Sicurezza degli Impianti Elettrici

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1 FACOLTÁ DI INGEGNERIA UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DI ROMA TOR VERGATA Sicurezza degli Impianti Elettrici Prof. Dott. Ing. Roberto Mugavero tel/fax

2 Definizione di Impianto Elettrico Un Impianto elettrico è definito come l insieme delle costruzioni e delle installazioni destinate ad una o più delle seguenti funzioni: produzione conversione trasformazione regolazione smistamento trasporto distribuzione ed utilizzazione

3 Rischio Elettrico La molteplicità delle apparecchiature e condizioni di impiego possono essere origine di diversi fattori di rischio elettrico tra cui: passaggio di corrente elettrica pericolosa per il corpo umano (ELETTROCUZIONE); elevate temperature o archi elettrici che possono provocare incendi o ustioni.

4 Rischio Elettrico Per garantire l uso sicuro delle apparecchiature elettriche e degli impianti è necessaria la presenza di sistemi e dispositivi di protezione contro: contatti diretti; contatti indiretti; effetti termici; sovracorrenti e sovratensioni.

5 Teoria e componenti di un Impianto Elettrico TENSIONE CORRENTE, CIRCUITI ELETTRICI La circolazione di corrente elettrica avviene collegando due punti a differente potenziale elettrico (TENSIONE). Il collegamento dei due punti crea un circuito elettrico chiuso. Il circuito elettrico è composto da cavi di differente resistenza elettrica. La quantità di corrente trasportata sarà tanto maggiore quanto minore sarà la resistenza del circuito elettrico. A parità di differenza di potenziale si avranno correnti diverse in circuiti differenti. LEGGE di OHM : V = R x i

6 Classificazione dei Sistemi Elettrici Si definisce Sistema Elettrico la parte di un impianto elettrico costituita dall insieme delle apparecchiature, delle macchine, delle sbarre e delle linee aventi una determinata tensione nominale. In base al valore di quest ultima i sistemi elettrici sono classificati in sistemi di: CATEGORIA 0: tensione nominale di 50 V c.a 75 Vc.c; CATEGORIA 1: tensione nominale da 51 V a 1000 V c.a. e da 76 a 1500 c.c; CATEGORIA 2: tensione nominale da 1001 V a 30 kv c.a e da 1501 V a 30 kv c.c; CATEGORIA 3: tensione nominale >di 30 kv sia in c.a che c.c.

7 Componenti di un Impianto Elettrico Un impianto elettrico è costituito dai seguenti componenti principali: Quadro elettrico Tubi e cavi Prese a spina Apparecchi di manovra e comando Lampade Sistemi e Apparecchi di Protezione

8 Il Quadro elettrico In ogni impianto elettrico, a valle del contatore, si trova un quadro di distribuzione costituito da materiale plastico autoestinguente a doppio isolamento, nel caso di piccole dimensioni, e da materiale metallico negli altri casi. Nel quadro elettrico vi sono degli interruttori che hanno principalmente due funzioni: protezione; sezionamento.

9 Tubi e Cavi I tubi servono per proteggere meccanicamente i cavi elettrici e possono essere posati a vista, sotto intonaco o sotto pavimento. Possono essere di tipo flessibile in Polivinile, di tipo rigido in PVC, o in acciaio zincato. I cavi servono per raggiungere con la corrente elettrica i vari punti dell impianto. Nei cavi si possono distinguere i seguenti componenti: Conduttore (la parte metallica percorsa da corrente); Isolante (parte che circonda il conduttore in PVC o gomma); Anima (insieme di conduttore e isolante); Guaina (rivestimento protettivo esterno).

10 Tubi e Cavi I cavi sono contraddistinti da un idoneo colore: GIALLO-VERDE per la terra BLU CHIARO per il neutro DIVERSI COLORI per la fase I cavi possono essere classificati in funzione del comportamento nei confronti del fuoco: non propaganti fiamma; non propaganti l incendio; non propaganti l incendio e a ridotta emissione di fumo e gas tossici, resistenti al fuoco e per ambienti ad elevate temperature.

11 Tubi e Cavi I cavi sono contraddistinti da una tensione di isolamento indicata da due parametri: Uo= indica la tensione massima che l isolamento del cavo può sopportare verso terra U = indica la tensione massima che l isolamento può sopportare rispetto ad un cavo a stretto contatto

12 Prese - Spine Sul mercato sono presenti differenti tipologie di prese a spina, in funzione della massima intensità di corrente da cui una presa può essere attraversata, cui equivale una certa potenza massima che può sopportare. Per evitare contatti accidentali con le parti in tensione sono da preferire prese con alveoli protetti, che si aprono solo inserendo la giusta spina.

