PERICOLOSITA' DELLA CORRENTE
ELETTRICA
Normalmente, in presenza di un incidente di natura elettrica, si è abituati a far
riferimento alla tensione quale causa dei danni (infatti si leggono o si ascoltano
frasi del tipo: "... è rimasto folgorato da un a scarica a 20.000 volt"). In realtà,
anche se è dalla tensione che parte il meccanismo, quella che produce
direttamente i danni è la corrente.
Quando una corrente elettrica attraversa il corpo umano, i danni conseguenti
dipendono dal suo valore e dalla durata del fenomeno:
A) - La tetanizzazione si ha quando i muscoli rimangono contratti fino a
quando il passaggio di corrente elettrica non cessa: il soggetto può sembrare
attaccato alla parte in tensione, in quanto incapace di eseguire movimenti.
Paradossalmente può accadere che valori più elevati di tensione provochino
una violenta reazione del muscolo, tale da allontanare la persona dalla parte in
tensione.
B) - Per correnti più alte può intervenire l'arresto della respirazione.
C) - Il cuore funziona grazie a stimoli elettrici, pertanto una corrente elettrica
esterna può alterare il suo funzionamento fino alla fibrillazione ventricolare.
D) - La corrente elettrica, per effetto Joule, riscalda le parti attraversate. Si
possono, quindi, avere ustioni.
In figura sono rappresentate, in base
al valore della corrente (espresso in
mA - milliampere) e alla durata del
fenomeno (in secondi), quattro zone
di pericolosità, per una frequenza
compresa tra i 15 e i 100 Hz:
- zona 1 - al di sotto di 0,5 mA la
corrente elettrica non viene percepita
(si tenga presente che una piccola
lampada da 15 watt assorbe circa 70
mA);
- zona 2 - la corrente elettrica viene
percepita senza effetti dannosi;
- zona 3 - si possono avere tetanizzazione e disturbi reversibili al cuore,
aumento della pressione sanguigna, difficoltà di respirazione;
- zona 4 - si può arrivare alla fibrillazione ventricolare e alle ustioni.
Da un punto di vista circuitale il corpo umano può essere rappresentato tramite
quattro resistenze (quadripolo equivalente ad una persona):
Per gli effetti sul cuore bisogna tener conto anche del percorso della corrente.
Ad esempio, tra i più pericolosi, abbiamo i percorsi mano sinistra-torace, mano
destra-torace, mani-piedi.
SOCCORSI D'URGENZA
Il valore della corrente elettrica dipende anche dalla resistenza che il corpo
umano oppone. Questa diminuisce con pelle umida o in presenza di ferite,
aumentando la pressione del contatto e aumentando la superficie di contatto.
La resistenza aumenta, invece, in presenza di zone callose.
Si possono ritenere come livelli di sicurezza i 25 volt in corrente alternata e i
60 volt in corrente continua.
Correnti ad alta frequenza (f>>50 Hz) sono meno pericolose di quelle a 50
Hz.
ing. Vito Barone
ANOMALIE ELETTRICHE
BLACK OUT
E' la mancanza totale di tensione. Se la causa è interna a un
appartamento dotato di impianto elettrico realizzato a regola d'arte, ci si
trova in presenza dell'intervento o della protezione differenziale o di
quella magnetotermica.
SOTTOTENSIONE
E' una riduzione, più o meno breve, della tensione. Può essere causata
dall'eccessivo assorbimento di corrente e quindi dalla conseguente
caduta di tensione nei cavi di alimentazione. Bisogna considerare, ad
esempio, la corrente di spunto dei motori elettrici: durante l'avviamento, l'assorbimento di corrente
è sensibilmente superiore a quello che si ha a regime.
RUMORE
La tensione di alimentazione e quindi la corrente devono avere una
forma perfettamente sinusoidale. A volte interferenze elettromagnetiche
possono modificare in modo più o meno rilevante questa forma.
PICCO DI TENSIONE
E' un aumento repentino e di breve durata della tensione di
alimentazione. Può verificarsi, ad esempio, a causa di un fulmine caduto
nelle vicinanze della rete elettrica.
SOVRATENSIONE
E' un aumento, più o meno breve, della tensione. Ogni componente
elettrico possiede una tolleranza, diversa da caso a caso, a questo tipo di
variazione. I danni, pertanto, possono essere anche immediati. In ogni
caso sovratensioni ripetute risultano dannose per quasi tutti gli utilizzatori elettrici.
