounitagrave di misura dellrsquoilluminamento egrave il lux (lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il

nome scritto con tutti caratteri minuscoli siccome non egrave preceduta da un numero in cifre)

3 15 lx (il numero egrave in cifre quindi lrsquounitagrave di misura egrave espressa mediante il simbolo

questo segue ndash cosigrave devrsquoessere ndash il numero il simbolo non egrave seguito da un puntino)

4 hellip lrsquoilluminamento medio misurato egrave 20 lx Da questo valore scaturisce chehellip (il simbolo egrave seguito da un puntino in quanto egrave alla fine della frase)

5 50 klx duecento kilolux (il prefissi k e kilo sono - e devono essere - scritti con caratteri

minuscoli)

6 non di tutti i prefissi indicanti multipli o sottomultipli decimali delle unitagrave di misura il simbolo si rappresenta mediante una lettera minuscola esclusivamente dal mega ndash simbolo M fattore moltiplicativo 106 ndash in su si utilizzano per il simbolo solo per il sim-bolo lettere maiuscole

7 cambiamo grandezza fisica cento volt (i nomi delle unitagrave di misura derivanti da un

nome proprio sono invariabili al plurale sono consapevole che lo sanno tutti ma repetita iuvant volt deriva da Alessandro Volta lrsquoinventore della pila)

Gli ultimi esempi

15 kA = quindici kiloampere (= quindicimila ampere)

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8 V = otto volt 7 m Ω = 7 milliohm (= sette millesimi di ohm)

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CAPITOLO III Sistemi elettrici Srsquoimmagini di avere tre generatori di corrente elettrica tre bipoli attivi collegati fra loro nel modo di seguito descritto Chiamiamo Ni ed Fi gli estremi di ogni generatore(i = 1 per il gen 1 i = 2 perhellip etc) colle-ghiamo insieme tutti gli Ni in un punto che ldquobattezziamordquo N lasciando liberi i tre Fi che disporremo ai vertici di un triangolo equilatero con il punto N al centro In altre parole(reperita iuvant) colleghiamo tra loro ndash in un punto che chiamiamo N - gli estremi N1 N2 N3 Per ragioni puramente didascaliche disponiamo lrsquoinsieme in modo se guardato ldquoda lontanordquo abbia la forma di una Y il punto N sia al centro gli estremi restanti ndash che chiamiamo F1 F2 F3 ndash siano ai vertici della Y Il risultato si chiama collegamento a stella di tre generatori Adesso scriverograve concetti difficili solo per completezza (potete anche non leggerli fate vobis) sarograve sintetico prometto laquoI tre generatori non si potranno scegliere a caso dovranno avere le seguenti caratteristiche produrre tutti identica tensione alternata sinusoidale le tre forme drsquoonda sinusoidali dovranno essere isofrequenziali ma sfasate lrsquouna rispetto alle altre di un terzo di periodoraquo Fine della parte difficile Lrsquo oggettino ottenuto nel suo insieme costituisce un generatore elettrico trifase I tre estremi F1 F2 F3 si chiamano fasi e vengono nella letteratura (solitamente) non so se anche nella normativa indicate con le lettere maiuscole R S T Il punto N si chiama neutro anche centro stella nella letteratura non so se pure nella normativa Curiositagrave esiste altresigrave il collegamento a triangolo di generatori che non ha il neutro e del quale non scriverograve nientrsquoaltro Un generatore elettrico trifase non egrave un bipolo - ovv ndash ma un tripolo nel caso al neutro sia collegato un conduttore utilizzato per lrsquoalimentazione di carichi elettrici (cioegrave lampade motori frigoriferi noncheacute qualsiasi apparecchiatura che necessiti di energia elettrica) diventa un tetrapolo in questo caso si parla di neutro distribuito e tale conduttore egrave detto ldquoconduttore di neutrordquo Il neutro ossia il punto N (non il conduttore di neutro) puograve essere isolato da terra ndash cioegrave non collegato a terra ndash oppure collegato direttamente o tramite un bipolo (bobina di Petersen che non Vi spiegherograve) Collegato a terra vuol dire connesso al terreno locale tramite un opportuno impianto detto ldquodi terrardquo che prevede un sistema dispersore (dispersore in quanto preposto a disperdere corrente nel terreno) in intimo contatto con il terreno stesso ad es un conduttore cordato (una cordina anzi una ldquocordonardquo multifilare) di rame non isolato avente sezione pari a 35 mm2 interrato a una profonditagrave di 50 cm e disposto ad anello tuttrsquointorno allrsquoedificio contenente il generatore Nei casi che tratterograve in questo libretto i generatori sono collegati a stella e il neutro a terra (le eventuali eccezioni saranno evidenziate) si tratta di un sistema chiamato nella letteratura noncheacute nella normativa tecnica TT oppure TN In ciascuna di queste coppie di lettere il primo carattere alfabetico indica lo stato del neutro (che egrave collegato a terra) il secondo indica lo stato delle masse (concetto spiegato in un capitolo successivo) le quali

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sono (debbono essere in caso contrario) collegate a un proprio impianto di terra isolato e indipendente da quello del neutro se il carattere egrave T

sono (debbono idem cs) collegate al neutro se il carattere egrave N

Esistono inoltre i Sistemi IT che hanno neutro isolato e masse a terra infine ci sono i Sistemi IT medicali che tratterograve in un capitolo piugrave in lagrave Nei casi che tratterograve ndash in quasi tutti almeno ndash non ci sono tre generatori collegati a stella ma quasi Quasi Quasi che cosa Per dirla con parole difficili (scusatemi) ci sono i tre avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase collegati a stella e qualora il sistema sia TT o TN con il neutro a terra Il tutto si trova su palo o in un piccolo edificio in muratura costituendo quella che prende il nome di cabina elettrica Per i nostri scopi il tutto va come se ci fossero tre generatori Il trasformatore egrave una macchina elettrica statica (non ci sono parti in movimento per ragioni funzionali) costituita da due circuiti ndash detti primario e secondario (anche avvolgimenti primari e secondari)- separati sul piano elettrico (nessun collegamento elettrico li unisce) ma vincolati su quello elettromagnetico I due circuiti sono avvolti su di un nucleo di materiale ferromagnetico costituito non da un blocco unico ma da tanti fogli di lamiera opportunamente sagomati e pressati lrsquoun contro lrsquoaltro Le correnti che circolano negli avvolgimenti primari sono legate a quelle degli avvolgimenti secondari dal fenomeno della mutua (ossia reciproca) induzione Il trasformatore egrave utilizzato per modificare i parametri della potenza elettrica ndash che sono la tensione e la corrente ndash lasciando la potenza elettrica inalterata (o quasi lrsquo1 circa si perde in vibrazioni meccaniche dei lamierini e in calore) Ho scritto che egrave una macchina elettrica statica ma avvicinandovisi si avvisa un rumore egrave la vibrazione dei lamierini non necessaria per scopi funzionali ma purtroppo inevitabile Dalle tre uscite F1 F2 F3 e dal neutro partono i conduttori (crsquoegrave tutto un sistema di protezione che non Vi spiego) che portano lrsquoenergia elettrica allrsquoutenza ad es alle nostre case o al nostro luogo di lavoro Per ora non aggiungo altro di questo argomento troverete le integrazioni sparse nei restanti capitoli

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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8 V = otto volt 7 m Ω = 7 milliohm (= sette millesimi di ohm)

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CAPITOLO III Sistemi elettrici Srsquoimmagini di avere tre generatori di corrente elettrica tre bipoli attivi collegati fra loro nel modo di seguito descritto Chiamiamo Ni ed Fi gli estremi di ogni generatore(i = 1 per il gen 1 i = 2 perhellip etc) colle-ghiamo insieme tutti gli Ni in un punto che ldquobattezziamordquo N lasciando liberi i tre Fi che disporremo ai vertici di un triangolo equilatero con il punto N al centro In altre parole(reperita iuvant) colleghiamo tra loro ndash in un punto che chiamiamo N - gli estremi N1 N2 N3 Per ragioni puramente didascaliche disponiamo lrsquoinsieme in modo se guardato ldquoda lontanordquo abbia la forma di una Y il punto N sia al centro gli estremi restanti ndash che chiamiamo F1 F2 F3 ndash siano ai vertici della Y Il risultato si chiama collegamento a stella di tre generatori Adesso scriverograve concetti difficili solo per completezza (potete anche non leggerli fate vobis) sarograve sintetico prometto laquoI tre generatori non si potranno scegliere a caso dovranno avere le seguenti caratteristiche produrre tutti identica tensione alternata sinusoidale le tre forme drsquoonda sinusoidali dovranno essere isofrequenziali ma sfasate lrsquouna rispetto alle altre di un terzo di periodoraquo Fine della parte difficile Lrsquo oggettino ottenuto nel suo insieme costituisce un generatore elettrico trifase I tre estremi F1 F2 F3 si chiamano fasi e vengono nella letteratura (solitamente) non so se anche nella normativa indicate con le lettere maiuscole R S T Il punto N si chiama neutro anche centro stella nella letteratura non so se pure nella normativa Curiositagrave esiste altresigrave il collegamento a triangolo di generatori che non ha il neutro e del quale non scriverograve nientrsquoaltro Un generatore elettrico trifase non egrave un bipolo - ovv ndash ma un tripolo nel caso al neutro sia collegato un conduttore utilizzato per lrsquoalimentazione di carichi elettrici (cioegrave lampade motori frigoriferi noncheacute qualsiasi apparecchiatura che necessiti di energia elettrica) diventa un tetrapolo in questo caso si parla di neutro distribuito e tale conduttore egrave detto ldquoconduttore di neutrordquo Il neutro ossia il punto N (non il conduttore di neutro) puograve essere isolato da terra ndash cioegrave non collegato a terra ndash oppure collegato direttamente o tramite un bipolo (bobina di Petersen che non Vi spiegherograve) Collegato a terra vuol dire connesso al terreno locale tramite un opportuno impianto detto ldquodi terrardquo che prevede un sistema dispersore (dispersore in quanto preposto a disperdere corrente nel terreno) in intimo contatto con il terreno stesso ad es un conduttore cordato (una cordina anzi una ldquocordonardquo multifilare) di rame non isolato avente sezione pari a 35 mm2 interrato a una profonditagrave di 50 cm e disposto ad anello tuttrsquointorno allrsquoedificio contenente il generatore Nei casi che tratterograve in questo libretto i generatori sono collegati a stella e il neutro a terra (le eventuali eccezioni saranno evidenziate) si tratta di un sistema chiamato nella letteratura noncheacute nella normativa tecnica TT oppure TN In ciascuna di queste coppie di lettere il primo carattere alfabetico indica lo stato del neutro (che egrave collegato a terra) il secondo indica lo stato delle masse (concetto spiegato in un capitolo successivo) le quali

