Fisicamente

di Roberto Renzetti

G. Bellodi ed A. Borghesi

Istituto di Fisica Generale “A. Volta”

Seminario Didattico della Facoltà di Scienze MM. FF. NN. dell’Università – Pavia

Giornale di Fisica, V. 18, 4, ottobre-dicembre 1977

INTRODUZIONE (1)  

1. e 2. Cause di infortuni elettrici.

        Le statistiche relative al numero degli infortuni dovuti a cause elettriche dimostrano che essi dipendono essenzialmente da due ordini di fattori: 

a) fattori umani: imprudenza e soprattutto ignoranza (notevolmente correlate al livello d’istruzione) nell’utilizzazione d’apparecchiature elettriche; 

b) fattori materiali e tecnici: cattivo stato di conservazione, usura e non buona qualità dei materiali, mancato rispetto delle norme di sicurezza. 

        L’agire sui fattori materiali e tecnici è operazione complessa, che richiede tempi lunghi; devono essere affrontati infatti problemi economici di non facile soluzione e devono essere operate scelte di carattere tecnico (che a loro volta si legano a fattori economici) non sempre ovvie ed evidenti. Sembra quindi difficile dare suggerimenti specifici in questa direzione. Più immediato e più facile sembra, invece, il poter agire sui fattori umani. Tutti coloro che per gli studi fatti (per esempio insegnanti di fisica o di materie con contenuti elettrotecnici) o per le competenze acquisite (tecnici od esperti in genere) siano in grado di farlo dovrebbero contribuire a divulgare tutte le informazioni utili all’utente. Per fare ciò si potrebbero sfruttare quelle molteplici occasioni d’incontro diretto (conferenze) od indiretto (mass-medià), che in questi ultimi anni si sono venute creando tra i cittadini, la scuola ed il mondo del lavoro.

ALCUNE NOZIONI D’ELETTROFISIOLOGIA (2)

3. Potenziale di membrana.

        Il corpo umano è sede d’una grande varietà di fenomeni elettrici, che costituiscono la base del sistema d’informazioni che si propagano in esso. È quindi essenziale, per poter individuare i danni che uno shock elettrico può produrre, studiare, seppure a grandi linee, il corpo umano da un punto di vista « circuitale », prestando particolare attenzione a quelle parti dell’organismo che subiscono gli effetti più dannosi per il passaggio accidentale della corrente.

        Ogni tessuto animale, quale il muscolo ed il cervello, è sostanzialmente costituito da cellule in stretto contatto tra loro e dalla soluzione che le circonda (liquido interstiziale). Il liquido all’interno della cellula (intracellulare) ed il liquido interstiziale sono costituiti entrambi, in massima parte, da acqua e contengono ioni all’incirca in ugual concentrazione. I liquidi interstiziale ed intracellulare sono separati da una sottile membrana (spessore circa 75 Å)che limita fortemente gli scambi d’alcuni ioni fra i due liquidi stessi.

        Nel caso delle cellule muscolari dei mammiferi, la densità superficiale di carica sulle facce della membrana è normalmente di ± 9.10 – 4 C/m2 e tra queste esiste una d.d.p. di 90 mV, con il liquido intracellulare a potenziale negativo. Questa d.d.p., detta anche «potenziale di riposo », viene mantenuta indefinitamente; un semplice modello dei meccanismi elettrochimici che permettono questo mantenimento può essere costruito osservando la fig. 4.

        In essa è schematizzata, per una generica cellula, la membrana che separa il liquido interstiziale dal liquido intracellulare. Questi due liquidi possono esser pensati come semplici soluzioni acquose di ioni positivi Na+ e K+, ioni negativi Cl  e ioni negativi A  (proteine e fosfati). Nella figura sono anche riportate indicativamente le concentrazioni sperimentali, in mmoli/cm3, dei vari ioni presenti nei due liquidi.

Fig. 4.

        Se tra i due liquidi è presente una d.d.p. « di riposo », saranno contemporaneamente attivi due diversi processi di trasporto attraverso la membrana (la cui permeabilità, almeno per alcuni ioni, non è nulla): uno dovuto alla diffusione, per la quale gli ioni migrano dal liquido a maggior concentrazione a quello a concentrazione minore, l’altro dovuto alla presenza del campo elettrico; questo ultimo agisce sugli ioni positivi facendoli muovere dai punti a potenziale maggiore a quelli a potenziale minore e su quelli negativi facendoli muovere in senso opposto.