13 Tipologie di Prese

14 Tipologie di Spine

15 Apparecchi di Comando Gli apparecchi di comando sono quegli organi di un circuito elettrico che consentono di aprire o chiudere un circuito o di isolare parte dello stesso. Tali apparecchi si dividono essenzialmente in: interruttori = servono per stabilire o interrompere la corrente di esercizio in qualunque condizione di carico o di eventuale sovraccarico. sezionatori = devono essere manovrati a vuoto e servono per avere un ampia interruzione della continuità dei conduttori e vengono impiegati generalmente in sistemi elettrici di seconda e terza categoria.

16 Lampade In una buona illuminazione devono essere presenti tutte le lunghezze d onda visibili. Per le lampade esiste l INDICE di RESA CROMATICA (IRC) che indica la bontà dell illuminazione e ha un valore massimo di 100. Per le sorgenti luminose si prende in considerazione anche la temperatura di colore misurata in gradi Kelvin.

17 Tipi di Lampade

18 Sistemi e Apparecchi di Protezione Servono per limitare gli effetti dannosi per l integrità del sistema; per la sicurezza delle persone in caso di eventuali anomalie dell impianto elettrico.

19 Tipologie di Rischi Elettrici I principali rischi connessi all utilizzo di corrente elettrica sono essenzialmente: l elettrocuzione (scossa): consiste nell attraversamento del corpo umano da parte della corrente elettrica. Affinché si possa verificare tale passaggio la corrente deve avere un punto di entrata e un punto di uscita; incendio a seguito di corto circuito: è dovuto ad un anomalia dell impianto elettrico (corto circuito, arco elettrico, sovraccarico).

20 L Elettrocuzione Può avvenire per: contatto diretto: contatto con una parte normalmente in tensione dell impianto elettrico, o contatto con entrambe le mani dei due poli della corrente; contatto indiretto: avviene quando si entra in contatto con parti metalliche normalmente non in tensione ma che si trovano in questo stato a causa di un guasto.

21 L Elettrocuzione arco elettrico: si evidenzia in caso di guasto o di manovre su apparecchiature elettriche e si manifesta come una sorgente intensa e concentrata di calore con emissione di gas e vapori tossici, particelle incandescenti e radiazioni.

22 Effetti sul Corpo Umano Provocati dalla Corrente Elettrica Gli effetti provocati dal passaggio della corrente elettrica sul corpo umano sono: Tetanizzazione; Arresto della Respirazione; Fibrillazione Ventricolare; Ustioni.

23 Effetti sul Corpo Umano Provocati dalla Corrente Elettrica La gravità degli effetti è funzione dei seguenti parametri: l intensità della corrente, la durata del contatto; la frequenza della corrente, il percorso della corrente nel corpo umano. Per una tensione applicata l intensità di corrente dipende dalla resistenza di contatto e dal percorso.

24 Tetanizzazione La corrente elettrica attraversante il corpo umano, con determinati livelli d intensità, provoca indesiderate ed incontrollabili contrazioni muscolari. Ad esempio: il contatto di un elemento in tensione con il palmo della mano ne determina la chiusura e quindi l impossibilità di eliminare il contatto.

25 Arresto della Respirazione Per la stessa ragione che determina la tetanizzazione dei muscoli, la corrente elettrica impedisce la respirazione non consentendo ai muscoli intercostali ed al diaframma di espandere la cassa toracica. Il soggetto colpito muore per asfissia se non si elimina la causa della contrazione e non si pratica la respirazione assistita.

26 Fibrillazione Ventricolare Anche il cuore, il cui funzionamento è comandato da impulsi elettrici, subisce, al passaggio di corrente elettrica, variazioni rispetto al normale funzionamento. Tale alterazione causa la mancata ossigenazione di tessuti ed in particolare del cervello il quale non può resistere più di 3-4 minuti senza ossigeno, senza subire danni permanenti. Anche in questo caso l infortunato necessita di un tempestivo massaggio cardiaco

27 Ustioni Le ustioni sono determinate dallo sviluppo di calore per effetto Joule durante l attraversamento della corrente elettrica, pertanto sono tanto maggiori quanto maggiore è la resistenza del corpo. Generalmente, le ustioni sono localizzate nei punti di ingresso ed uscita, poiché la pelle offre maggiore resistenza. La gravità delle ustioni sono funzione dell intensità di corrente e della durata del fenomeno.