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sono (debbono essere in caso contrario) collegate a un proprio impianto di terra isolato e indipendente da quello del neutro se il carattere egrave T

sono (debbono idem cs) collegate al neutro se il carattere egrave N

Esistono inoltre i Sistemi IT che hanno neutro isolato e masse a terra infine ci sono i Sistemi IT medicali che tratterograve in un capitolo piugrave in lagrave Nei casi che tratterograve ndash in quasi tutti almeno ndash non ci sono tre generatori collegati a stella ma quasi Quasi Quasi che cosa Per dirla con parole difficili (scusatemi) ci sono i tre avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase collegati a stella e qualora il sistema sia TT o TN con il neutro a terra Il tutto si trova su palo o in un piccolo edificio in muratura costituendo quella che prende il nome di cabina elettrica Per i nostri scopi il tutto va come se ci fossero tre generatori Il trasformatore egrave una macchina elettrica statica (non ci sono parti in movimento per ragioni funzionali) costituita da due circuiti ndash detti primario e secondario (anche avvolgimenti primari e secondari)- separati sul piano elettrico (nessun collegamento elettrico li unisce) ma vincolati su quello elettromagnetico I due circuiti sono avvolti su di un nucleo di materiale ferromagnetico costituito non da un blocco unico ma da tanti fogli di lamiera opportunamente sagomati e pressati lrsquoun contro lrsquoaltro Le correnti che circolano negli avvolgimenti primari sono legate a quelle degli avvolgimenti secondari dal fenomeno della mutua (ossia reciproca) induzione Il trasformatore egrave utilizzato per modificare i parametri della potenza elettrica ndash che sono la tensione e la corrente ndash lasciando la potenza elettrica inalterata (o quasi lrsquo1 circa si perde in vibrazioni meccaniche dei lamierini e in calore) Ho scritto che egrave una macchina elettrica statica ma avvicinandovisi si avvisa un rumore egrave la vibrazione dei lamierini non necessaria per scopi funzionali ma purtroppo inevitabile Dalle tre uscite F1 F2 F3 e dal neutro partono i conduttori (crsquoegrave tutto un sistema di protezione che non Vi spiego) che portano lrsquoenergia elettrica allrsquoutenza ad es alle nostre case o al nostro luogo di lavoro Per ora non aggiungo altro di questo argomento troverete le integrazioni sparse nei restanti capitoli

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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CAPITOLO III Sistemi elettrici Srsquoimmagini di avere tre generatori di corrente elettrica tre bipoli attivi collegati fra loro nel modo di seguito descritto Chiamiamo Ni ed Fi gli estremi di ogni generatore(i = 1 per il gen 1 i = 2 perhellip etc) colle-ghiamo insieme tutti gli Ni in un punto che ldquobattezziamordquo N lasciando liberi i tre Fi che disporremo ai vertici di un triangolo equilatero con il punto N al centro In altre parole(reperita iuvant) colleghiamo tra loro ndash in un punto che chiamiamo N - gli estremi N1 N2 N3 Per ragioni puramente didascaliche disponiamo lrsquoinsieme in modo se guardato ldquoda lontanordquo abbia la forma di una Y il punto N sia al centro gli estremi restanti ndash che chiamiamo F1 F2 F3 ndash siano ai vertici della Y Il risultato si chiama collegamento a stella di tre generatori Adesso scriverograve concetti difficili solo per completezza (potete anche non leggerli fate vobis) sarograve sintetico prometto laquoI tre generatori non si potranno scegliere a caso dovranno avere le seguenti caratteristiche produrre tutti identica tensione alternata sinusoidale le tre forme drsquoonda sinusoidali dovranno essere isofrequenziali ma sfasate lrsquouna rispetto alle altre di un terzo di periodoraquo Fine della parte difficile Lrsquo oggettino ottenuto nel suo insieme costituisce un generatore elettrico trifase I tre estremi F1 F2 F3 si chiamano fasi e vengono nella letteratura (solitamente) non so se anche nella normativa indicate con le lettere maiuscole R S T Il punto N si chiama neutro anche centro stella nella letteratura non so se pure nella normativa Curiositagrave esiste altresigrave il collegamento a triangolo di generatori che non ha il neutro e del quale non scriverograve nientrsquoaltro Un generatore elettrico trifase non egrave un bipolo - ovv ndash ma un tripolo nel caso al neutro sia collegato un conduttore utilizzato per lrsquoalimentazione di carichi elettrici (cioegrave lampade motori frigoriferi noncheacute qualsiasi apparecchiatura che necessiti di energia elettrica) diventa un tetrapolo in questo caso si parla di neutro distribuito e tale conduttore egrave detto ldquoconduttore di neutrordquo Il neutro ossia il punto N (non il conduttore di neutro) puograve essere isolato da terra ndash cioegrave non collegato a terra ndash oppure collegato direttamente o tramite un bipolo (bobina di Petersen che non Vi spiegherograve) Collegato a terra vuol dire connesso al terreno locale tramite un opportuno impianto detto ldquodi terrardquo che prevede un sistema dispersore (dispersore in quanto preposto a disperdere corrente nel terreno) in intimo contatto con il terreno stesso ad es un conduttore cordato (una cordina anzi una ldquocordonardquo multifilare) di rame non isolato avente sezione pari a 35 mm2 interrato a una profonditagrave di 50 cm e disposto ad anello tuttrsquointorno allrsquoedificio contenente il generatore Nei casi che tratterograve in questo libretto i generatori sono collegati a stella e il neutro a terra (le eventuali eccezioni saranno evidenziate) si tratta di un sistema chiamato nella letteratura noncheacute nella normativa tecnica TT oppure TN In ciascuna di queste coppie di lettere il primo carattere alfabetico indica lo stato del neutro (che egrave collegato a terra) il secondo indica lo stato delle masse (concetto spiegato in un capitolo successivo) le quali

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sono (debbono essere in caso contrario) collegate a un proprio impianto di terra isolato e indipendente da quello del neutro se il carattere egrave T

sono (debbono idem cs) collegate al neutro se il carattere egrave N

Esistono inoltre i Sistemi IT che hanno neutro isolato e masse a terra infine ci sono i Sistemi IT medicali che tratterograve in un capitolo piugrave in lagrave Nei casi che tratterograve ndash in quasi tutti almeno ndash non ci sono tre generatori collegati a stella ma quasi Quasi Quasi che cosa Per dirla con parole difficili (scusatemi) ci sono i tre avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase collegati a stella e qualora il sistema sia TT o TN con il neutro a terra Il tutto si trova su palo o in un piccolo edificio in muratura costituendo quella che prende il nome di cabina elettrica Per i nostri scopi il tutto va come se ci fossero tre generatori Il trasformatore egrave una macchina elettrica statica (non ci sono parti in movimento per ragioni funzionali) costituita da due circuiti ndash detti primario e secondario (anche avvolgimenti primari e secondari)- separati sul piano elettrico (nessun collegamento elettrico li unisce) ma vincolati su quello elettromagnetico I due circuiti sono avvolti su di un nucleo di materiale ferromagnetico costituito non da un blocco unico ma da tanti fogli di lamiera opportunamente sagomati e pressati lrsquoun contro lrsquoaltro Le correnti che circolano negli avvolgimenti primari sono legate a quelle degli avvolgimenti secondari dal fenomeno della mutua (ossia reciproca) induzione Il trasformatore egrave utilizzato per modificare i parametri della potenza elettrica ndash che sono la tensione e la corrente ndash lasciando la potenza elettrica inalterata (o quasi lrsquo1 circa si perde in vibrazioni meccaniche dei lamierini e in calore) Ho scritto che egrave una macchina elettrica statica ma avvicinandovisi si avvisa un rumore egrave la vibrazione dei lamierini non necessaria per scopi funzionali ma purtroppo inevitabile Dalle tre uscite F1 F2 F3 e dal neutro partono i conduttori (crsquoegrave tutto un sistema di protezione che non Vi spiego) che portano lrsquoenergia elettrica allrsquoutenza ad es alle nostre case o al nostro luogo di lavoro Per ora non aggiungo altro di questo argomento troverete le integrazioni sparse nei restanti capitoli

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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sono (debbono essere in caso contrario) collegate a un proprio impianto di terra isolato e indipendente da quello del neutro se il carattere egrave T

sono (debbono idem cs) collegate al neutro se il carattere egrave N

Esistono inoltre i Sistemi IT che hanno neutro isolato e masse a terra infine ci sono i Sistemi IT medicali che tratterograve in un capitolo piugrave in lagrave Nei casi che tratterograve ndash in quasi tutti almeno ndash non ci sono tre generatori collegati a stella ma quasi Quasi Quasi che cosa Per dirla con parole difficili (scusatemi) ci sono i tre avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase collegati a stella e qualora il sistema sia TT o TN con il neutro a terra Il tutto si trova su palo o in un piccolo edificio in muratura costituendo quella che prende il nome di cabina elettrica Per i nostri scopi il tutto va come se ci fossero tre generatori Il trasformatore egrave una macchina elettrica statica (non ci sono parti in movimento per ragioni funzionali) costituita da due circuiti ndash detti primario e secondario (anche avvolgimenti primari e secondari)- separati sul piano elettrico (nessun collegamento elettrico li unisce) ma vincolati su quello elettromagnetico I due circuiti sono avvolti su di un nucleo di materiale ferromagnetico costituito non da un blocco unico ma da tanti fogli di lamiera opportunamente sagomati e pressati lrsquoun contro lrsquoaltro Le correnti che circolano negli avvolgimenti primari sono legate a quelle degli avvolgimenti secondari dal fenomeno della mutua (ossia reciproca) induzione Il trasformatore egrave utilizzato per modificare i parametri della potenza elettrica ndash che sono la tensione e la corrente ndash lasciando la potenza elettrica inalterata (o quasi lrsquo1 circa si perde in vibrazioni meccaniche dei lamierini e in calore) Ho scritto che egrave una macchina elettrica statica ma avvicinandovisi si avvisa un rumore egrave la vibrazione dei lamierini non necessaria per scopi funzionali ma purtroppo inevitabile Dalle tre uscite F1 F2 F3 e dal neutro partono i conduttori (crsquoegrave tutto un sistema di protezione che non Vi spiego) che portano lrsquoenergia elettrica allrsquoutenza ad es alle nostre case o al nostro luogo di lavoro Per ora non aggiungo altro di questo argomento troverete le integrazioni sparse nei restanti capitoli

