PERICOLOSITA' DELLA CORRENTE ELETTRICA

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1 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 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):

2 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 quella magnetotermica. SOTTOTENSIONE 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 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

3 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

4 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 volt da 1500 volt (compresi) a volt III maggiore di volt maggiore di 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

5 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

6 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 essere presenti tutte le lunghezze d'onda visibili. Nel valutare l'emissione di sorgenti luminose viene presa in considerazione anche la temperatura di colore, misurata in gradi kelvin (K). Bassi valori della temperatura di colore corrispondono a 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 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, con l'aria come materiale isolante interposto. In circa l'85% dei casi sono le cariche negative a portarsi nella parte inferiore delle nuvole e a richiamare quelle positive sulla superficie terrestre (induzione elettrostatica). Se la differenza di potenziale tra nuvola 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 ampere e un valore limite pari a ampere. Un fulmine potrebbe alimentare una lampada da 100 Watt per tre mesi.

7 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 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 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).

8 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,

9 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 Adozione di nuove norme come base per la certificazione dei prodotti nei paesi membri del CENELEC CEI Guida per la definizione della documentazione di progetto degli impianti elettrici CEI 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 Dichiarazione CE di conformità. Guida all applicazione delle Direttive Nuovo Approccio e della Direttiva Bassa Tensione (Memorandum CENELEC N 3) CEI Qualificazione delle imprese di installazione di impianti elettrici CEI Guida alla manutenzione degli impianti elettrici CEI Guida alla gestione in qualità delle misure per la verifica degli impianti elettrici ai fini della sicurezza CEI Protezione contro i contatti elettrici - Aspetti comuni per gli impianti e le apparecchiature CEI 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 Manutenzione delle cabine elettriche MT/BT dei clienti/utenti finali CEI 64 - Effetti della corrente attraverso il corpo umano CEI Impianti elettrici di illuminazione pubblica CEI Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua CEI Impianti elettrici nei mobili CEI Guida per l'esecuzione dell'impianto di terra negli edifici per uso residenziale e terziario CEI Guida alle verifiche degli impianti elettrici utilizzatori CEI Impianti elettrici negli edifici pregevoli per rilevanza storica e/o artistica CEI 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 Guida all'esecuzione degli impianti elettrici nei cantieri

10 CEI Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per generali CEI Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per particolari per centri commerciali CEI Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per particolari per edifici scolastici CEI Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per particolari per edifici ad uso prevalentemente residenziale CEI Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per particolari per locali di pubblico spettacolo CEI Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per particolari per strutture alberghiere CEI Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per particolari per locali ad uso medico CEI Edilizia ad uso residenziale e terziario. Guida per impianti ausiliari, telefonici e di trasmissione dati negli edifici Impianti di piccola produzione distribuita CEI /1 - Edilizia residenziale. Guida per la predisposizione delle infrastrutture per gli impianti elettrici, elettronici e per le comunicazioni CEI Protezione delle strutture contro i fulmini CEI Valori medi del numero dei fulmini a terra per anno e per chilometro quadrato dei Comuni d Italia, in ordine alfabetico CEI 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

11 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 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 "Norme per la prevenzione degli infortuni sul lavoro" Legge n.186 del "Disposizioni concernenti la produzione di materiali, apparecchiature, macchinari, installazioni e impianti elettrici ed elettronici" Legge n.791 del "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 riguardante il miglioramento della sicurezza e della salute dei lavoratori sul luogo di lavoro

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