28 Principali Controlli a Vista di un Impianto I principali controlli da effettuare a vista su un impianto elettrico sono: Accertamento dell esecuzione completa e funzionante di tutti gli impianti al progetto; Controllo dello stato degli isolanti e degli involucri; Controllo dell efficienza delle barriere di protezione nei luoghi il cui accesso è riservato a personale addestrato;

29 Principali Controlli a Vista di un Impianto Accertamento della qualità dei materiali e degli apparecchi, Verifica dei contrassegni di identificazione dei marchi e delle certificazioni; Verifica dei gradi di protezione degli involucri; Controllo dell integrità dell impianto di messa a terra; Controllo dei provvedimenti di sicurezza nei bagni, Verifica dei tracciati per le condutture incassate;

30 Principali Controlli a Vista di un Impianto Idoneità delle connessioni dei conduttori e degli apparecchi, Controllo delle sezioni minime e dei colori distintivi dei conduttori; Verifica degli apparecchi per il comando e l arresto di emergenza.

31 La Segnaletica di Sicurezza La Segnaletica di Sicurezza non sostituisce in nessun caso le misure di protezione e prevenzione. Occorre fare ricorso alla segnaletica di sicurezza allo scopo di: Limitare i pericoli per le persone esposte (cartelli di avvertimento simboli indicazioni di pericolo); Vietare comportamenti pericolosi (cartelli di divieto);

32 La Segnaletica di Sicurezza Prescrivere comportamenti necessari (cartelli di prescrizione); Fornire indicazioni di soccorso, di salvataggio e di prevenzione (cartelli di salvataggio, di prevenzione incendi e di primo soccorso). Secondo l All. 1 del D lgs n. 493/96 è necessario utilizzare i colori di sicurezza e di contrasto della seguente tabella:

33 La Segnaletica di Sicurezza

34 La Segnaletica di Sicurezza Nell All. 2 del D lgs n. 493/96 sono indicati i cartelli da utilizzare. I segnali devono rispettare determinate dimensioni secondo la formula seguente: A L/2000 Dove: A = Superficie del segnale espressa in m 2 ; L = Distanza in metri a cui il segnale deve essere riconoscibile.

35 Ciclo di Vita di un Dispositivo o di un Impianto La caratterizzazione del ciclo di vita avviene mediante l analisi del costo del ciclo di vita (LCC, Life Cycle Cost) che è costituita da un analisi tecnico-economica della vita del bene, la quale evidenzia i costi presunti di tutte le fasi del ciclo di vita stesso. Dal punto di vista operativo l azione conseguente all analisi del costo del ciclo di vita è costituita dalla formulazione di un apposito budget di spesa per le operazioni di manutenzione.

36 Ciclo di Vita di un Dispositivo o di un Impianto Il Ciclo di Vita di un Impianto Elettrico può essere suddiviso in 4 fasi: Progettazione; Installazione; Vita utile, Fine vita utile.

37 Fase di Progettazione La progettazione di un opera è la fase durante la quale il Progettista cura la realizzazione del progetto dell'opera rispettando le prescrizioni di Legge e Normative applicabili al caso specifico. La progettazione è articolata su tre livelli: 1. progettazione preliminare: stabilisce i profili e le caratteristiche più significative degli elaborati dei successivi livelli di progettazione, in funzione delle dimensioni economiche e della tipologia e categoria dell intervento;

38 Fase di Progettazione 2. progettazione definitiva: è redatto sulla base delle indicazioni del progetto preliminare e contiene tutti gli elementi necessari a descrivere i criteri utilizzati per le scelte progettuali, le caratteristiche prestazionali e descrittive dei materiali prescelti, nonché i criteri di progettazione delle strutture e degli impianti, in particolare per quanto riguarda la sicurezza, la funzionalità e l'economia di gestione.

39 Fase di Progettazione 3. progettazione esecutiva: costituisce la ingegnerizzazione di tutte le lavorazioni e, pertanto,definisce compiutamente ed in ogni particolare architettonico, strutturale ed impiantistico l intervento da realizzare. La relazione generale del progetto esecutivo descrive in dettaglio i criteri utilizzati per le scelte progettuali esecutive, per i particolari costruttivi e per il conseguimento e la verifica dei prescritti livelli di sicurezza e qualitativi, in funzione dello specifico caso. Ai fini della realizzazione è necessario sviluppare e redigere il progetto esecutivo.

40 Fase di Progettazione La fase di progettazione dell opera coinvolge differenti soggetti con compiti distinti: 1. Committente: è la persona, fisica o giuridica, che necessita dell opera e che, direttamente o indirettamente, ne finanzia la realizzazione. Il Committente comunica al Progettista tutte le informazioni necessarie per la corretta progettazione degli impianti: ad esempio la presenza di particolari rischi, quali incendio o esplosione, peculiarità dei processi produttivi, ecc.

