I.P.S.I.A. Di BOCCHIGLIERO Sicurezza elettrica ---- Materia: Elettronica, Telecomunicazioni ed applicazioni. prof. Ing.

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1 I.P.S.I.A. Di BOCCHIGLIERO a.s. 2011/2012 -classe IV- Materia: Elettronica, Telecomunicazioni ed applicazioni ---- Sicurezza elettrica ---- alunni Paletta Francesco Scalise Pietro Iacoi Domenico Turco Raffaele prof. Ing. Zumpano Luigi

2 PERICOLOSITA' DELLA CORRENTE ELETTRICA L'energia elettrica, come ogni altra forma di energia può divenire in alcune circostanze pericolosa. Perciò si pone il problema della sicurezza elettrica, volto ad individuare le situazioni di pericolo e di rischio. I concetti di pericolo e di rischio sono correlati tra loro, ma ben distinti. Infatti, la pericolosità dipende dalla gravità dei danni che possono derivare dal verificarsi di eventi sfavorevoli, invece, il rischio dipende anche dalle probabilità che tali eventi si verifichino. Esistono norme di protezione mirate che provvedono a minimizzare il rischio legato ai guasti occulti, ad esempio un interruttore automatico differenziale che provvede a staccare tempestivamente dalla rete una macchina elettrica, qualora la sua massa metallica esterna venga messa sotto tensione per difetto di isolamento. La materia della sicurezza è regolata da apposite leggi. A livello europeo, il pilastro della legislazione comunitaria sulla sicurezza elettrica è la Direttiva n.73/23/cee nota anche come Direttiva Bassa Tensione perché applicabile a tutte le apparecchiature elettriche ed elettroniche progettate per essere utilizzate con tensioni comprese tra 50 e 1000 V in corrente alternata, e fra 75 e 1500 V in corrente continua. In Italia tale direttiva è stata recepita con la legge 791 del 1977, << attuazione della direttiva del consiglio delle comunità europee numero 73/23 CEE, relativa alle garanzie di sicurezza che deve possedere il materiale elettrico destinato ad essere utilizzato entro alcuni limiti di tensione. >> A questa legge ha fatto seguito la legge n 46 del 1990, con relativo D.P.R n. 447/1991, che obbliga gli installatori ad eseguire gli impianti elettrici secondo precise normative tecniche di sicurezza, imponendo di dotare gli stessi di impianti di messa a terra. EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA SUL CORPO UMANO gli effetti che la corrente elettrica provoca, quando accidentalmente attraversa il corpo umano, dipendono da vari fattori, quali: -l' intensità della corrente -la durata della corrente -il tipo di corrente (alternata o continua) -il percorso seguito dalla corrente all' interno del corpo umano, a seconda delle parti sottoposte a tensione Nella maggior parte dei casi il passaggio di corrente nel corpo umano si verifica perché la persona viene a contatto con un conduttore o una massa metallica sotto tensione, mentre con i piedi è a contatto con la terra; per tale ragione le norme di sicurezza elettrica prevedono dei limiti di tensione verso terra per gli apparati elettrici destinati ad essere trasportati o manovrati mentre sono sotto tensione. Il contatto si dice diretto se avviene con una parte attiva dell' apparecchio cioè con una parte conduttrice in tensione nel servizio ordinario; si parla invece di contatto indiretto quando avviene con parti metalliche che normalmente non sono in tensione, ma che possono andare in tensione per difetto di isolamento. Nella prima situazione la protezione si realizza con adeguate tecniche di isolamento e con l' adozione di opportuni involucri ed ostacoli volti ad impedire il verificarsi del contatto accidentale; è previsto anche l' utilizzo di interruttori differenziali (i cosiddetti salvavita) Alunni: Paletta-Scalise-Iacoi-Turco classe IV anno scolastico 2011/2012 pag 2 di 6

3 Per i contatti indiretti, l' aggiunta di un impianto di messa a terra presso l'utilizzatore costituisce il sistema di protezione più diffusamente in uso: per guasto a terra si ha l' interruzione automatica dell' alimentazione entro tempi stabiliti in funzione della tensione verso terra. IMPEDENZA DEL CORPO UMANO l' impedenza che il corpo umano presenta al passaggio della corrente elettrica risulta dalla somma dell' impedenza della pelle a contatto e della resistenza interna del corpo. La resistenza interna dipende quasi esclusivamente dal percorso della corrente, e cioè dalle parti del corpo che vengono a trovarsi sotto tensione. Gli effetti che la corrente elettrica provoca sul corpo umano variano da una persona all altra e dipendono da molti fattori: intensità di corrente, durata del contatto, natura della corrente (quella continua è meno pericolosa di quella alternata), frequenza (elevate frequenze sono meno pericolose), Tensione superficie di contatto e percorso della corrente. La dipendenza dell' impedenza del corpo umano dal valore della tensione è molto complessa e può essere valutata soltanto in base a dati statistici. Tensione di contatto [V] Val.asintotico 05% 50% 95% Nel caso più frequente di corrente alternata con frequenza di 50Hz, si è potuto stabilire che per la maggior parte delle persone risulta che: i valori di corrente che vanno da 0 ma a 0,5 ma non vengono neanche percepiti e non provocano alcun effetto qualunque sia la loro durata. Il valore di 0,5 ma è considerato la soglia di percezione. Per valori che vanno da 0,5 ma a 10 ma la corrente viene percepita ma non provoca effetti dannosi qualunque sia la durata, e la persona è sempre in grado di staccarsi dal contatto. Il valore di 10 ma è considerato la soglia di pericolosità. La soglia di rilascio e di 10 ma per una durata limitata del passaggio di corrente,ma Alunni: Paletta-Scalise-Iacoi-Turco classe IV anno scolastico 2011/2012 pag 3 di 6