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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CAPITOLO IV Effetti della corrente elettrica sul corpo umano La corrente elettrica fluendo nel corpo umano puograve arrecare danni allrsquoudito alla vista puograve determinare alterazioni permanenti nel sistema cardiaco nellrsquoattivitagrave cerebrale nel sistema nervoso centrale puograve innescare la fibrillazione atriale la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto della respirazione puograve produrre ustioni puograve contrarre la muscolatura della mano fino a impedire il rilascio della parte in tensione che eventualmente si stesse afferrando (contrazione tetanica) puograve al contrario se egrave drsquointensitagrave superiore ai livelli cui corrisponde la contrazione tetanica provocare unrsquoenergica reazione del muscolo con conseguente distacco della persona dalla parte elettrificata puogravehellip Il 90 delle morti per folgorazione egrave dovuto alla fibrillazione ventricolare il 6 allrsquoarresto della respirazione il 4 restante non so magari allrsquoazione combinata di questi due effetti o alla caduta da una scala mentre si ldquosfuggerdquo alla scossa ohellip Il cuore (detto anche miocardio ossia muscolo cardiaco) egrave una ldquomacchinardquo elettro-idraulica (forse bisognerebbe scrivere elettro-ematica giaccheacute il sangue non egrave acqua) al suo interno egrave presente un generatore drsquoimpulsi elettrici (il nodo senoatriale) il quale a intervalli di tempo regolari stimola (e contrae) le fibre muscolari dei ventricoli (fibrille) determinando la sistole ventricolare che ldquopompardquo il sangue nel sistema arterioso La fibrillazione ventricolare egrave unrsquointerruzione di questo meccanismo caratterizzata da contrazione caotica delle fibrille cessa lrsquoattivitagrave del cuore la circolazione sanguigna srsquointerrompe nellrsquoarco di circa tre minuti si manifestano danni irreparabili al cuore e al cervello (si puograve prolungare questo tempo con il massaggio cardiaco e la respirazione bocca a bocca) il fenomeno non si estingue con lrsquoallontanamento dellrsquoinfortunato dalle parti in tensione egrave irreversibile a meno che non srsquointervenga tempestivamente sul malcapitato con un apparecchio che si chiama defibrillatore soltanto cosigrave lo si puograve salvare (in assenza di defibrillatore si puograve tentare una defibrillazione meccanica con un forte colpo sul torace ma la percentuale di successo egrave nulla o quasi) Lrsquoarresto della respirazione invece entro trendashquattro minuti determina danni irreversibili al cer-vello e la morte per asfissia rimedio respirazione bocca a bocca tempestiva Dalla ricerca scientifica sugli effetti della corrente elettrica nei riguardi del corpo umano egrave emerso che essi dipendono

dallrsquointensitagrave della medesima dal tempo per cui fluisce nel corpo dal percorso che segue allrsquointerno dellrsquoorganismo dalla natura della corrente stessa corrente continua corrente impulsiva corrente

alternata sinusoidale (in questrsquoultimo caso egrave determinante la frequenza) etc dalla densitagrave nei punti contatto (intensitagrave della corrente diviso area della superficie di

contatto) per quel che riguarda il rischio che ustioni la pelle

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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Riguardo agli effetti della corrente continua e della corrente alternata sinusoidale sono state individuate tre soglie o meglio tre curve-soglia (rispettivamente soglia di percezione4 indicata con la lettera ldquoardquo curva di tetanizzazione5 indicata con la lettera ldquobrdquo e soglia di fibrillazione ventricolare6 indicata con la lettera ldquoc1ldquo) le quali nella rappresentazione cartesiana corrente-tempo dividono il quadrante che le contiene in quattro zone (dette zone di pericolositagrave della corrente in relazione al tempo) Le curve sono state determinate riferendosi ai polpastrelli delle mani per misurare la soglia di percezione e al percorso mano sinistra-piedi7 per determinare sia la soglia sia le curve isoprobabilitagrave di fibrillazione ventricolare egrave stato inoltre studiato il modificarsi delle curve inerenti alla fibrillazione in base al tragitto interno al corpo (sono stati presi in rassegna i percorsi8 mani-piedi mano-mano mano sinistra-torace mano sinistra-dorso mano sinistra-regione glutea mano sinistra-piede destro mano sin-piede sin mano sin-piedi idem per la mano destra) Nel caso della corrente alternata le curve sono state ottenute in riferimento allrsquointervallo di frequenza 15divide100 Hz egrave stato anche individuato il loro modificarsi al crescere della frequenza Ho parlato di probabilitagrave forse non tutti sanno che cosa sia Nel presente contesto la probabilitagrave egrave stata valutata mediante il cosiddetto approccio frequentistico (che egrave un approccio a posteriori) mediante il quale si definisce la probabilitagrave di un evento pari alla frequenza relativa con cui lrsquoevento si egrave verificato nel corso della sperimentazione o della casistica nel passato fino al presente Esempio dire che la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare con una determinata coppia di valori ldquocorrente tempordquo un determinato percorso e una certa frequenza egrave del 40 significa che sperimentando su animali con sistema cardiovascolare simile allrsquouomo con quella corrente quel tempo quel percorso e quella frequenza nel 40 delle volte si egrave innescata la fibrillazione ventricolare nel 60 no Le zone di pericolositagrave della corrente al variare del tempo sono state determinate riferendosi a permanenze della corrente maggiori o uguali a 10 ms a tempi inferiori corrispondono le cosiddette correnti impulsive Si ha corrente impulsiva ad esempio quando nel corpo umano si scarichi un condensatore in meno di 10 ms Anche per le correnti impulsive sono state determinate curve corrente-tempo non Ve le spiego ma Vi assicuro che fino a grosso modo 700divide800 mA (repetita iuvant entro 10 ms) non crsquoegrave rischio di fibrillazione ventricolare idem

4 Egrave il piugrave piccolo valore di corrente cui corrisponde una sensazione non dipende dal tempo per cui fluisce nel corpo e se relativa alle dita di una mano vale 05 mA 5 Detta curva riproduce il legame tra il piugrave elevato valore di corrente che permette il rilascio della parte in tensione che si avesse in mano e dalla quale prove-nisse la corrente parte in causa e il limite di tempo oltre il quale il rilascio egrave impedito Il minor valore di corrente associato a questa curva ndash detto corrente di rilascio o soglia di rilascio - egrave 10 mA per le donne 15 mA per gli uomini Entro questi limiti donne e uomini riescono a rilasciare la presa in qualsiasi mo-mento La curva di tetanizzazione egrave riferita cautelativamente alle donne per gli uomini come appena scritto avrebbe avuto valori di corrente un poco piugrave ele-vati Appena oltre 10 mA (ad es 100001 mA) si hanno due secondi di tempo per ldquosfuggirerdquo alla presa poi si resta appiccicati a 50 mA il tempo limite per lasciare la presa scende a circa 120 ms a 200 mA vale soltanto 10 ms egrave pressocheacute un attimo 6 Si tratta scusate la ripetizione di una curva corrente-tempo che a ciascun valore di corrente associa il tempo limite entro il quale egrave nulla la probabilitagrave di fibrillazione ventricolare a partire da grosso modo 40divide45 mA sotto questo limite la probabilitagrave egrave costantemente nulla nel tempo sopra egrave nulla entro un tempo massimo che decresce allrsquoaumentare della corrente (esempi a 45 mA il tempo massimo egrave circa dieci secondi a 100 mA grosso modo mezzo secondo a 500 mA vale 10 ms) 7 Nel caso della corrente continua ci si egrave riferiti al verso ascendente (ricordate il VERSO CONVENZIONALE) ndash polo positivo ai piedi negativo alle mani ndash pericoloso il doppio di quello opposto a paritagrave di probabilitagrave di fibrillazione e di tempo di percorrenza la corrispondente corrente piedi ndashmani egrave la metagrave di quella relativa al verso opposto 8 Ai percorsi mani-piedi mano sinistra-piedi mano sin-piede sin mano sin- piede des corrispondono le stesse curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco della fibrillazione ventricolare ai percorsi mano sinistra-torace e mano destra-torace competono curve di iso-probabilitagrave drsquoinnesco del fenomeno spostate a sinistra rispetto alle precedenti nel quadrante corrente ndash tempo (si tratta pertanto di percorsi piugrave pericolosi nei confronti di tale manifestazione a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco corrispondono correnti meno intense) le curve in relazione ai restanti percorsi sono invece a destra di quelle abbinate ai primi quattro a paritagrave di tempi e di probabilitagrave drsquoinnesco della fv le correnti sono piugrave elevate e i percorsi pertanto meno pericolosi

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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quando si ldquobecchirdquo la scossa da un condensatore carico a una tensione inferiore a 1kV (repetita repetita repetitahellipiuvant entro 10 ms) Le quattro zone di pericolositagrave succitate nel quadrante corrente-tempo Zona 1 Egrave quella a sinistra della curva-soglia di percezione (curva a) tempo qualsiasi ma non

inferiore a 10 ms corrente inferiore a 05 mA in questa zona abitualmente non si hanno reazioni

Zona 2 Egrave quella compresa tra la curva-soglia di percezione (curva a) e la curva di

tetanizzazione (curva b) tempo qualsiasi ma non inferiore a 10 ms per correnti nellrsquointervallo 05 divide 10 mA tempo che scende fino a 10 ms per correnti che crescono da 10 a 200 mA in questa zona si percepisce la corrente ma abitualmente non si hanno effetti fisiologicamente pericolosi

Zona 3 Egrave quella compresa tra la curva di tetanizzazione (curva b) e la curva di fibrillazione de-

scritta (curva c1) nella nota 5 in questa zona abitualmente non si manifestano danni organici i traumi che si possono presentare sono in genere reversibili tra questi lrsquoarresto cardiaco provvisorio e la fibrillazione atriale

Zona 4 Egrave quella oltre la curva di fibrillazione ventricolare ai fenomeni della zona 3 si aggiunge

la probabilitagrave che srsquoinneschi la fibrillazione ventricolare che si manifestino gravi ustioni e arresto respiratorio questa probabilitagrave cresce con la corrente e con il tempo Esempi la corrente di 100 mA non innesca la fibrillazione ventricolare se fluisce nel corpo per meno di 500 ms ha la probabilitagrave drsquoinnescarla del 5 se fluisce per grosso modo 700 ms la probabilitagrave sale al 50 se fluisce per circa 18 s etc In corrispondenza di 200 mA le stesse probabilitagrave si raggiungono con tempi minori e cosigrave via

