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L'impianto di messa a terra

Le sue funzioni possono essere:

  1. Messa a terra di protezione
    collegamento imposto dalla norma vigente (D. Lgs. n. 81/08, Decreto ministeriale n. 37 del 22 gennaio 2008, norma CEI 64-8/4) per mantenere le masse metalliche al potenziale di terra in condizione di normale funzionamento, realizzando una protezione mediante messa a terra.
    La messa a terra consiste in una serie di accorgimenti idonei ad assicurare alle masse metalliche lo stesso potenziale della terra, evitando che le stesse possano venire a trovarsi in tensione tra loro o tra loro e la terra. Dato che i cavi in tensione assumono un determinato potenziale rispetto al terreno (che per gli impianti delle abitazioni civili è di 230 V), si possono creare situazioni di pericolo quando parti dell'impianto elettrico che normalmente non sono in tensione, come le carcasse degli elettrodomestici, a seguito di guasti o imprevisti acquisiscono una differenza di potenziale. La presenza della messa a terra di protezione mira a proteggere le persone dal rischio di folgorazione. Essa consiste in un dispersore collocato nel terreno (detto anch'esso messa a terra). Lo scopo della messa a terra è quindi assicurare che le masse degli elettrodomestici siano allo stesso potenziale del terreno. La messa a terra correttamente collegata alle masse (carcasse metalliche, finestre,..) assicura l’intervento automatico dell’interruttore differenziale in caso di guasto.
    La messa a terra di protezione non interessa solo l’impianto elettrico, ma tutti gli altri impianti e parti metalliche dell’edificio, dalle tubazioni, all’impianto idraulico, dalle travi all’impianto di riscaldamento e così via, in modo che tutto lo stabile risulta messo in sicurezza anche rispetto a un eventuale fulmine che dovesse investire il fabbricato.
  2. Messa a terra di funzionamento
    collegamento di parti attive del sistema così da sfruttare il terreno come conduttore (es. Trazione elettrica ferroviaria)
  3. Messa a terra per lavori
    collegamento temporaneo per mettere fuori servizio la parte di impianto soggetta a lavori, utilizzando un sistema sicuro e ben visibile

Gli scopi fondamentali della messa a terra sono:

Altre funzioni sono:

  • Impedire l'accumulo di elettricità statica e prevenire scariche elettrostatiche dannose per apparati elettronici e di telecomunicazione. In bioedilizia queste scariche sono considerate dannose anche per la salute umana.
  • In elettronica ha anche la funzione di scaricare i disturbi elettromagnetici e fornire un potenziale di riferimento.

Impiantistica

Nodo equipotenziale con disgiuntore per l'effettuazione di prove

L'impianto è costituito da una linea dorsale (conduttore equipotenziale) che percorre verticalmente tutto l'edificio e da una serie di nodi equipotenziali da cui partono le diramazioni secondarie. Le diramazioni giungono a collegarsi alle parti metalliche fisse e all'alveolo di terra delle prese elettriche. La normativa elettrica italiana (CEI 64-8) prevede che tutte le masse metalliche che possano portare un altro potenziale (tubature del gas e dell'acqua ad esempio) siano messe a terra in quanto masse estranee. La sezione dei conduttori di messa a terra deve essere non inferiore a quella dei cavi che portano l'energia elettrica all'area protetta, e comunque non inferiori a precisi limiti stabiliti dalla norma CEI 64-8.

Dal lato opposto l'impianto è elettricamente connesso al terreno per mezzo di dispersori. Questi possono essere:

  • picchetti in rame o acciaio zincato a sezione circolare o a croce, infissi nel suolo per uno o due metri;
  • cavo in rame non isolato (in gergo corda) interrato intorno al perimetro dell'edificio ad una profondità maggiore di 0,5m;
  • qualora le caratteristiche costruttive lo consentano, si possono usare le strutture delle armature di acciaio del calcestruzzo armato come dispersore naturale, tale configurazione ha anche il vantaggio di schermare l'involucro edilizio dalle scariche atmosferiche .

Le norme prevedono che la resistenza elettrica esistente tra l'impianto e il terreno sia al di sotto di un valore limite coordinato con il valore dell'interruttore differenziale meno sensibile (generalmente l'interruttore generale dell'impianto) (il valore di 20 ohm, indicato dall'articolo 326 del D.P.R. n. 547/55 è da ritenersi superato in quanto la legge del 1968 prevede il riconoscimento della regola dell'arte alla normativa CEI che obbliga invece a coordinare il valore dell'impianto con il valore della corrente di intervento dell'interruttore differenziale) e che questo valore venga misurato a impianto realizzato per poterne dichiarare la conformità. Per potere ricontrollare in qualunque momento la corretta funzionalità del sistema, devono essere previsti in corrispondenza dei nodi equipotenziali e/o dei dispersori, dei punti di sezionamento ispezionabili dove potere collegare le apparecchiature di misura. il valore di tensione limite da imporre nella condizione di sicurezza dipende da opportune curve di sicurezza U(t) ricavate da rilievi sperimentali in funzione della curva I(t) limite sopportabile dal corpo umano e della massima resistenza verso terra del corpo umano (Rtc= 1000 ohm per ambienti interni e 200 ohm per ambienti esterni.

La messa a terra va oltre il semplice collegamento con un cavo, ma è qualcosa di più complesso e richiede competenze progettuali specifiche. Si tratta infatti di mantenere equipotenziali le strutture anche in caso di forti correnti impulsive dovute per esempio alla caduta di fulmini. Per questo motivo i diversi impianti presenti in un edificio, elettrico, idraulico, del gas, di riscaldamento ecc, devono essere tra loro coordinati. Si supponga per esempio che un fulmine colpisca il tetto e si scarichi attraverso la linea di messa a terra. In questo caso, data l'elevatissima corrente circolante nel conduttore, per effetto della legge di Ohm si avrà un potenziale elevato per esempio anche sugli elettrodomestici collegati. Se l'impianto idraulico non è coordinato si potrà avere una pericolosa differenza di potenziale tra lavatrice e rubinetto. In un sistema ben coordinato, tutte le masse metalliche sono sempre allo stesso potenziale. Nell'eventualità prima descritta tutto il locale bagno si porterebbe a potenziale elevato ma non ci sarebbe nessuna differenza di potenziale pericolosa tra le parti.

Per questo motivo devono essere opportunamente collegati all'impianto di messa a terra i tubi degli impianti idraulico, del gas, di riscaldamento e, in generale, tutte le masse metalliche presenti nell'edificio.

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