4 aumenta notevolmente al diminuire della durata, Per valori di corrente da 10 ma a 200 ma il contatto può essere dannoso oppure no secondo la durata. Il tempo di sopportabilità della corrente diminuisce all aumentare dell intensità di corrente. Per valori di corrente maggiori di 200 ma il contatto provoca sempre effetti dannosi qualunque sia la durata. Tutti questi risultati si possono riassumere con questo grafico, che rappresenta il tempo di sopportabilità infunzione della corrente che passa nel corpo umano. La soglia pato-fisiologica è inferiore ai 40 ma per durata illimitata, ma per durate inferiori ad un secondo aumenta sensibilmente, fino a portarsi sui 500 ma per durata inferiore a 50 ms; tra la soglia di rilascio e quella pato-fisiologica la corrente può provocare difficoltà respiratorie con arresto cardiaco temporaneo. Al di sopra della soglia pato-fisiologica l' uomo può subire notevoli effetti quali la fibrillazione ventricolare e l' arresto cardiaco-respiratorio; poiché la pericolosità della corrente dipende anche dal percorso nel corpo umano i valori di soglia forniti dal grafico vanno divisi per un fattore percorso. Percorso della corrente Schiena-mano destra Mano sinistra-mano p 0,3 0,4 Alunni: Paletta-Scalise-Iacoi-Turco classe IV anno scolastico 2011/2012 pag 4 di 6

5 destra Schiena-mano sinistra Glutei-mani Mano destra-piedi Mano sinistra-piedi Due mani-piede Torace- mano destra Torace-mano sinistra 0,7 0,7 0,8 1,0 1,0 1,3 1,5 INFLUENZA DELLA FREQUENZA A frequenza nulla ( corrente continua ) e a frequenza elevate, la corrente elettrica che attraversa il corpo umano ha gradi di pericolosità diversi da quelli prescritti per la corrente alternata a frequenza industriale. a) corrente continua Nei riguardi della fibrillazione cardiaca, la corrente continua è meno pericolosa della corrente alternata a bassa frequenza. Per durare il contatto superiori al ritmo cardiaco normale il rapporto tra valore efficace della corrente alternata e intensità della corrente continua << equivalente >> nei riguardi della soglia di rilascio, cresce all'aumentare della durata, passando da un valore prossimo a 2 al valore 3,5 per durata illimitata. Durata [ms] 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 2,0 illimitata Intensità di corrente [ma] Iac Idc Alunni: Paletta-Scalise-Iacoi-Turco classe IV anno scolastico 2011/2012 pag 5 di 6

6 b) corrente alternata a frequenza maggiore di 100 Hz. All'aumentare della frequenza la parte dell'impedenza del corpo umano relativa all'impedenza della pelle diminuisce, essendo questa di tipo ohmico-capacitivo. Pertanto alle alte frequenze l'impedenza totale del corpo umano è rappresentata praticamente dalla sola resistenza interna. Va tenuto presente tuttavia che il corpo umano ha una maggiore tollerabilità verso le correnti a elevata frequenza: risulta infatti statisticamente che le soglie di percezione e di pericolosità sono più elevate alle frequenza più alte. f [Hz] percez. rilascio f [KHz] percez. rilascio ,00 1,1 1,23 1,36 1,50 1,63 1,76 1,88 2,00 2,10 1,00 1,08 1,16 1,24 1,31 1,39 1,45 1,52 1,59 1, ,10 3,5 4,9 6,3 7,6 8,8 10,0 11,3 12,6 14 1,65 2,0 2,5 3,0 3,5 3,9 4,3 3,7 5,1 5,4 L'analisi dei problemi legati alla pericolosità della corrente attraverso il corpo umano, permette di individuare le tensioni accettabili in funzione dei tempi di permanenza. Partendo da questi dati vengono elaborate le prescrizioni tecniche ( ad opera di CEI, CENELEC, IEC) riguardanti la sicurezza elettrica per le persone e per le apparecchiature e gli impianti elettrici e elettronici. Apposite leggi dettano i criteri di applicazione per eseguire le seguenti misure di protezzione. Alunni: Paletta-Scalise-Iacoi-Turco classe IV anno scolastico 2011/2012 pag 6 di 6

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