        I versi dei due moti sono indicati in fig. 4 da frecce a tratto continuo se dovuti all’azione del campo elettrico, da frecce a tratto discontinuo se dovuti alla differenza di concentrazione.

        In condizioni d’equilibrio, il flusso totale attraverso la membrana deve essere nullo per ogni specie di ione. Questo è possibile solo per gli ioni K+ e Cl , per i quali i due meccanismi di trasporto agiscono in senso opposto. Non lo è invece né per gli ioni A – né per gli ioni Na+. Per i primi si è potuto dimostrare sperimentalmente che la membrana è praticamente impermeabile e quindi la situazione di diversa concentrazione può mantenersi indefinitamente. Per gli ioni Na+ la situazione è più complessa; i due processi che abbiamo considerato sopra non sono in grado di spiegare il mantenimento dei valori della concentrazione di tali ioni nei due liquidi: è necessario ipotizzare la presenza d’un meccanismo « attivo » ancora non completamente noto (detto pompa sodio-potassio), per il quale ioni sodio vengono « spinti » fuori dalla cellula, in modo da mantenere costanti i valori delle concentrazioni.

4. Potenziale d’azione.

        In alcune cellule la membrana possiede la caratteristica d’essere eccitabile, ossia di poter essere rapidamente depolarizzata (la d.d.p. della membrana diminuisce) da una modificazione ambientale locale (chiamata stimolo)che può essere di natura meccanica, termica, chimica, ma soprattutto elettrica. Quando la d.d.p. scende al di sotto d’un certo valore si manifesta, con un meccanismo non ancora compreso, un sensibile aumento della permeabilità della membrana per gli ioni Na+. Questo aumento, per la presenza dei processi di trasporto visti in precedenza, fa sì che avvenga una migrazione di tali ioni verso l’interno della cellula, migrazione che innesca una sorta di « processo a catena », perché l’entrata di ioni Na+ attraverso la membrana diminuisce ulteriormente la d.d.p. Tale diminuzione fa aumentare ancora la permeabilità della membrana e quindi il flusso di ioni Na+ verso l’interno della cellula e cosi via.

        La d.d.p. della membrana cambia addirittura segno e l’interno della cellula diventa positivo rispetto all’esterno. Dopo qualche decimo di millisecondo il « processo » si arresta e la d.d.p. comincia a diminuire, tornando, in poco più d’un millisecondo, al valore iniziale. Questa variazione del potenziale di membrana viene chiamata potenziale d’azione ed il suo andamento è riportato nella fig. 5a).


Fig. 5.


     Il potenziale d’azione non resta localizzato nella regione della membrana sulla quale si è esercitato lo stimolo e si propaga lungo la cellula; questo fatto può essere studiato sperimentalmente mediante il dispositivo il cui schema di principio è riportato in fig. 5b).

        Con tale dispositivo è possibile generare un potenziale d’azione, per esempio in una cellula allungata (assone), e registrarne l’andamento temporale non solo in prossimità del punto in cui è stato provocato lo stimolo, ma anche in altri punti della membrana.

        Come si vede dalla fig. 5b), mediante un microelettrodo (la cui punta può avere un diametro dell’ordine di 1 mm), è possibile applicare, quando le dimensioni della cellula lo consentano, un impulso elettrico (stimolo) tra il liquido interstiziale e quello intracellulare. La nuova d.d.p. della membrana innesca il processo: aumento della permeabilità-flusso di ioni-ulteriore depolarizzazione-ulteriore aumento della permeabilità, cioè un potenziale d’azione, che viene rilevato, con lo stesso andamento di fig. 5a), anche da un voltmetro posto ad una certa distanza dalla sorgente dello stimolo (vedi ancora fig. 5b)), rendendo quindi evidente il fatto che il potenziale d’azione si propaga con la stessa ampiezza lungo l’assone.

        Si è visto sperimentalmente che questa propagazione avviene in ambedue le direzioni a velocità costante (circa 100 m/s). E’ utile comunque osservare che questo tipo di propagazione non è l’unico per le cellule del corpo umano. In alcune di queste la propagazione avviene per conduzione «saltatoria ».