ISOLAMENTO, MASSA, CONTATTI
TIPI DI ISOLAMENTO
L'isolamento elettrico impedisce che le parti in tensione vengano in contatto
con altre parti conduttrici. L'isolamento principale è quello strettamente
necessario per difederci dalle folgorazioni.
Per aumentare il livello di sicurezza si può aggiungere un isolamento
supplementare, che ci protegga anche in caso di cedimento di quello principale,
ottenendo il doppio isolamento.
Se l'isolamento è unico ma ha lo stesso grado di sicurezza del doppio, siamo in
presenza dell'isolamento rinforzato.
MASSA
E' definita massa una qualunque parte metallica facente parte dell'impianto
elettrico e normalmente non in tensione, ma che si può trovare in tensione a
causa del cedimento dell'isolamento principale. Una massa è, ad esempio, la
carcassa della lavatrice.
Se la parte metallica è separata dalle parti in tensione da un isolamento doppio
o rinforzato, non è una massa.
CONTATTI DIRETTI E INDIRETTI
Uno dei pericoli più comuni nell'utilizzo di apparecchiature elettriche è quello di
entrare in contatto con parti in tensione con conseguente passaggio di corrente
attraverso il corpo umano (vedere Pericolosità della corrente elettrica).
Esistono due tipi di contatto e questa distinzione è fondamentale poichè le
misure di protezione sono diverse, anche se agiscono tutte in uno dei due modi
possibili: riduzione del valore della corrente o riduzione del tempo in cui
attraversa il corpo umano.
Si ha contatto diretto toccando una parte dell'impianto normalmente in
tensione. E', ad esempio, contatto diretto quello con il conduttore di un cavo
elettrico, quello con l'attacco di una lampadina mentre la si avvita o quello con
un cacciavite infilato nell'alveolo di una presa di corrente.
Si ha contatto indiretto toccando una massa in presenza del cedimento
dell'isolamento principale, indipendentemente dal collegamento o meno a
terra.
CATEGORIE DEI SISTEMI ELETTRICI
TENSIONE
CATEGORIA
corrente alternata
corrente continua non ondulata
0
minore di 50 volt
minore di 120 volt
I
da 50 volt (compresi) a 1000 volt
da 120 volt (compresi) a 1500 volt
II
da 1000 volt (compresi) a 30000 volt da 1500 volt (compresi) a 30000 volt
III
maggiore di 30000 volt
maggiore di 30000 volt
SISTEMI TT e TN
Si ha un sistema TT quando l'impianto elettrico è alimentato direttamente in
bassa tensione (230 V) dall'Enel, come nelle nostre abitazioni.
Le linee ad alta tensione, grazie a una cabina di trasformazione, diventano
linee in media tensione e, infine, mediante un'ulteriore cabina nelle vicinanze
degli edifici da alimentare, si arriva alla bassa tensione.
In un sistema TT l'impianto di terra della cabina Enel che trasforma la media
tensione in bassa tensione (MT/BT) è diverso dall'impianto di terra dell'edificio
alimentato. In caso di guasto a terra nell'edificio, la corrente attraversa
l'impianto di terra, quindi il terreno per tornare alla cabina Enel chiudendo il
circuito di guasto.
In un sistema TN, solitamente presente negli impianti industriali, la cabina di
trasformazione non è dell'Enel, ma è parte integrante dell'impianto stesso e
l'impianto di terra è unico.
Il guasto a terra può in questo caso assumere tutte le caratteristiche di un
cortocircuito.
Se come conduttore di protezione si usa il neutro (PEN), si ha il sistema TN-C,
in caso di conduttori distinti (PE e N) si ha il sistema TN-S.
LA LUCE
Tutti noi siamo perennemente immersi nelle radiazioni elettromagnetiche
che hanno un andamento simile a quello mostrato in figura e dovute a raggi
cosmici, emissioni radioattive, telecomunicazioni, ecc.
Queste onde sono caratterizzate dal periodo ovvero dalla lunghezza d'onda,
misurata in nanometri. Un nanometro (nm) equivale a un miliardesimo di
metro.