Da tutte queste parole si capisce (spero) che un impianto elettrico dovrebbe essere protetto da dispositivi che in caso di folgorazione o di guasto che la favorisca interrompano automaticamente lrsquoalimentazione elettrica affincheacute nel corpo dellrsquoinfortunato - contingente o possibile - la corrente non fluisca per un tempo maggiore di quello dato dalla curva di tetanizzazione (curva b) ossia in modo che la corrente di unrsquoeventuale folgorazione e la sua durata non cadano nelle zone 3 e 4 La curva b dovrebbe essere adottata come curva di sicurezza per la realizzazione drsquoimpianti ai fini preventivi nei riguardi della folgorazione Dovrebbe ma cosigrave non egrave Per ragioni che non Vi spiego e che riguardano lrsquoeffetto che lrsquoadozione di tale criterio avrebbe avuto nel caso dei sistemi TN e IT ci si egrave accordati in sede normativa internazionale su di una curva intermedia alle b e c1 quindi localizzata nella zona 3 che egrave stata chiamata curva di sicurezza

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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I sistemi di protezione quindi intervenendo nei limiti della curva di sicurezza proteggono lrsquoutente di un impianto dal pericolo mortale ma non dallo shock elettrico cioegrave dallrsquoevento traumatizzante su descritto che si puograve manifestare al di sopra della curva b

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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CAPITOLO V Contatti diretti e indiretti Partiamo da alcune definizioni importanti per proseguire Massa Parte conduttrice che puograve essere toccata (anche ad es per mezzo di una scala) appartenente a un impianto elettrico non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma che puograve andarvi in caso di guasto allrsquoisolamento principale Isolamento principale9 Egrave lrsquoisolamento che separa le masse dalle parti attive al fine di prevenire la folgorazione Parte attiva Parte conduttrice appartenente a un impianto elettrico in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento sono parti attive i conduttori di fase e di neutro non egrave parte attiva il conduttore di neutro quando sia usato anche come conduttore di protezione (in questo caso detto conduttore egrave chiamato PEN) Isolamento funzionale Egrave lrsquoisolamento utilizzato per scopi funzionali Massa estranea Parte conduttrice non appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve introdurre negli ambienti di vita o di lavoro un potenziale anche pericoloso generalmente il potenziale di terra

Intervallo didascalico

Ecco nuovamente introdotto il concetto di potenziale cercherograve di spiegarlo Ho utilizzato piugrave volte quello di tensione indicandolo come indice della forza motrice che mediamente agisce sulle cariche interne al conduttore cui detta tensione egrave applicata avrei dovuto aggiungere dopo la parola indice laquoa paritagrave di certe altre condizioni tra cui la lunghezza del percorsoraquo o piugrave brevemente laquoa paritagrave di bipolo passivo che ldquosubiscerdquo tale tensioneraquo A paritagrave di bipolo passivo quindi di ldquostradardquo percorsa dalle cariche il campo elettrico interno - che agisce dinamicamente su ciascuna delle medesime in misura pari al prodotto della propria intensitagrave per il valore della carica stessa - varia (o meglio la sua intensitagrave varia) proporzionalmente alla tensione ai capi del bipolo per ogni tensione crsquoegrave una determinata distribuzione interna di campo se la tensione diventa n volte piugrave grande (o piugrave piccola) tale diviene anche lrsquointensitagrave del campo interno Lrsquoazione del campo elettrico sulle cariche egrave la forza che le muove

9 Le definizioni di massa e di isolamento principale sono esempi di definizioni impredicative ossia affette da vizio di circolaritagrave ciascuna necessita dellrsquoaltra per essere completata e cosigrave resta incompleta In altre parole per sapere che cosa sia la massa occorre conoscere il concetto di isolamento principale ma per apprendere questo egrave necessario aver chiaro quello di massa Tuttavia nonostante tale impedimento formale la sostanza dei due concetti si coglie ndash mi sembra ndash abbastanza bene e a un livello sufficiente per utilizzarli

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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La tensione tra due punti (ossia tra due sezioni trasversali) lungo lrsquoasse longitudinale di un conduttore - penso a una cordina - percorso da corrente egrave pari alla differenza tra i valori che il potenziale elettrico assume nei due punti chiamando questi A e B e indicando il potenziale in essi con rispettivamente VA e VB la tensione tra i due punti egrave (VA - VB ) e viene indicata con VAB La tensione egrave una grandezza dotata di segno infatti si ha

VAB = (VA - VB ) = - (VB ndash VA ) = - VBA

Egrave un porsquo complicato lo so A paritagrave di tensione agli estremi della cordina quella tra le sezioni A e B egrave univocamente determinata supponiamo che sia VA - VB =150 V Il potenziale invece egrave definito a meno di una costante addizionale arbitraria Quanto vale VA Non lo so Dieci cento cinquemila volt etc Egrave uguale Ma una volta stabilito che VA valga ndash che so ndash ad esempio 10937745 V il potenziale VB egrave determinato senza ambiguitagrave vale nellrsquoipotesi di quattro righe sopra 10937745-150 = 10787745 V Essendoci libertagrave di scelta del potenziale ma non delle sue variazioni spaziali a paritagrave di correnti e di resistenze (si ripassi la legge di Ohm) si assume convenzionalmente che il potenziale di terra sia zero volt Nel frangente in cui unrsquoimpianto di terra disperda corrente nel terreno (avviene ad es in caso di guasto verso massa egrave obbligatorio collegare le masse allrsquoimpianto di terra) il potenziale a mano a mano che ci si allontani dal dispersore varia secondo un andamento asintotico (tende a un valore finito con il tendere allrsquoinfinito della distanza dal dispersore) per convenzione si assume questo limite pari a 0 V il potenziale negli altri punti si determina sommando algebricamente a zero la tensione tra il punto in cui si voglia conoscere il potenziale e ldquoquello allrsquoinfinitordquo Ricapitolando il potenziale di terra egrave 0 V allrsquoinfinito in pratica a una distanza dal dispersore di 4divide5 volte la sua dimensione maggiore si ritiene ldquoraggiuntordquo lrsquoasintoto

Fine dellrsquoIntervallo didascalico Isolamento supplementare Copio dalla Norma CEI 64-8 Isolamento indipendente previsto in aggiunta allrsquoisolamento princi-pale per assicurare la protezione contro i contatti elettrici in caso di guasto dellrsquoisolamento principale Doppio isolamento Copio ancora dalla Norma CEI 64-8 Isolamento comprendente sia lrsquoisolamento principale sia lrsquoisolamento supplementare Isolamento rinforzato Copio sempre dalla Norma CEI 64-8 Sistema unico di isolamento applicato alle parti attive in grado di assicurare un grado di protezione contro i contatti elettrici equivalente al doppio isola-

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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mento nelle condizioni specificate nelle relative Norme (lrsquoespressione ldquosistema unico drsquoisolamentordquo non implica che lrsquoisolamento debba essere costituito da un pezzo omogeneo Esso puograve comprendere piugrave strati che non possono essere provati singolarmente come isolamento principale o supplementare) Dopo le definizioni passiamo alle spiegazioni Immaginiamo che ci sia un apparecchio elettrico monofase cioegrave un bipolo passivo che sia da alimentare collegandolo al conduttore di neutro e a un conduttore di fase ad es il frigorifero un apparecchio che alimentiamo elettricamente collegandolo a una presa nella nostra cucina Supponiamo inoltre che si tratti di un apparecchio di classe I (apparecchio con le parti attive isolate ai fini della sicurezza solo tramite lrsquoisolamento principale) Nella presa ci sono tre alveoli (i fori) quello centrale10 egrave collegato allrsquoimpianto di terra (tramite un conduttore di colore giallo-verde che si chiama conduttore di protezione) gli altri due sono collegati lrsquouno al neutro lrsquoaltro alla fase Per questi apparecchi esiste lrsquoobbligo di collegare la massa (che in questo caso egrave lrsquoinvolucro metallico del frigo) a terra il collegamento avviene tramite il conduttore di protezione che a sua volta egrave collegato (in cantina) al collettore (o nodo) principale di terra Questrsquoultimo egrave un elemento dellrsquoimpianto che raccoglie i conduttori di protezione principali che si diramano nellrsquoimpianto stesso raccoglie i conduttori equipotenziali di cui Vi parlerograve in seguito ed egrave collegato al dispersore di terra (insieme di picchetti o di conduttori cordati in intimo contatto con il terreno e tra loro elettricamente interconnessi vedere cap III) mediante un cavo unipolare sempre di colore giallo-verde chiamato conduttore di terra

Supponiamo che si guasti lrsquoisolamento principale e che il conduttore di fase entri in contatto con la massa Il sistema elettrico che alimenta le nostre case egrave un sistema TT ossia il neutro in cabina egrave collegato ad un proprio impianto di terra e le masse degli apparecchi nelle nostre case sono collegate allrsquoimpianto di terra locale tramite la serie conduttore di protezione - collettore principale ndash conduttore di terra ndash dispersore I due impianti di terra possono essere anche tra di loro molto distanti tuttavia li separa il terreno che egrave un conduttore Ciascun dispersore ha verso il succitato ldquopuntordquo11 a potenziale zero una propria resistenza chiamata resistenza dellrsquoimpianto di terra Il guasto parte in causa ha determinato il configurarsi di un ldquoanellordquo il conduttore di fase egrave entrato in contatto con la massa questa egrave collegata al dispersore di terra il quale egrave separato dal ldquopuntordquo a potenziale zero da un tratto di terreno che ha una propria resistenza elettrica (la indichiamo con RT) dal ldquopuntordquo a potenziale zero verso il dispersore del 10 Se aveste una presa schuko (chiamata anche tedesca) il collegamento a terra avverrebbe tramite due ldquomolletterdquo laterali collegate al conduttore di prote-zione 11 Non si tratta di un punto geometrico ndash per questo ho scritto la parola tra virgolette ndash ma di una fetta di terreno piugrave o meno ampia dove il potenziale egrave co-stante