        Dobbiamo però notare che, affinché il potenziale d’azione si possa propagare, la riduzione della d.d.p. sulla membrana deve raggiungere un certo valore minimo: il valore di soglia.

        Solo in corrispondenza a questo valore s’innesca il processo « a catena ». Questo processo si arresta quando la d.d.p. ha raggiunto un valore attorno ai 20 mV ; pertanto stimoli d’intensità qualsiasi, purché superiori al valore di soglia, generano potenziali d’azione che hanno la stessa ampiezza e la stessa forma.

        Il fatto che uno stimolo più intenso provochi una « sensazione » più violenta non contrasta con quanto detto prima: uno stimolo più intenso eccita un maggior numero di cellule rispetto ad uno stimolo più debole.

Fig. 6.

5. Circuito elettrico equivalente di una cellula eccitabile.


        Una cellula, in condizioni di stato stabile, può essere schematizzata come in fig. 6a).

        Da un punto di vista elettrico il liquido interstiziale ed il liquido intracellulare costituiscono dei buoni conduttori elettrolitici, con una resistività di circa 60 ohm.cm e 200 ohm.cm rispettivamente. La membrana cellulare ha invece resistività (circa 109 ohm.cm) e costante dielettrica (circa 7e0) molto alte: può quindi essere considerata come uno strato isolante tra due conduttori; non essendo però un isolante perfetto, ad essa può essere associata una resistenza Rm, detta di «perdita».

        Per rappresentare una cellula dal punto di vista elettrico, basta pensare che ogni tratto di membrana è equivalente ad un condensatore, la cui capacità C [circa (1 ÷ 10) mF/cm2) è quella del sistema liquido interstiziale-membrana-liquido intracellulare del tratto in esame, in parallelo alla resistenza Rm (vedi fig. 6b)).

        Per simulare il potenziale a riposo della membrana nel circuito è inserita una batteria di f.e.m. VR.

        Una cellula completa, ad esempio un assone, può essere schematizzata da una successione di circuiti tipo quelli riportati in fig. 6b), ognuno dei quali è valido per un tratto d’assone.

        Questo modello, come vedremo successivamente, permette di giustificare l’effetto delle correnti alternate ad alta frequenza.


6. Contrazione delle fibre muscolari.

        Quando un impulso (potenziale d’azione), che si propaga lungo gli assoni motori per portare un’informazione nelle zone periferiche del corpo umano (per esempio un ordine di contrazione d’un muscolo), giunge alla stazione terminale (placca motrice), provoca la liberazione dalle terminazioni nervose d’un mediatore chimico (acetilcolina), che causa la depolarizzazione della membrana della fibra muscolare. Tale depolarizzazione dà origine ad un impulso elettrico, il cui effetto è quello di provocare la contrazione meccanica della fibra muscolare. Anche in questo caso, per provocare la contrazione d’una fibra muscolare è necessario che l’intensità della depolarizzazione superi un valore opportuno (stimolo massimale).

        In fig. 7 è riportato, in funzione del tempo, l’andamento sia dell’impulso elettrico che della contrazione meccanica d’una fibra muscolare scheletrica.

        Come si vede, sotto l’azione d’uno stimolo elettrico la fibra muscolare si contrae con un certo ritardo, per poi ritornare allo stato di riposo lentamente. Anche se si aumenta l’intensità dell’impulso elettrico fino a valori superiori a quelli necessari per produrre la contrazione meccanica, essa non subisce alcuna variazione né in durata né



Fig. 7.


in ampiezza. Se invece si applicano due stimoli massimali in rapida successione, in modo tale che il secondo stimolo pervenga alla fibra muscolare prima del termine del ciclo di contrazione, la contrazione meccanica risulta maggiore di quella provocata dal singolo stimolo massimale. Se infine si applicano più stimoli in rapida successione, ognuno di questi aumenta la contrazione meccanica d’una quantità sempre minore, finché gli ulteriori stimoli non producono più alcun aumento, ma mantengono semplicemente lo stato di contrazione raggiunto: un tale tipo di risposta ad una successione di stimoli viene chiamato tetano (vedi fig. 8).

Fig. 8.


7. Potenziale generato da una distribuzione di dipoli.


        Studiamo ora gli effetti macroscopici della propagazione degl’impulsi elettrici nelle cellule allungate.