La luce è anch'essa composta da onde elettromagnetiche e al variare della
lunghezza d'onda varia il colore percepito. Le onde visibili sono quelle
comprese tra i 380 e i 780 nanometri, cioè tra il violetto e il rosso, passando
per azzurro, verde, gialloverde (intorno ai 550 nanometri, dove la sensibilità
dell'occhio umano è massima), giallo e arancio. Al di sotto dei 380 nm si ha la
luce ultravioletta e al di sopra dei 780 nm quella infrarossa.
Si ha una luce monocromatica quando la sua composizione è data
esclusivamente da onde elettromagnetiche di uguale lunghezza d'onda.
Normalmente, invece, la luce che percepiamo comprende varie lunghezze
d'onda e, in particolare, quella del sole comprende tutta la gamma di
lunghezze d'onda visibili.
Un oggetto, che non emette luce propria, appare di un certo colore perchè
riflette quelle determinate radiazioni luminose. Risulta ovvio che tali radiazioni
devono essere presenti per essere riflesse e quindi per una una buona
illuminazione devono
evono essere presenti tutte le lunghezze d'onda visibili.
Nel valutare l'emissione di sorgenti luminose viene presa in considerazione
anche la temperatura di colore,
colore misurata in gradi kelvin (K). Bassi valori
della temperatura di colore corrispondono a tonalità
tonalità calde e viceversa alti
valori corrispondono a tonalità fredde. Ad esempio una luce bianca calda per
interni si aggira sui 3000 K e una luce bianca per grandi magazzini si aggira sui
4000 K. La luce diurna supera i 5000 K.
I FULMINI
Consideriamo due corpi conduttori vicini e con cariche di segno opposto. Se tra
i due corpi è presente materiale isolante,, le cariche, pur attraendosi, non
possono incontrarsi.
Ma ogni materiale
ateriale isolante possiede un limite. Se le cariche aumentano,
aumenta anche il loro effetto, ovvero la differenza di potenziale tra i due corpi,
ed esse finiscono col perforare l'isolante.
Questo meccanismo
canismo si verifica, durante i temporali, tra nuvole (normalmente
nembi o cumuli distanti tra i 300 e i 1000 metri dal suolo) e terra,
terra con l'aria
come materiale isolante interposto. In circa l'85% dei casi sono le cariche
negative a portarsi nella parte inferiore
inferiore delle nuvole e a richiamare quelle
positive sulla superficie terrestre (induzione
(
elettrostatica).
Se la differenza di potenziale tra nuvola
ola e terra supera un
valore compreso tra gli 80 milioni e il miliardo di volt,
l'aria viene perforata dalle cariche elettriche e si ha il
fulmine, con una corrente che ha un valore medio di
10000 ampere e un valore limite pari a 200000 ampere.
Un fulmine potrebbe alimentare una lampada da 100 Watt
per tre mesi.
La perforazione non è istantanea. Dalla nuvola parte una scarica iniziale (detta
"scarica pilota" o "scarica leader") non visibile, che procede a scatti con una
velocità di 100 chilometri al secondo. Dalla terra parte una scarica di segno
opposto, detta di richiamo. Al momento dell'incontro tra le due scariche si ha il
fulmine, una scarica finale chiamata scarica di ritorno.
La corrente raggiunge il picco massimo in un tempo brevissimo pari
a qualche microsecondo, mentre globalmente il fenomeno può
durare tra qualche decina e qualche centinaia di microsecondi.
Al suo interno il fulmine può sviluppare una temperatura di 15000
°C. Il calore espande l'aria ed è questa espansione che provoca il tipico rumore
del fulmine, ovvero il tuono. Poichè il suono si propaga a 340 metri al
secondo, mentre la luce a 300000 chilometri al secondo, si ha una differenza
tra la visione del fulmine (lampo) e la percezione del tuono, che è tanto più
rilevante, quanto più lontano si è avuta la scarica elettrica.
Per calcolare la distanza in metri tra noi e il fulmine, basta moltiplicare per 340 i secondi che
passano tra il lampo e il tuono.
Tra tutti i possibili percorsi, il fulmine probabilmente seguirà quello più breve o
comunque quello che offre un minore impedimento al passaggio della scarica
elettrica.
Sulla Terra si hanno 16 milioni di temporali all'anno ovvero circa 44 mila al
giorno, con la caduta di 100 fulmini al secondo. Mediamente, in Italia, il
numero di fulmini per chilometro quadrato in un anno (Nt) risulta pari a due.