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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neutro crsquoegrave un tratto di terreno la cui resistenza elettrica egrave quella verso terra dellrsquoimpianto dispersore del neutro (la indichiamo con RN) siamo quindi arrivati al dispersore del neutro in un attimo siamo al centro stella il punto N Tra il centro stella ed il conduttore di fase crsquoegrave uno dei tre avvolgimenti del trasformatore (si rilegga il cap III repetita iuvant) Il conduttore di fase che ldquonascerdquo allrsquouscita dellrsquoavvolgimento giunge fino alle nostre case chiudendo cosigrave lrsquoanello Questo egrave percorso da corrente alternata Tra la fase e il neutro lrsquoEnte Distributore dovrebbe garantire 230 V (la vecchia tensione di 220 V dovrebbe essere stata portata negli ultimi anni al valore di 230 V in osservanza alla Norma CEI 8-6) Ogni tratto di circuito tra cui si annoverano anche le due porzioni di terreno aventi resistenze RN ed RT egrave soggetto a una tensione pari al prodotto della sua resistenza per la corrente che lrsquoattraversa Consideriamo il tratto compreso tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero ci sono il conduttore di protezione il conduttore di terra collegato al primo per il tramite del collettore il dispersore di terra e il terreno avente resistenza RT Tutta questa serie egrave soggetta alla tensione che crsquoegrave tra la massa e il ldquopuntordquo a potenziale zero che si chiama tensione totale di terra Una persona che fosse in contatto con la massa e avesse i piedi in contatto con il terreno si troverebbe soggetta ad una tensione tanto maggiore quanto piugrave elevata fosse la distanza dei piedi dal dispersore ossia quanto piugrave elevata la vici-nanza al ldquopunto a potenziale zerordquo Se poi la persona avesse i piedi in contatto con questo ldquopuntordquo o toccasse ad esempio una conduttura idrica o del gas passante per (e in buon contatto con) tale ldquopuntordquo si troverebbe sottoposta alla tensione totale di terra Ricapitolando in parte e integrando Gli edifici di civile abitazione sono in genere alimentati mediante un sistema elettrico trifase di tipo TT Da una cabina di trasformazione MTBT (ossia Media TensioneBassa Tensione la media tensione si aggira abitualmente intorno a 12divide15 kV) trae origine una linea (abitualmente in cavo) trifase con neutro che porta alla tensione di 400 V tra fase e fase (detta tensione concatenata) e di 230 V tra fase e neutro (detta tensione stellata) lrsquoenergia elettrica a un gruppo di condominicirc (i vecchi valori di tensione 220 V e 380 V dovrebbero essere stati ormai sostituiti da questi) Nella nostra cantina o nel sottoscala arrivano quattro conduttori i tre di fase e quello di neutro Ligrave si trova il contatore di energia elettrica trifase delle parti comuni a valle del quale ci sono gli impianti della centrale termica eo dellrsquoascensore che necessitano di alimentazione mediante le tre fasi per i motori di sollevamento o di pompaggio etc ma ci sono anche lrsquoimpianto drsquoilluminazione condominiale dellrsquoantenna centralizzata citofonico e del cancello automatico che sono monofasi (ossia alimentati da una coppia fase-neutro) Ci sono inoltre i vari contatori delle utenze private gli appartamenti ma anche i locali adibiti ad attivitagrave lavorative (negozi bar autofficine etc) i contatori degli appartamenti sono monofasi salvo rare eccezioni gli altri in base al tipo di attivitagrave possono anche essere trifasi Prendiamo un appartamento tipo Da un contatore monofase partono un conduttore di fase e uno di neutro (isolati ovv) che arrivano al quadro generale dellrsquoappartamento (una precisazione lrsquoimpianto dellrsquoutente ldquonascerdquo a valle del contatore prima egrave dellrsquoEnte Distributore ndash ad es lrsquoENEL unrsquoaltra precisazione lrsquoENEL non copre tutto il territorio nazionale localmente ci sono anche altre aziende distributrici eo produttrici dellrsquoenergia elettrica come lrsquoAEM di Torino) Il quadro generale non egrave unrsquoopera drsquoarte di qualche pittore ma un aggregato di interruttori automatici eo non automatici eo prese eo spie luminose eo fusibili etc collegati allrsquoimpianto

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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noncheacute disposti ordinatamente e rigidamente in unrsquoopportuna scatola fissata a (spesso incassata in) una parete Parallelamente ai due conduttori attivi ldquoviaggiardquo il conduttore di protezione giallo-verde (repetita iuvant proveniente dal collettore ndash detto anche nodo - principale di terra) che viene distribuito a tutte le prese e al nodo equipotenziale supplementare sito allrsquoingresso della stanza da bagnodoccia (forse ne scriverograve in seguito) noncheacute agli apparecchi alimentati direttamente e non per mezzo di una presa che richiedessero il collegamento a terra (ad es certi apparecchi drsquoilluminazione o ndash che so - ventilatori a soffitto etc) Una precisazione lrsquoisolante che riveste il conduttore di neutro egrave di colore blu chiaro per il conduttore di fase la norma tecnica CEI non prescrive colori ndash insomma crsquoegrave libertagrave cromatica ndash ma egrave di alto uso lrsquoimpiego dei colori nero grigio marrone

Inseriamo altri concetti Contatto diretto Egrave quello tra la persona e una parte attiva direttamente o mediante un oggetto (cacciavite pinza etc) Contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale Una parte conduttrice appartenente allrsquoimpianto elettrico che puograve essere toccata non in tensione nelle condizioni ordinarie di funzionamento ma separata dalle parti attive

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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mediante lrsquoisolamento doppio o rinforzato non egrave una massa siccome questa egrave per definizione separata dalle parti attive solo dallrsquoisolamento principale Non egrave un gioco di parole Attenzione Non egrave un gioco di parole Egrave fondamentale riconoscere le masse dalle ldquomasse apparentirdquo appena descritte in quanto per le prime crsquoegrave lrsquoobbligo normativo (CEI 64-8) che siano collegate allrsquoimpianto di terra (tramite la serie Vi ricordo conduttore di protezione ndash collettore principale di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore) per le seconde crsquoegrave il divieto normativo (CEI 64-8) divieto avete letto bene che ivi siano collegate questo percheacute egrave piugrave frequente (quindi piugrave probabile si rilegga la definizione frequentistica di probabilitagrave a pag11)

la trasmissione alla massa di un apparecchio di un potenziale pericoloso introdotto dal conduttore di protezione a causa o di un guasto nella spina dellrsquoapparecchio stesso (la spina egrave la parte terminale del cavo che srsquoinfila nella presa per alimentare lrsquoapparecchio) o di un guasto allrsquoisolamento principale di un altro componente elettrico avente la propria massa collegata al medesimo impianto di terra

della trasmissione di un potenziale pericoloso a una ldquomassa apparenterdquo del tipo su

descritto a causa di un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato nellrsquoapparecchio di cui essa egrave parte

Riprendiamo la definizione di contatto indiretto Egrave quello tra la persona e una massa in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale o tra una persona e una ldquomassa apparenterdquo (di cui sopra) in tensione per un guasto allrsquoisolamento doppio o rinforzato Precisazione importante lrsquoespressione massa apparente non esiste nella normativa forse nemmeno nella letteratura tecnica egrave stata coniata dallrsquoautore del presente opuscolo a scopo esplicativo Statistiche Lrsquoinfortunio elettrico da contatto diretto egrave piugrave frequente di quello da contatto indiretto Il 57 (circa) degli infortuni elettrici sul lavoro egrave dovuto a contatto diretto il restante 43 (circa) a contatto indiretto La percentuale di infortuni elettrici mortali egrave invece simile nei due casi i due tipi di contatti di per seacute sono grosso modo ugualmente pericolosi Con altre parole Su 10000 persone che hanno subito sul lavoro un infortunio elettrico ndash statisticamente - 5700 hanno avuto un contatto diretto 4300 indiretto A una parte delle 5700 lrsquoinfortunio egrave costato la vita supponiamo a scopo didascalico che siano 57 cioegrave lrsquo1 (non conosco mi dispiace le percentuali reali) in tal caso le persone morte per contatto indiretto sarebbero 43 ossia sempre lrsquo1 Tirando le somme una volta toccata una parte in tensione la probabilitagrave di lasciarci le penne egrave la stessa prescinde dal tipo di contatto Ritorniamo alle spiegazioni

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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Sullrsquointroduzione del potenziale La massa estranea puograve introdurre un potenzialehellip Introdurre un potenziale non egrave come introdurre un ldquoente galleggiante nellrsquoariardquo che puograve colpire qualcuno La massa estranea egrave un corpo conduttore elettrico che collega elettricamente chiunque la tocchi con ndash ad es ndash il terreno in cantina (egrave il caso di un tubo del gas o dellrsquoacqua metallici anche se oggigiorno egrave sempre piugrave diffuso lrsquoimpiego di tubi in materiale plastico non conduttori quindi non masse estranee) oppure con ndash ad es ndash la massa del boiler (egrave il caso di una conduttura idrica me-tallica) che si trova in cucina mentre NOI siamo in bagno e afferriamo il soffione della doccia nel primo caso toccando la maestra (ossia la massa estranea detta abbreviazione non esi-ste nella normativa e nella letteratura vale solo in questo libretto) si assume il potenziale del terreno nel secondo ndash qualora un guasto allrsquoisolamento principale del boiler determini un contatto tra la fase e la massa del boiler stesso ndash anche la maestra (cioegrave il tubo che porta lrsquoacqua calda in bagno) la quale egrave in collegamento fisico metallico con questrsquoultima assume il potenziale di fase e lo trasferisce al soffione che NOI stiamo afferrando Questo significa ldquointrodurre un potenzialerdquo Esempi esempi ancora esempi importantissimi esempi In ambito domestico frigorifero con la fase che va a massa e lavastoviglie con la massa che va al neutro (in entrambi i casi per la rottura dellrsquoisolamento principale) Toccando con una mano il frigorifero e con lrsquoaltra la lavastoviglie tra lrsquoinizio del passaggio della corrente di dispersione nel conduttore di protezione del frigo e lrsquoapertura dellrsquointerruttore differenziale si egrave sottoposti ad una differenza di potenziale tra le due mani pari alla tensione di rete siccome - per il tramite delle due masse - una mano tocca la fase lrsquoaltra tocca il neutro La situazione si aggrava se i conduttori di protezione delle due apparecchiature sono interrotti o assenti in quanto la protezione fornita dallrsquointerruttore differenziale si manifesta solo in presenza di una corrente di dispersione verso terra cioegrave quando si tocca il frigorifero Cerco di spiegarmi meglio un certo signore indossa scarpe asciutte con la suola di gomma la resistenza verso terra dei suoi piedi egrave piugrave elevata - diciamo - di 10 kΩ grazie alla gomma ripeto un nostro malcapitato amico sta toccando il frigorifero e la lavastoviglie inoltre egrave in contatto col terreno (attraverso la resistenza delle sue scarpe la resistenza del pavimento noncheacute di tutto ciograve che egrave interposto tra il pavimento e il terreno) con una resistenza di almeno 10 kΩ La corrente che lo invade trasversalmente (da mano a mano) egrave pari alla tensione tra fase e neutro (230 V) diviso la resistenza elettrica (si ripassi la legge di Ohm) del suo corpo fra gli estremi dei due arti prensili Questrsquoultima dipende dalla tensione a cui egrave soggetta e a 230 V vale grosso modo 1000 Ω La corrente trasversale egrave pertanto 230 mA se lrsquoamico non si stacca dalle parti in tensione in meno di quattro decimi di secondo egrave a rischio di fibrillazione ventricolare la probabilitagrave di fibrillazione sale al 50 giagrave dopo otto decimi di secondo dal contatto La corrente longitudinale (dalla mano che tocca il frigorifero ndash cioegrave la fase - ai piedi) invece vale non piugrave di 20 mA (230 V diviso 11 kΩ ho considerato anche le resistenze delle scarpe del pavimento del corpo etc) Questo valore egrave insufficiente a causare lrsquointervento dellrsquointerruttore differenziale da 30 mA che dovrebbe essere presente nelle nostre case subito a valle del contatore Quindi o il nostro amico ha la prontezza di staccarsi in qualche decimo di secondo ohellip probabilmentehellip ci restahellip