        Il modello più semplice per valutare le azioni elettriche che una cellula può esercitare al suo esterno è quello che assimila la membrana della cellula ad uno « strato di dipoli ».

        Su ciascuna faccia della membrana infatti sono disposte cariche con una densità uniforme ± s; la distanza d che le separa (vedi fig. 9) è pari allo spessore della membrana.

Fig. 9.

Per calcolare il potenziale dovuto ad una distribuzione di dipoli come quella di fig. 9, a distanza r molto maggiore di d, basta ricordare che il potenziale infinitesimo generato da un dipolo, la cui carica è distribuita su una superficie dS con densità di carica superficiale ± s ed il cui momento è dp, è dato dalla (1):



ed integrare su tutta la superficie S sulla quale sono distribuite le cariche.

Fig. 10.

        La situazione è diversa se nella cellula si sta propagando un potenziale d’azione, per esempio da sinistra a destra come mostrato nelle fig. 10.

            Analizzando la prima di queste, dove è rappresentata una cellula nella quale il potenziale d’azione ha appena iniziato a propagarsi, si nota che i contributi al potenziale nel punto P, dati dalle cariche distribuite sulle superfici sottese dagli angoli solidi W1 ed W3, si annullano, mentre i contributi dati dalle cariche distribuite sulle superfici sottese dall’angolo solido W2 sono entrambi positivi.

        Dalla fig. 10 è anche immediato rilevare che, se il punto P è lontano dalla cellula nella quale sta propagandosi il potenziale d’azione, l’angolo solido W2 è piccolo ed il contributo al potenziale in P è anch’esso piccolo. Questo contributo cresce mentre il potenziale d’azione si sposta verso destra perché aumenta  W(raggiungendo un valore massimo quando W2 è massimo), quindi diminuisce perché decresce W2; quando il fronte di depolarizzazione si trova all’altezza di P, il contributo è zero perché è nullo l’angolo solido  W(vedi fig. 10b)).

        Dopo aver superato il punto P, il fronte d’onda si allontana lungo la cellula; la situazione è analoga alla precedente, solo che ora i contributi al potenziale in P sono entrambi negativi (fig. 10c)). Per quanto detto, l’andamento nel tempo del potenziale nel punto P risulta quello riportato in fig. 11.


Fig. 11.


8. Elettrocardiogramma.

        Le considerazioni svolte nella sezione precedente costituiscono la base necessaria per comprendere, seppure a grandi linee, la generazione dei «potenziali cardiaci ». Possiamo infatti pensare che il cuore sia costituito da un grande numero di fibre muscolari, disposte in fasci paralleli, che vanno dagli atrii ai ventricoli. La contrazione ritmica del cuore è prodotta da un potenziale d’azione che ha origine in alcune cellule dell’atrio destro, dette nodo seno atriale (SA), che svolgono la funzione d’un vero è proprio generatore biologico d’impulsi elettrici (vedi fig. 12a)) (3); da qui il potenziale d’azione si propaga in tutta la massa cardiaca e le singole fibre muscolari sono percorse

Fig. 12.

da un’onda di depolarizzazione che si muove verso entrambi gli atrii (fig. 12b)). L’onda di depolarizzazione raggiunge rapidamente tutta la zona atriale fino al termine delle fibre muscolari; poiché i muscoli degli atrii sono separati da quelli dei ventricoli da tessuti connettivi che non trasmettono impulsi elettrici, l’onda di depolarizzazione si spegne (vedi fig. 12c)). L’onda poi riparte da alcune cellule situate tra atrii e ventricoli (dette nodo atrio-ventricolare (AV), parte alta del ventricolo sinistro, vedi fig. 12d)) ed investe rapidamente i ventricoli attraverso cellule dette fasci di His, depolarizzando completamente la zona ventricolare (fig. 12e), f), g)).

            Facendo riferimento al modello a dipoli elettrici della membrana delle fibre cardiache, potremo parlare di momento di dipolo istantaneo totale del cuore come somma dei singoli momenti di dipolo istantanei di ciascuna fibra. In fig. 12 le frecce sotto le singole figure danno indicativamente in modulo, direzione e verso il momento di dipolo totale per le singole situazioni illustrate.