Ma non tutte le zone sono interessata allo stesso modo dal fenomeno. La
figura, puramente indicativa, evidenzia le differenze.
ROSSO - Nt = 4 VERDE - Nt = 2.5 BLU - Nt = 1.5
(La cartografia rappresentante il numero di fulmini all'anno per kmq sul
territorio Italiano - gratuita quella del 1995 utilizzata come esempio - è
presente nel sito del SIRF).
L'estate è la stagione che vede il maggior numero di temporali. Rimane però
da precisare che cinque fulmini su sei si scaricano dentro la nuvola stessa.
Secondo i ricercatori un fulmine può entrare nel corpo umano attraverso le
aperture del cranio, cioè occhi, orecchie, naso e bocca e si scarica a terra dopo
aver percorso il sangue e il sistema nervoso. Come conseguenza più probabile
si ha l'arresto del cuore e dei polmoni, ma mentre il primo può riprende a
battere autonomamente, i polmoni hanno bisogno della respirazione bocca a
bocca. Per cui la morte può giungere per soffocamento. Sembra che con un
adeguato soccorso il 70% delle persone colpite da un fulmine può sopravvivere
senza danni.
FULMINI PARTICOLARI
Da un pò di tempo si stanno studiando strani fulmini che invece di
propagarsi verso terra, si propagano dalle nubi verso l'alto: sono i
"red sprite" e i "blue jet". Altro fulmine particolare è quello chiamato
"positivo" che, pur propagandosi come quelli normali (negativi) verso terra,
sembra possegga un'energia nettamente superiore che gli permette di durare
anche fino a dieci volte più a lungo. Infine si possono segnalare i "fulmini
globulari", che sembra possano manifestarsi anche in presenza di cielo
sereno.
NORMATIVA
NORME CEI
Gli impianti elettrici vanno eseguiti a regola d'arte e per raggiungere questo
obiettivo le imprese installatrici devono seguire quanto stabilito nelle norme
CEI - Comitato Elettrotecnico Italiano.
La Legge italiana n. 186 del 1º marzo 1968 ne riconosce l'autorità stabilendo che “i materiali,
le macchine, le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici, realizzati secondo le Norme
del CEI si considerano a regola d'arte”.
L'elenco dettagliato delle norme CEI è ovviamente presente sul sito del
Comitato Elettrotecnico Italiano, ove è possibile anche l'acquisto. A titolo
puramente indicativo si riporta il seguente elenco parziale:
CEI 0-1 - Adozione di nuove norme come base per la certificazione dei
prodotti nei paesi membri del CENELEC
CEI 0-2 - Guida per la definizione della documentazione di progetto degli
impianti elettrici
CEI 0-3 - Legge 46/90. Guida per la compilazione della dichiarazione di
conformità e relativi allegati
CEI 0-4/1 - Documenti CEI normativi e non normativi
CEI 0-5 - Dichiarazione CE di conformità. Guida all’applicazione delle
Direttive Nuovo Approccio e della Direttiva Bassa Tensione
(Memorandum CENELEC N°3)
CEI 0-6 - Qualificazione delle imprese di installazione di impianti elettrici
CEI 0-10 - Guida alla manutenzione degli impianti elettrici
CEI 0-11 - Guida alla gestione in qualità delle misure per la verifica degli
impianti elettrici ai fini della sicurezza
CEI 0-13 - Protezione contro i contatti elettrici - Aspetti comuni per gli
impianti e le apparecchiature
CEI 0-14 - Guida all'applicazione del DPR 462/01 relativo alla
semplificazione del procedimento per la denuncia di installazioni e
dispositivi di protezione contro le scariche atmosferiche, di dispositivi di
messa a terra degli impianti elettrici e di impianti elettrici pericolosi
CEI 0-15 - Manutenzione delle cabine elettriche MT/BT dei clienti/utenti
finali
CEI 64 - Effetti della corrente attraverso il corpo umano
CEI 64-7 - Impianti elettrici di illuminazione pubblica
CEI 64-8 - Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non
superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente
continua
CEI 64-11 - Impianti elettrici nei mobili
CEI 64-12 - Guida per l'esecuzione dell'impianto di terra negli edifici per
uso residenziale e terziario
CEI 64-14 - Guida alle verifiche degli impianti elettrici utilizzatori
CEI 64-15 - Impianti elettrici negli edifici pregevoli per rilevanza storica
e/o artistica
CEI 64-16 - Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non
superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua.