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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Intermezzo didascalico Che cosrsquoegrave lrsquointerruttore differenziale (anche solo differenziale di qui in avanti) Egrave un dispositivo che si dovrebbe trovare nelle nostre case allrsquoorigine dellrsquoimpianto Come si puograve intuire dal nome misura una differenza (osservando il sistema da un certo punto di vista bisognerebbe parlare di somma algebrica ma lasciamo perderehellip) Come Vi ho giagrave spiegato dal contatore dellrsquoEnte Distributore (ENEL o AEM ohellip) escono due conduttori la fase e il neutro Questi entrano nel quadro generale dellrsquoappartamento dove crsquoegrave (si spera) lrsquointerruttore differenziale e poi (a valle dei dispositivi di protezione presenti nel quadro tra i quali si annovera ndash auspico ndash il nostro int diff) si diramano nellrsquoappartamento attraverso altri conduttori anche di sezione piugrave piccola In assenza di dispersioni verso terra lungo lrsquoimpianto la corrente che ldquoescerdquo12 dal quadro attraverso la fase e quella che ldquoritornardquo attraverso il neutro sono identiche la differenza egrave zero ampere in presenza di una dispersione verso terra invece tra ad es la fase e la serie massa-impianto di terra o tra la fase e la serie persona-pavimento-terreno o etc non tutta la corrente che ldquoescerdquo dal quadro grazie alla fase ldquoritornardquo attraverso il neutro una parte entra nel terreno si reca alla cabina di trasformazione e mediante lrsquoimpianto di terra del neutro raggiunge lrsquoavvolgimento secondario del trasformatore chiudendo il circuito Lrsquointerruttore misura la differenza tra la corrente di fase e quella del neutro (tale differenza egrave pari allrsquointensitagrave della corrente che ldquosfuggerdquo nel terreno) se detta misura supera il livello drsquointervento del disposi-tivo questo automaticamente apre il circuito altrimenti lascia le cose come stanno Nelle nostre case devrsquoesserci un interruttore differenziale avente livello drsquointervento pari a 30 mA che intervenga entro il tempo corrispondente sulla curva di sicurezza a detto valore Un interruttore differenziale da 30 mA o meno egrave comunemente chiamato salvavita occorre precisare che questo termine non compare nella Normativa Tecnica e nemmeno nella Legi-slazione per di piugrave trattasi di un nome commerciale si chiamano salvavita gli interruttori differenziali di una determinata Casa Costruttrice quelli delle altre Case del tutto equivalenti a questi sul piano della rispondenza alla normativa tecnica e alla legislazione non hanno detto nome sebbene anchrsquoessi siano comunemente chiamati cosigrave

Fine dellrsquointermezzo didascalico

12 Lrsquoenergia elettrica egrave fornita dallrsquoEnte Distributore in corrente alternata alla frequenza di 50 Hz Questo significa che ogni 10 ms srsquoinverte il verso delle cariche elettriche in movimento lungo i conduttori ossia se in un determinato istante queste sono in viaggio dalla fase verso il neutro 10 ms dopo saranno in viaggio dal neutro verso la fase e cosigrave via ogni 10 ms crsquoegrave lrsquoinversione per un totale di cinquanta andi-rivieni al secondo per un totale di 50 Hz Per questo motivo i verbi entra e ritorna sono scritti tra virgolette

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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Ritornando al malcapitato signore di pag 19 Se tale signore avesse i piedi nudi a paritagrave di altre condizioni paradossalmente potrebbe aver salva la vita la corrente longitudinale dispersa nel terreno dai piedi (attraverso la serie piedi-pavimento-terreno oppure ad es piedi-pavimento-tubo del gas-terreno) potrebbe ndash data la notevole riduzione della resistenza elettrica del percorso ndash superare 30 mA determinando lrsquointervento dellrsquoInt Differenziale e quindi lrsquoannullamento del passaggio di corrente nellrsquoinfortunato entro i tempi della curva di sicurezza Questrsquoesempio serve a spiegare che la folgorazione subita toccando insieme i conduttori di fase e di neutro non determina lrsquointervento del differenziale siccome la corrente di neutro eguaglia quella di fase dal punto di vista dellrsquoint diff il malcapitato che la subisse apparirebbe neacute piugrave neacute meno come una lampadina o un frigorifero o un televisore funzionanti correttamente Si tratta pertanto di un infortunio molto pericoloso

Lo stesso esempio spiega inoltre che la folgorazione tra fase e terra egrave assai meno perico-losa se la corrente egrave maggiore o uguale a 30 mA il differenziale interviene nei limiti della curva di sicurezza

Break didattico

La resistenza verso terra dei piedi scalzi a contatto con il pavimento (che si misura come se i piedi fossero lrsquoelemento dispersore - picchetto13 o corda interrata - di un impianto di terra) assume i valori minimi

2 kΩ a secco (piedi asciutti) pavimento di graniglia

05 kΩ a umido (umiditagrave fra i piedi e il piano di calpestio) su graniglia o cemento

13 Il picchetto egrave un ldquochiodordquo avente diametro (puograve avere anche sezione a croce) dellrsquoordine dei centimetri e lunghezza dellrsquoordine dei metri che viene conficcato nel terreno a suon di ldquomartellaterdquo (con una mazza) e collegato mediante conduttori di terra al collettore di terra eo ad altri picchetti eo alla corda nuda interrata

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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In tutti gli altri casi esaminati dal Normatore (pavimenti di gregraves rosso ceramica marmo-cemento marmo moquette gregraves-ceramica legno) si sono ottenuti valori piugrave grandi valore minimo a secco 3 kΩ valore minimo a umido 1 kΩ In assenza di pavimento ad es allrsquoaperto la resistenza verso terra dei piedi scalzi in contatto con il suolo puograve anche essere inferiore allrsquoohm ma generalmente i valori minimi non scendono sotto 140divide200 Ω Allrsquoaperto in un luogo di lavoro ove ci sia rischio elettrico (ad es un cantiere edile) si debbono usare idonee calzature con resistenza dellrsquoordine del megaohm in ogni caso anche le scarpe vecchie e bagnate hanno secondo il Normatore CEI resistenza di almeno 1 kΩ

In sede normativa si egrave stabilito di assumere cautelativamente 1 kΩ per la resistenza a secco 200 Ω per quella a umido (verso terra dei piedi nudi in contatto con il piano di calpestio repetita iuvant)

Il Normatore ha individuato i luoghi dove si deve considerare che la persona abbia verso terra una resistenza elettrica di 200 Ω al fine di scegliere i dispositivi automatici di protezione in modo che - in caso di guasto che introduca tensioni verso terra pericolose - essi disattivino la linea facente capo al guasto nei tempi della curva di sicurezza Questi sono cantieri edili luoghi per il ricovero degli animali negli ambienti zootecnici locali adibiti a uso medico in cui srsquoimpieghino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia assente il rischio di microshock Negli altri ambienti si considera che la resistenza sia 1000 Ω (nei locali medici con rischio di mi-croshock il valore egrave 05 MΩ ma per ora non ne scrivo preciso soltanto che ivi il percorso pericoloso cui si riferisce la resistenza non egrave ldquomani-piedirdquo ma ldquocatetere cardiaco ndash cuore - qualsiasi altra parte del corpordquo) Percheacute tutto questo Percheacute cosigrave egrave stato possibile ricavare dalla curva di sicurezza ldquocorrente ndash tempordquo due curve di sicurezza ldquotensione-tempordquo una riferita alle condizioni particolari in cui i piedi scalzi della persona hanno verso terra resistenza di 200 Ω lrsquoaltra riferita alle condizioni ordinarie dove la resistenza verso terra egrave 1000 Ω Cerco di spiegarmi meglio La curva di sicurezza ldquocorrente-tempordquo associa a ogni valore di corrente il tempo per cui essa puograve fluire nel corpo senza arrecare abitualmente danni organici (senza innescare certamente ndash certezza statistica non assoluta ndash la fibrillazione ventricolare lrsquoarresto respiratorio e gravi ustioni) esiste un livello minimo sotto il quale la corrente puograve attraversare il corpo ldquoallrsquoinfinitordquo senza produrre danni (Normatore dixit) che vale grosso modo 23 mA (lrsquoho ricavato dalla curva di sicurezza - che egrave in scala logaritmica - armato di righello carta penna noncheacute calcolatrice prendete questo valore con beneficio drsquoinventario) Da questa curva impiegando la legge di Ohm e la resistenza del corpo umano si potrebbe ricavare una curva di sicurezza ldquotensione-tempordquo che assocerebbe a ogni valore di tensione applicata al corpo il tempo per cui essa puograve permanere senza causare abitualmente danni organici (idem cs) in tal caso la curva ldquotensione-tempordquo sarebbe unica E allora percheacute le curve sono due Sono due in quanto il Normatore anzicheacute riferirsi alla sola resistenza del corpo ha considerato la serie ldquomani unite - corpo - resistenza verso terra del corpo attraverso i piedi scalzi rdquo determinando grazie alla legge di Ohm e alla curva di sicurezza corrente-tempo i tempi per cui determinati valori di tensione applicati a tale serie sono tollerati senza danni organici (idem cs) e siccome le categorie ambientali in cui la probabilitagrave di