        A questi momenti di dipolo, per quanto detto variabili nel tempo, sono associati dei potenziali, pure variabili nel tempo, misurabili in diversi punti del corpo. Un elettrocardiogramma (ECG) altro non è che la registrazione, eseguita con elettrodi applicati sulla superficie del corpo, delle d.d.p. che, a causa del propagarsi di potenziali d’azione nelle fibre muscolari cardiache, si generano tra diversi punti del corpo stesso.

        La forma e l’intensità di queste d.d.p. dipendono evidentemente dalla posizione degli elettrodi (questi normalmente vengono fissati ai polsi ed alle caviglie) (**).

        In fig. 13 è mostrato un tipico tracciato elettrocardiografico d’un cuore normale. Il primo aumento della d.d.p. (detto onda P) è dovuto alla depolarizzazione atriale. L’onda QRS è dovuta alla depolarizzazione ventricolare e maschera l’effetto, assai meno rilevante, della ripolarizzazione atriale. La terza onda, indicata con T, è dovuta alla ripolarizzazione ventricolare.


Fig. 13.


        L’analisi d’un elettrocardiogramma a scopo diagnostico si basa sullo studio della forma, della grandezza e della relazione temporale tra le successive onde che si ottengono in tracciati rilevati con diverse disposizioni degli elettrodi.

        Andamenti atipici e valori anormali delle ampiezze delle onde rivelano anomalie nel funzionamento del muscolo cardiaco (ad esempio aritmie), danneggiamenti del tessuto cardiaco (ad esempio dovuti ad infarto) ed altri difetti del cuore.

EFFETTI DELLE CORRENTI ELETTRICHE SULL’ ORGANISMO UMANO


        Più sopra abbiamo valutato il ruolo che la presenza ed il movimento di cariche elettriche (o più precisamente di ioni positivi e negativi) hanno nella trasmissione di quei segnali elettrici dai quali dipende il corretto funzionamento (e quindi la sopravvivenza) degli organismi animali (ed in particolare del corpo umano).

        Da quanto detto risulta ovvio infatti che concentrazioni anomale od improvvise migrazioni di ioni possono sconvolgere a tal punto il sistema elettrico biologico (costituito dalla rete di fibre nervose e muscolari) da provocare effetti patologici letali(4), anche quando gli effetti fisici di queste azioni (ad esempio la produzione di calore per effetto Joule(5)) sono trascurabili.

        Un’analisi un po’ approfondita degli effetti dannosi d’uno shock elettrico deve necessariamente partire dalla valutazione dell’entità di questo, cioè dalla determinazione della quantità di carica che viene immessa nel soggetto e dalla velocità con la quale viene immessa, cioè della corrente elettrica che viene a circolare nel corpo.

        Poiché le correnti elettriche, dalle quali un utente può venire accidentalmente investito, sono caratterizzate da diversi parametri (intensità, frequenza, durata del contatto, percorso, ecc.) e poiché è proprio dai valori di questi che dipende il livello di pericolosità dell’infortunio elettrico, esaminiamo l’influenza di ciascuno di tali parametri separatamente.


9. Influenza dell’intensità della corrente elettrica.


        Dalle prove sperimentali finora eseguite risulta che l’organo esterno del corpo umano più sensibile alla corrente elettrica è la lingua. Il valore medio sperimentale della corrente minima cui la lingua è sensibile, chiamato valore di soglia (ricavato facendo prove su un gran numero di persone), è risultato pari a 45 
mA, sia per la corrente continua che per quella alternata. Le prove sperimentali sono state eseguite usando due sottili fili di platino appoggiati leggermente sulla punta della lingua; la corrente in essi circolante è stata aumentata progressivamente fino a che il soggetto percepiva una qualche sensazione del suo passaggio.

        Ai fini antinfortunistici è più importante però conoscere il valore di soglia per la percezione sulle mani, in quanto è attraverso queste che viene normalmente immessa la corrente elettrica nel corpo umano.

        I risultati sperimentali ottenuti usando una corrente continua sono riportati in fig. 14 su una « carta probabilistica » (***).


Fig. 14.



        I dati raccolti (6) seguono una distribuzione normale e danno un valore di soglia pari a 5.2 mA, cioè il 50% delle persone è sensibile ad una corrente di 5.2 mA.