Protezione contro le interferenze elettromagnetiche (EMI) negli impianti
elettrici
CEI 64-17 - Guida all'esecuzione degli impianti elettrici nei cantieri
CEI 64-50 - Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per
l'integrazione degli impianti elettrici utilizzatori e per la predisposizione di
impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negli edifici Criteri
generali
CEI 64-51 - Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per
l'integrazione degli impianti elettrici utilizzatori e per la predisposizione di
impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negli edifici Criteri
particolari per centri commerciali
CEI 64-52 - Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per
l'integrazione degli impianti elettrici utilizzatori e per la predisposizione di
impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negli edifici Criteri
particolari per edifici scolastici
CEI 64-53 - Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per
l'integrazione degli impianti elettrici utilizzatori e per la predisposizione di
impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negli edifici Criteri
particolari per edifici ad uso prevalentemente residenziale
CEI 64-54 - Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per
l'integrazione degli impianti elettrici utilizzatori e per la predisposizione di
impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negli edifici Criteri
particolari per locali di pubblico spettacolo
CEI 64-55 - Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per
l'integrazione degli impianti elettrici utilizzatori e per la predisposizione di
impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negli edifici Criteri
particolari per strutture alberghiere
CEI 64-56 - Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per
l'integrazione degli impianti elettrici utilizzatori e per la predisposizione di
impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negli edifici Criteri
particolari per locali ad uso medico
CEI 64-57 - Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per
l'integrazione degli impianti elettrici utilizzatori e per la predisposizione di
impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negli edifici Impianti di
piccola produzione distribuita
CEI 64-100/1 - Edilizia residenziale. Guida per la predisposizione delle
infrastrutture per gli impianti elettrici, elettronici e per le comunicazioni
CEI 81-1 - Protezione delle strutture contro i fulmini
CEI 81-3 - Valori medi del numero dei fulmini a terra per anno e per
chilometro quadrato dei Comuni d’Italia, in ordine alfabetico
CEI 81-4 - Protezione delle strutture contro i fulmini. Valutazione del
rischio dovuto al fulmine
Per gli impianti elettrici da installare in edifici per civile abitazione bisogna tener conto, in
primo luogo, della Norma CEI 64-8
LEGGE 46/90
La legge n.46 del 1990 "Norme per la sicurezza degli impianti" e il relativo
regolamento di attuazione del 1991 hanno posto in maggior rilievo i problemi
riguardanti gli impianti tecnologici.
Alcuni obblighi introdotti dalla legge sono i seguenti:
- i lavori devono essere affidati a imprese abilitate;
- le imprese installatrici devono avere un responsabile con idonei requisiti
tecnico-professionali;
- l'impresa, terminati i lavori, deve rilasciare una dichiarazione di
conformità alla regola d'arte;
- gli impianti che superano determinati limiti, devono essere progettati da un
professionista iscritto all'albo.
Il sindaco, per rilasciare il certificato di abitabilità, deve acquisire la
dichiarazione di conformità.
DM 37/08
Decreto - 22 gennaio 2008 - n.37 - Regolamento concernente l'attuazione
dell'articolo 11-quaterdecies, comma 13, lettera a) della legge n.248 del 2
dicembre 2005, recante riordino delle disposizioni in materia di attività di
installazione degli impianti all'interno degli edifici.
Sono abrogati:
- gli articoli da 107 a 121 del DPR 380/01;
- il DPR 447/91 e la legge 46/90 a eccezione degli articoli 8 (Finanziamento
dell'attività di normazione tecnica); 14 (Verifiche); 16 (Sanzioni) con sanzioni
raddoppiate.
ALTRE NORME
DPR n.547 del 1955 - "Norme per la prevenzione degli infortuni sul lavoro"
Legge n.186 del 1968 - "Disposizioni concernenti la produzione di materiali,
apparecchiature, macchinari, installazioni e impianti elettrici ed elettronici"
Legge n.791 del 1977 - "Attuazione della direttiva del Consiglio delle
Comunità Europee relativa alle garanzie di sicurezza che deve possedere il
materiale elettrico destinato ad essere utilizzato entro alcuni limiti di tensione"
Decreto Legislativo n.626 del 1994 - riguardante il miglioramento della
sicurezza e della salute dei lavoratori sul luogo di lavoro