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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folgorazione attraverso detta serie egrave maggiore che attraverso un differente percorso nel corpo sono due e si distinguono percheacute ciascuna ha una propria resistenza dei piedi nudi verso terra sono state ricavate due curve una valida in condizioni particolari (resistenza verso terra = 200 Ω) lrsquoaltra in condizioni ordinarie (res verso terra = 1 kΩ) Esaminandole si scopre che la tensione verso terra (cioegrave ndash ripeto ancora ndash tra il punto di contatto con la parte in tensione e il luogo dei punti sul terreno entro il quale si puograve ragionevolmente ritenere concentrata la resistenza verso terra della persona) tollerabile per un tempo ldquoinfinitordquo senza danni organici vale

bull 25 V in condizioni particolari

bull 50 V in condizioni ordinarie

Questo comporta che gli impianti dovrebbero essere realizzati in modo da evitare il manifestarsi in caso di guasto di tensioni verso terra piugrave elevate di 50 V in condizioni ordinarie e di 25 V in condizioni particolari Percheacute ho usato il condizionale ldquodovrebberordquo Percheacute contenere le tensioni verso terra dovute a un guasto entro questi limiti egrave improbabile per ragioni che non spiego Va da seacute che se non si riescono a contenere le tensioni pericolose si cerchi di contenere i tempi di permanenza delle medesime entro la curva di sicurezza questo si riesce a fare grazie ai moderni dispositivi di interruzione automatica dellrsquoalimentazione E se in un ambiente dove vigono le condizioni ordinarie la resistenza verso terra fosse maggiore di 1 kΩ Nessun problema Se si ricavasse una curva di sicurezza tensione-tempo riferita a queste nuove condizioni si otterrebbe una curva simile allrsquoaltra (forse uguale) nella forma ma spostata a destra rispetto a quella nella rappresentazione cartesiana si otterrebbe una curva che associa agli stessi tempi tensioni tollerabili piugrave grandi e che associa a paritagrave di tensioni tempi - per cui le stesse si possono tollerare - piugrave elevati Si avrebbe di conseguenza una tensione limite inferiore piugrave grande di 50V Analoghi risultati si otterrebbero se la corrente fluisse nel corpo lungo un percorso di resistenza maggiore di quella del tragitto mani-piedi ad esempio il tratto mano-mano la cui resistenza egrave il doppio dellrsquoaltra14 (una folgorazione tramite il percorso mano-mano-terreno avverrebbe ad es se la persona appoggiasse il palmo di una mano al pavimento e con lrsquoaltro toccasse una massa - ad es del frigo - in tensione per un guasto allrsquoisolamento principale) Ricapitolando un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di per-manenza non oltrepassino la curva di sicurezza a 1000Ω (cioegrave la curva di sicurezza e basta) egrave normativamente sicuro nei riguardi di un folgorato quando la somma della resistenza verso terra e di quella del percorso nel corpo sia non inferiore alla somma ldquoresistenza del percorso mani-piedi +1000Ωrdquo E se la somma fosse piugrave piccola ad esempio percheacute con un piede si tocca il tubo dellrsquoacqua che presenta verso terra una resistenza di poche decine di ohm Con un ragionamento analogo a quello appena esposto si ricava che la tensione limite inferiore egrave meno elevata di 50 V e che i tempi per cui le stesse tensioni si possono tollerare sono minori

14 In caso di folgorazione il percorso trasversale egrave meno rischioso di quello longitudinale anche per il fatto che al fine di avere la stessa probabilitagrave di fibrilla-zione ventricolare ci vuole una corrente 25 volte piugrave intensa

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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Identico ragionamento mutatis mutandis per gli ambienti in cui vigono le condizioni particolari Nuova ricapilazione un impianto realizzato in modo che le tensioni pericolose e i relativi tempi di permanenza non oltrepassino la curva di sicurezza specifica dellrsquoambiente in cui egrave installato egrave normativamente sicuro nei riguardi della folgorazione lungo il percorso mani-piedi a meno che non si tocchino parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico che introducano il potenziale di terra per il tramite di una resistenza inferiore al supermenzionato limite normativo (1 kΩ negli ambienti in condizioni ordinarie 200 Ω negli ambienti in condizioni particolari) Queste ldquoparti conduttrici estranee allrsquoimpianto etcrdquo sono masse estranee (ripassarne la definizione a pag 13) Per ridimensionare il rischio elettrico che la loro presenza comporta si realizza il collegamento equipotenziale principale vicino al loro punto drsquoingresso nellrsquoedificio (generalmente nelle parti comuni della cantina) collegandole tutte al collettore (o nodo) principale di terra (vedere pag 15) mediante cordine isolate di colore giallo-verde chiamate in questo caso non conduttori di protezione ma conduttori equipotenziali noncheacute connettendole allrsquoingresso di particolari ambienti quale ad es il locale servizi igienici con vasca da bagno o area doccia (in assenza di bagno o doccia il collegamento non egrave richiesto dalla normativa) a un nodo equipotenziale locale realizzando il cosiddetto collegamento equipotenziale supplementare La Norma CEI 64-8 (il testo base per la progettazione e la realizzazione degli impianti in corrente alternata a tensione non superiore a 1 kV noncheacute di quelli in corrente continua a tensione non superiore a 15 kV) richiede che al collettore principale di terra siano collegati

il conduttore (o i conduttori) di protezione che si dirama (diramano) in tutto lrsquoimpianto per essere collegato (collegati) ai morsetti di terra delle prese o alle masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete (lrsquoimpianto elettrico visto nel suo complesso a partire dalle centrali di produzione dellrsquoenergia si chiama cosigrave) quali apparecchi drsquoilluminazione condizionatori ventilatori a soffitto etc

noncheacute le seguenti masse estranee

i tubi dellrsquoacqua del gas e dellrsquoimpianto centralizzato di riscaldamento eo di condiziona-mento

le armature principali del cemento armato se praticamente possibile

lrsquoeventuale struttura metallica dellrsquoedificio

Richiede inoltre che al nodo equipotenziale supplementare siano collegati

in un locale con vasca da bagno o doccia tutte le masse estranee (se entranti o presenti nel locale) giagrave collegate al collettore principale piugrave tutte le altre parti conduttrici estranee allrsquoimp elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a mille ohm o anche con resistenza maggiore di questo limite ma estese anche al di fuori del locale (ad es una finestra metallica condivisa con altri locali)

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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in un locale a uso medico tutte le masse estranee15 interne alla zona paziente16 tutti i morsetti di terra delle prese anche se esterne a detta zona tutte le masse degli apparecchi alimentati direttamente dalla rete eo dal sistema IT-M (IT medicale)17 se presente

Il collegamento equipotenziale in caso di guasto ridimensiona le differenze di potenziale tra le masse tra le masse estranee noncheacute tra le masse e le masse estranee connesse al nodo Ho scritto ridimensiona e non annulla giaccheacute ai capi dei conduttori equipotenziali percorsi dallrsquoeventuale corrente di guasto si manifesta ndash si ripassi la legge di Ohm ndash una tensione (detta caduta di tensione) Ricapitolando parzialmente e integrando Le masse sono collegate al conduttore di protezione i vari conduttori di protezione attraverso un sistema piugrave o meno ramificato sono collegati al collettore principale di terra che a sua volta egrave collegato mediante il conduttore di terra al sistema dispersore in intimo contatto con il terreno (il terreno in cantina o nel seminiterrato o tuttrsquointorno allrsquoedificio) In questo modo le masse sono collegate a terra e in caso di guasto tra fase e massa si costituisce lrsquoanello di corrente ldquoconduttore del cavo collegato al conduttore di fase che arriva alla presa ndash massa ndash conduttore di protezione ndash collettore princ di terra ndash conduttore di terra ndash dispersore ndash terreno ndash dispersore del neutro in cabina ndash conduttore di terra ndash centro stella dellrsquoavvolgimento secondario del trasformatore ndash avvolgimento secondario del trasformatore ndash fase ndash conduttore di fase ndash punto di smistamento dellrsquoEnte Distributore ndash contatore di casa nostra ndash nostro quadro generale ndash conduttore di fase che arriva alla presa dove lrsquoapparecchio egrave collegatordquo (vedere pagg 15 19 e 20) viene cosigrave ldquosolleticatordquo lrsquointerruttore differenziale che aprendo automaticamente i propri contatti disalimenta la linea cui fa capo il guasto pericoloso In sintesi le masse sono collegate a terra affincheacute in caso di guasto tra fase e massa scatti lrsquoInt Diff E se il guasto fosse tra neutro e massa La corrente verso terra potrebbe anche non superare la sensibilitagrave dellrsquoint diff ma proprio per questa ragione le tensioni verso terra non sarebbero superiori al limite inferiore della curva di sicurezza se invece superasse la sensibilitagrave dellrsquoint questo aprirebbe il circuito quindi ldquoNo problemrdquo Lrsquointerruttore differenziale potrebbe anche essersi rotto in tal caso egrave meglio non prendere la scossa Le masse estranee potrebbero introdurre potenziali distinti determinando la presenza di differenze di potenziale anche pericolose va da seacute che si debbano collegare insieme per portarle allo stesso potenziale e lo si fa collegandole al collettore principale di terra e al nodo equipotenziale supplementare in ambienti particolari Avere masse e masse estranee collegate

15 Tra queste si annoverano anche le parti conduttrici estranee allrsquoimpianto elettrico aventi resistenza verso terra non superiore a 200 Ω nei locali medici ove si usino apparecchi elettromedicali con parti applicate ma sia escluso (e questo deve dichiararlo il responsabile medico Norma CEI 64-8 sez 710) il rischio di microshock il limite di resistenza sale a 500 kΩ quando sussista il rischio di microshock Si annoverano altresigrave le eventuali finestrature metalliche condivise con altri locali 16 Egrave la zona circostante il paziente della quale il Normatore ha dato le dimensioni e in cui ritiene sia concentrato il rischio elettrico per il paziente stesso 17 Sistema costituito da

trasformatore drsquoisolamento il cui schermo ndash se presente ndash devrsquoessere collegato al nodo eq supp estensione dei circuiti secondari limitata a un gruppo di locali ndash per contenere le capacitagrave verso terra di tali circuiti dispositivo di controllo dellrsquoisolamento collegato al nodo eq supp

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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insieme ridimensiona anche le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra una massa e una massa estranea simultaneamente raggiungibili Dulcis in fundo Lrsquoimpianto di terra devrsquoessere unico devrsquoesserci un unico collettore principale di terra collegato a un unico sistema dispersore questo per prevenire differenze di potenziale pericolose che potrebbero manifestarsi ad es tra una massa collegata a un impianto di terra e unrsquoaltra collegata a un proprio impianto di terra

