L’attività ingegneristica ci meraviglia, quotidianamente, con strabilianti strutture che si moltiplicano ad ogni angolo di strada e nei posti più disparati del mondo. Un valido esempio, meraviglia dei turisti, è l’Albero di Natale al Rockefeller Center (per maggiori approfondimenti: www.panorama.it/foto/new-york-albero-natale-rockefeller-center/).
L’accensione dell’albero natalizio del Rockefeller Center è un appuntamento atteso un po in tutto il mondo, che inaugura la natività cristiana. L’opera lascia sbigottiti, grandi e piccini, con migliaia di luccichii che si diffondono nelle fredde notti di New York, riuscendo a riscaldare i cuori più infreddoliti. Tuttavia lo sbigottimento maggiore lo provano, e non è uno scherzo, gli esperti di impianti elettrici.
Già, è proprio così.
Difatti ad addobbare l’albero del Rockefeller Center non troviamo una semplice serie di luci (comunemente utilizzate a livello domestico) bensì 8 chilometri di cavi con migliaia di luci colorate (circa 45.000). Questi numeri sono da capogiro, e da capogiro potrebbero essere i danni generati da una progettazione maldestra dell’impianto stesso. Lasciando da parte la meraviglia fanciullesca che dimora in tutti i cuori, intendiamo fornire alcune indicazioni sui principali ostacoli che si devono superare per la realizzazione di opere simili. E, perché no, le risultanze cui perverremo possono essere validi spunti per realizzare opere simili in altri contesti o semplicemente consigli utili da applicare a specifiche esigenze di impiantistica industriale ed abitativa.
1. Rischio elettrico.
Lo zoccolo duro per tutti gli ideatori di impianti elettrici è la capacità di arginare (tendendo ad eliminare ogni remota possibilità di pericolo) il rischio elettrico. Con il termine rischio elettrico si indica la possibilità che l’impianto possa costituire una fonte di pericolo per l’ambiente in cui esso opera e, ancor più, per gli esseri umani che in tali ambienti transitano.
I principali rischi possono essere riassunti in:
- rischio di sovraccarico e corto circuito: che possono generare dei banali mal funzionamenti, fino a principi di incendio dagli effetti catastrofici in particolari contesti abitativi o industriali;
- rischio di elettrocuzione: definito anche folgorazione, è generato da anomalie dell’alimentazione, che creano varchi e passaggi di elettricità in quei dispositivi, o porzioni di essi, che dovrebbero essere perfettamente isolati. Il risultato di tale fenomeno è la folgorazione di esseri viventi, appunto, che entrano in contatto con l’energia elettrica dispersa dal circuito.
In genere un impianto è definito sicuro quando, ad esso, si applicano tutte le norme e le direttive previste dalla materia antinfortunistica degli impianti, purtroppo non sempre è così. (maggiori approfondimenti: www2.diegm.uniud.it/diegm/index.phpaction=folder_list&folder_id=63).
2. Principali fattori di criticità del rischio elettrico.
– Sovraccarico.
Tale anomalia si verifica quando i circuiti elettrici sono attraversati da una corrente superiore a quella per la quale sono stati creati. La conseguenza primaria di tale anomalia è il surriscaldamento delle guaine di protezione, che se avviene in condizioni particolari può generare incendi e danni di vaste dimensioni. Questo fenomeno è particolarmente presente anche, e direi soprattutto, in ambienti domestici dove si denota una enorme inflazione di prolunghe e ciabatte di diramazione.
– Corto circuito.
Per meglio comprendere tale fenomeno ricorriamo ad un pratico esempio. Immaginate un fiume in piena che straripa, l’acqua si incanalerà seguendo le vie più brevi ed accessibili. All’interno di un cavo elettrico, ed in genere di un intero impianto, gli elettroni possono essere idealizzati come un fiume che percorre un determinato percorso: il cavo. Cosa accade quando il sentiero è danneggiato, ossia il cavo presenta delle interruzioni o rotture? In pratica gli elettroni si insinuano e si accalcano seguendo la nuova diramazione (anomala) generando shock termici e archi elettrici che conducono, nella migliore delle ipotesi, al solo corto circuito.
– Elettrocuzione.
Solitamente è definita come scossa. In pratica si sostanzia con l’esposizione e l’attraversamento, di un corpo umano, con energia elettrica.
L’elettrocuzione può avvenire in modo diretto o indiretto.
In modo diretto avviene tramite contatto con cavi scoperti o per via di materiali isolanti usurati. In questi casi la folgorazione avviene entrando in contatto direttamente con la fonte elettrica e chiudendo, con il corpo, il circuito elettrico. In modo indiretto, invece, tra la fonte di energia elettrica ed il corpo vi è un conduttore ad esempio un rivestimento metallico di un dispositivo. Questa ipotesi è la più insidiosa in quanto se un uomo può prestare attenzione a dei cavi scoperti molto probabilmente non immagina una dispersione su un componente esterno al circuito. Anche il questo caso la principale causa del fenomeno può essere attribuita ad una usura dei cavi dell’impianto che lasciano disperdere l’elettricità verso l’esterno. L’elettrocuzione indiretta è molto frequente in ambienti industriali o in presenza di imponenti strutture moderne (come l’Albero Natalizio del Rockefeller Center).
3. Conclusioni.
Appare chiaro che il caso del Rockefeller Center è una meraviglia non solo per lo spettacolo che offre bensì per la maestria con la quale l’impianto è realizzato. A fronte di tali opere è di primaria importanza la scelta dei cavi. Infatti la fase progettuale impone una attenta analisi del carico di lavoro dell’impianto al fine di determinare la scelta ottimale dei materiali (in particolar modo tipologia e spessore dei cavi). Oltre a quelli che sono le problematiche interne al circuito , i professionisti del settore devono affrontare annose considerazioni circa l’ambiente cui è destinato l’impianto come: umidità, accessibilità al circuito, ambiente esterno e/o interno, fattori climatici, temperature, stabilità strutturale, presenza di roditori etc.
Tutte queste valutazioni sono rivolte alla scelta più idonea di componenti e dispositivi vari, ed in particolar modo dei cavi. Difatti la scelta dei cavi corretti e la periodica manutenzione possono ridurre del 75% gli inconvenienti agli impianti elettrici.