41 Fase di Progettazione 2. Progettista: è la persona, fisica o giuridica, che redige il progetto dell opera; 3. Coordinatore per la sicurezza in fase di progettazione: 3. Coordinatore per la sicurezza in fase di progettazione: redige, ai fini dell'esecuzione in sicurezza dei lavori di installazione, il piano di sicurezza e coordinamento nel quale evidenzia eventuali criticità presenti nel processo di realizzazione e propone soluzioni organizzative del cantiere tese a risolvere le criticità stesse;

42 Fase di Progettazione 4. Commissioni di Enti Pubblici: esaminano i progetti presentati loro e procedono all autorizzazione ovvero alla richiesta di chiarimenti e documentazione integrativa, qualora necessari; 5. Consulenti di parte: sono normalmente figure di ausilio alla Committenza la quale richiede agli stessi pareri in merito alle opere da progettare.

43 Fase di Installazione La fase di installazione degli impianti è quella durante la quale il progetto è realizzato. Le figure centrali di questa fase sono: 1. Direttore dei Lavori: cura che siano eseguite le opere progettate e cura la realizzazione delle eventuali varianti che si rendano necessarie in seguito a necessità sopraggiunte. Le varianti, se comportano modifiche sostanziali al progetto, devono essere progettate; 2. Coordinatore per la sicurezza in fase di esecuzione: cura che siano attuate tutte le misure relative alla sicurezza dei lavoratori durante le fasi di installazione;

44 Fase di Installazione 3. Installatore: soggetto che pone in opera gli impianti rispettando il progetto e le indicazioni impartite dal Direttore dei Lavori. Rilascia, alla fine dei lavori, la documentazione di Legge (Dichiarazione di Conformità comprensiva degli allegati obbligatori) e la documentazione di impianto (as-built). Al termine della fase di installazione devono essere eseguite delle prove e degli esami a vista sugli impianti realizzati al fine di accertarne la rispondenza alla normativa vigente e la generale sussistenza delle condizioni di sicurezza.

45 Fase di Vita Utile: Esercizio e Manutenzione Questa è la fase operativa della vita, durante la quale il bene stesso o l impianto sono utilizzati dagli utenti. Durante la vita dell impianto si eseguono, verifiche, prove strumentali, esami a vista e esami della documentazione di impianto in funzione della specifica circostanza. Sono condotti gli interventi di manutenzione ordinaria, cioè interventi tesi a ripristinare lo stato iniziale dell impianto. Lo stato iniziale è modificato in seguito al normale degrado dei componenti causato dal loro utilizzo.

46 Fase di Vita Utile: Esercizio e Manutenzione Possono essere condotti degli interventi di manutenzione straordinaria, o di modifica all'impianto in seguito ad ampliamenti o sopraggiunte necessità. Durante la vita utile dell'impianto devono essere eseguite le verifiche periodiche secondo quanto stabilito dalla normativa vigente. I soggetti presenti durante la vita utile sono: 1. Utente: è chi utilizza il dispositivo o l impianto. Non deve, intenzionalmente, manomettere i sistemi di protezione previsti ed installati;

47 Fase di Vita Utile: Esercizio e Manutenzione 2. Committente; 3. Responsabile della manutenzione: è la figura che segue la vita dell'impianto e cura la realizzazione degli interventi di manutenzione e l'aggiornamento della documentazione di impianto integrando il contenuto degli elaborati e degli schemi secondo le modifiche apportate. Le modifiche devono essere progettate secondo quanto stabilito dalla Legge;

48 Fase di Vita Utile: Esercizio e Manutenzione 4. Progettista; 5. Coordinatore per la sicurezza in fase di progettazione; 6. Verificatore: è la figura che esegue le verifiche periodiche stabilite dalla Legge e, mediante la realizzazione di esami a vista e prove strumentali si accerta della permanenza delle condizioni di sicurezza. Al termine delle verifiche o degli interventi di manutenzione straordinaria deve essere rilasciata la documentazione di Legge (Dichiarazione di Conformità comprensiva degli allegati obbligatori), rapporti di verifica, e la documentazione di impianto (as-built).

49 Fase di Vita Utile: Revamping e Rimozione Durante questa fase il bene o l impianto possono essere ricondizionati, mediante radicali interventi, o rimossi e smaltiti. Con riferimento agli impianti elettrici civili essi sono, normalmente, rimossi e sostituiti, mentre il revamping può essere adottato per impianti industriali. Gli aspetti operativi legati alla fine vita utile sono prevalentemente di carattere ambientale.

50 Fase di Vita Utile: Revamping e Rimozione Alcuni componenti di impianto contengono sostanze pericolose per l ambiente e per le persone che devono essere smaltite secondo procedure stabilite dalla Legge. I controlli normalmente eseguiti sono relativi all avvenuto corretto smaltimento di sostanze pericolose, ad esempio accumulatori, olio dielettrico contenente PCB, ecc. Qualora si optasse per un intervento di revamping lo stesso può essere visto come la fase progettuale relativamente ad un nuovo impianto.

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