Fine del break didattico

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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CAPITOLO VI Miscellanea conclusiva Venti ohm Il DPR 54755 sancisce che la resistenza di un impianto di terra negli ambienti di lavoro sia non superiore a 20 Ω Si tratta di unrsquoefficace prescrizione a favore della sicurezza Cerchiamo di scoprirlo insieme Supponiamo che in una certa Ditta

lrsquoimpianto di terra abbia resistenza pari a 15 Ω lrsquoimpianto elettrico protetto da interruttore differenziale magnetotermico18 (o da interruttore

magnetotermico e da interruttore differenziale) coordinato con lrsquoimpianto di terra sia un TT

tutte le masse e le masse estranee siano correttamente collegate allrsquoimpianto di terra Se si guastasse lrsquointerruttore differenziale la resistenza dellrsquoimpianto di terra minore di venti ohm garantirebbe la protezione contro la folgorazione Purtroppo no Vediamone il motivo Supponiamo che avvenga un guasto in un apparecchio di classe I tra fase e massa Si costituisce lrsquoanello di corrente che ho giagrave descritto (pagg 15 e 25) Trascurando per semplicitagrave di trattazione le resistenze delle linee (la sostanza del ragionamento non viene compromessa) otteniamo la corrente di guasto come rapporto fra la tensione tra fase e centro stella del secondario in cabina (230 V) e la resistenza risultante dalla somma RN + RT (rileggere pagg 4 5 e 15) La tensione totale di terra cioegrave quella che si manifesta ai capi della resistenza del nostro impianto di terra RT (ossia tra la massa ldquotensionatardquo e il ldquopuntordquo del terreno a potenziale zero) si ricava grazie alla legge di Ohm vale corrente di guasto times resistenza RT Affincheacute non sussista pericolo in caso di folgorazione occorre che detta tensione non superi 50 V (nella Ditta dellrsquoesempio non ci sono ambienti in condizioni particolari) In formule

230 RT( RN + RT) le 50

Con due passaggi si arriva a

RT le RN 50(230 ndash 50)

RT le 028 RN Concludendo affincheacute lrsquoimpianto di terra garantisca il rispetto dei limiti pericolosi di tensione in caso di guasto tra fase e massa e di mancato funzionamento dellrsquoint diff egrave necessario che abbia resistenza non superiore a grosso modo il 30 di quella dellrsquoimpianto di terra del neutro in cabina MTBT questrsquoultima egrave generalmente non superiore a un ohm Soddisfare la disuguaglianza e mantenerla nel tempo egrave per ragioni che non Vi spiego non dico impossibile ma altamente improbabile per questo motivo la resistenza di quindici ohm non garantisce nessuna sicurezza in caso di guasto tra fase e massa e mancato funzionamento dellrsquointerruttore differenziale

18 Lrsquointerruttore magnetotermico egrave un dispositivo automatico che protegge le linee rispetto alle quali egrave installato a monte dai sovraccarichi duraturi e dai cortocircuiti Lrsquointerruttore differenziale-magnetotermico esplica anche la protezione differenziale

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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Ponteggio ldquoelettricordquo Un ponteggio edile realizzato ad es per rinnovare la facciata di un palazzo egrave una massa estranea a patto che presenti verso terra resistenza non superiore a duecento ohm Nel caso sia una maestra di questo tipo occorre collegarla a terra Se ha resistenza verso terra minore di duecento ohm egrave giagrave a terra Bisogna collegarla al collettore principale di terra dellrsquoedificio qualora lrsquoimpresa ediacutele tragga dallrsquoimpianto elettrico dellrsquoedificio stesso lrsquoenergia per alimentare i propri apparecchi Se invece la si collegasse a un proprio picchetto dispersore piantato ad es nellrsquoaiuola vicina (crsquoegrave chi lrsquoha fatto) il ponteggio avrebbe resistenza verso terra ancor piugrave bassa e lungo tutta la sua estensione ci sarebbe il potenziale di terra non ldquoequipotenzializzatordquo alle masse degli apparecchi ivi impiegati (ad es trapano) toccando il ponteggio e la massa di un trapano ldquoandata in faserdquo per la rottura dellrsquoisolamento principale si ldquobeccardquo circa 230 V non egrave sicuramente una bella esperienza Glossario Microshock Folgorazione di un soggetto avente il cuore in collegamento elettrico con lrsquoesterno tramite un catetere intracardiaco in questi casi una corrente che confluisce nel cuore fuoriesce tramite il catetere la fibrillazione ventricolare puograve essere provocata da unrsquointensitagrave di corrente di alcune decine di microampere

Dalla Norma CEI 64-8

Shock elettrico Effetto patofisiologico risultante dal passaggio di una corrente elettrica attraverso il corpo umano Conduttura Insieme costituito da uno o piugrave conduttori elettrici e dagli elementi che assicurano il loro isolamento il loro supporto il loro fissaggio e la loro eventuale protezione meccanica Portata in regime permanente di una conduttura Massimo valore della corrente che puograve fluire in una conduttura in regime permanente e in determinate condizioni senza che la sua temperatura superi un valore specificato Sovracorrente Ogni corrente che supera il valore nominale Per le condutture il valore nominale egrave la portata Corrente di sovraccarico di un circuito Sovracorrente che si verifica in un circuito elettricamente sano

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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Corrente di cortocircuito (franco) Sovracorrente che si verifica in seguito a un guasto di impedenza19 trascurabile fra due punti tra i quali esiste tensione in condizioni ordinarie di esercizio

Fine del glossario

19 Finora ho parlato di resistenza elettrica nei circuiti percorsi da corrente alternata il rapporto fra la tensione e la corrente che agiscono su di un bipolo non egrave piugrave uguale solo alla resistenza il coefficiente di proporzionalitagrave fra le due grandezze si modifica in funzione sempre della resistenza ma anche di altri due pa-rametri che si chiamano induttanza e capacitagrave e prende il nome di impedenza

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) Informazioni sul CEI sono riportate nel relativo sito internet httpwwwceiuniit Fondato nel 1909 tra i primi Enti normatori al mondo il CEI egrave lEnte istituzionale riconosciuto dallo Stato Italiano e dallrsquoUnione Europea preposto alla normazione e allunificazione in Italia del settore elettrotecnico elettronico e delle telecomunicazioni La Legge italiana n 186 del 1ordm marzo 1968 ne riconosce lautoritagrave stabilendo che ldquoi materiali le macchine le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le Norme del CEI si considerano a regola darterdquo Le Norme tecniche pubblicate dal CEI stabiliscono i requisiti fondamentali che devono avere materiali macchine apparecchiature installazioni e impianti elettrici ed elettronici per rispondere alla regola della buona tecnica definendo le caratteristiche le condizioni di sicurezza di affidabilitagrave di qualitagrave e i metodi di prova che garantiscono la rispondenza dei suddetti componenti alla regola dellarte Finalitagrave istituzionale del CEI egrave la promozione e la diffusione della cultura tecnica e della sicurezza elettrica Il CEI egrave rappresentante italiano nei principali organismi di normazione e certificazione internazionali IEC (International Electrotechnical Commission) (Comitato Europeo per la Normalizzazione Elettrotecnica) etc Il CENELEC emette documenti di armonizzazione (HD) i cui contenuti tecnici devono essere introdotti nelle norme dei paesi membri della Comunitagrave Europea oppure emette norme europee (EN) che devono essere tradotte e adottate quali norme nazionali La missione del CEI quale Ente italiano di normazione super partes si finalizza nel migliorare la qualitagrave della vita e la sicurezza delle persone delle cose e dellrsquoambiente nel rispetto delle esigenze delle idee e dei diritti della collettivitagrave mediante il consenso allargato di tutte le parti coinvolte nel processo normativo Il CEI partecipa alle attivitagrave degli Enti europei ed internazionali di normazione al fine di rendere operative e di diffondere in Italia le Direttive Comunitarie Le Norme tecniche concorrono a definire la regola dellarte cioegrave quellinsieme di caratteristiche che permettono di realizzare macchine apparecchi ed impianti elettrici ed elettronici sulla base di precisi criteri di sicurezza conseguenti alla costante evoluzione tecnologica Le Norme CEI quindi contribuiscono in modo determinante a definire ciograve che le leggi in materia citano ed intendono come ldquoregola dellrsquoarterdquo La Legge 1 marzo 1968 n 186 in cui si impone che ogni apparecchiatura e impianto sia costruito a regola darte e si individua nelle Norme CEI attraverso le prescrizioni in esse contenute una rispondenza alla regola dellarte In pratica la corrispondenza a quanto prescritto dalle Norme CEI presume la conformitagrave alla regola dellarte e quindi chi dimostra di aver applicato correttamente le Norme CEI egrave esonerato dalla presentazione di prove circa il rispetto della Legge 186 altrimenti non egrave esonerato Questa presunzione di conformitagrave egrave confermata anche dalla Corte di Cassazione che in periodi differenti ma sempre con giudizio univoco si egrave pronunciata a favore di chi ha realizzato impianti secondo le Norme CEI Per operare secondo la ldquoregola dellrsquoarterdquo non egrave fatto obbligo di utilizzare detti documenti normativi tuttavia operandovi in conformitagrave cioegrave applicando rigorosamente tutte le

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio

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disposizioni in essi contenute si ha il riconoscimento nel diritto di aver rispettato la ldquoregola dellrsquoarterdquo A proposito di questi punti il Legislatore si egrave espresso anche tramite il DPR 44791 regolamento di attuazione della Legge 4690 il quale prescrive

art 5 comma 4) Nel caso in cui per i materiali e i componenti gli impianti non siano state seguite le norme tecniche per la salvaguardia della sicurezza dellrsquoUNI e del CEI lrsquoinstallatore dovragrave indicare nella dichiarazione di conformitagrave20 la norma di buona tecnica adottata

Art 5 comma 5) In tale ipotesi si considerano a regola drsquoarte i materiali componenti ed impianti per il cui uso o la cui realizzazione siano state rispettate le normative emanate dagli organismi di normalizzazione di cui allrsquoallegato II della direttiva 83189CEE se dette norme garantiscono un livello di sicurezza equivalente

Oltre alle Norme il CEI pubblica anche le Guide Non si ritiene che queste possano assumere da sole valore giuridico di regola dellarte esse hanno lo scopo di facilitare linterpretazione delle Norme di riferimento e pertanto contribuiscono specie con gli esempi a rappresentare dei possibili modi di comportamento secondo detta regola per questo pur avendo valore intrinseco normativo non possono rappresentare se non congiuntamente alle Norme di riferimento valenza giuridica di regola dellarte

20 Documento prescritto dalla Legge 4690 che lrsquoimpresa installatrice deve rilasciare al termine dei lavori di installazione o trasformazione o ampliamento o manutenzione non ordinaria di un impianto elettrico Puograve anche essere rilasciato dal responsabile di un ufficio tecnico interno in possesso dei requisiti tecnico-professionali (di cui alla L 4690 artt 2 e 3) quando i lavori siano stati eseguiti secondo le indicazioni e sotto la direzione di tale ufficio