        Per correnti alternate (60 Hz) si trova una curva analoga, con un valore della soglia di percezione assai più ridotto e cioè di 1.1 mA circa. I valori suindicati riguardano una popolazione adulta e maschile; per le donne i valori riportati vanno ridotti di circa il 35% e per i bambini di fattori ancora superiori.

        Per gli scopi che si siamo proposti, risulta ancora più determinante il valore della cosiddetta corrente di rilascio, cioè della massima corrente che permette, a chi ne è attraversato, d’interrompere autonomamente il contatto con il conduttore sotto tensione.

        Correnti di valore anche leggermente superiore a quello della corrente di rilascio possono « congelare » il soggetto al circuito.

        Correnti di tali valori sono molto pericolose anche se il contatto è breve perché, a causa delle intense contrazioni involontarie dei muscoli, provocano una rapida diminuzione della forza muscolare e possono produrre svenimenti, collassi e perfino uno stato d’incoscienza seguito da morte. Dai valori della corrente di rilascio a 60 Hz, ottenuti con prove su 134 uomini e 28 donne (7), sono stati ottenuti i grafici in fig. 15 a). Dai risultati per la corrente continua, ottenuti con prove su soli 28 uomini, è stato ottenuto il grafico riportato in fig. 15b).

        Da questi è possibile ricavare che per la corrente alternata il valore medio della corrente di rilascio (per il 50% delle persone il valore della corrente di rilascio è compreso tra 0 ed il valor medio) risulta pari a 10.5 mA per le donne e 16 mA per gli uomini. Per la corrente continua, a causa della bassa statistica, si è calcolato, estrapolando i dati sperimentali, un valore di 76 mA per gli uomini e 51 mA per le donne.

Fig. 15.

        Tutti gli effetti dannosi che una corrente elettrica esercita su un corpo umano sono più o meno legati alla sua intensità. Per alcuni di tali effetti, però, l’intensità non è la sola ad avere un ruolo fondamentale e pertanto si ritiene utile descriverli in altre sezioni.

        Correnti d’intensità relativamente elevata possono esercitare un’azione diretta sui centri respiratori, provocandone la paralisi con conseguente asfissia. Le alterazioni della funzione respiratoria rappresentano una così temibile conseguenza della folgorazione (spesso sono così gravi da condizionare l’esito dell’infortunio) da giustificare la massima terapeutica, formulata già molti armi fa, di « trattare l’elettrocutato come un annegato », praticandogli quindi come prima cosa la respirazione artificiale.

        Anche sul sistema nervoso si possono produrre azioni dirette della corrente elettrica, che provocano ad esempio alterazioni più o meno persistenti dell’attività elettrica cerebrale.

        Correnti di minima intensità sono spesso sufficienti a determinare alterazioni morfologiche delle cellule nervose.

        Lesioni neurologiche del midollo spinale, quasi sicuramente riferibili ad azione diretta della corrente, possono portare ad esempio a paralisi temporanee degli arti dei folgorati. In essi poi si manifestano disturbi della sfera psichica che possono durare da pochi minuti a qualche mese e che vanno dalla perdita di coscienza allo stato confusionale, allo stato d’eccitamento, alla psicosi d’angoscia, allo stato allucinatorio, all’amnesia retrograda, ecc. A lesioni d’organi del senso sono dovuti sintomi quali vertigini (pressocché abituali nei primi giorni dopo l’infortunio), sordità, abbagliamento, indebolimento della vista, ecc.

        Infine un importante effetto legato direttamente all’intensità di corrente è quello di provocare ustioni. Esse sono dovute allo sviluppo di calore per effetto Joule e quindi all’aumento di temperatura che accompagna il passaggio d’una corrente elettrica in una resistenza.

        Detta dT la variazione di temperatura che un corpo subisce per effetto del passaggio d’una corrente di densità J per un tempo dt, si ha che


dove 
r (resistenza specifica) e Cv (calore specifico a volume costante) sono parametri caratteristici del corpo in considerazione. Questa relazione ci consente di rilevare come la gravità delle ustioni, sicuramente legata all’entità dell’aumento di temperatura, sia legata, più che all’intensità della corrente, alla densità della corrente. Risulta quindi assai più pericolosa una corrente che entra nel corpo umano attraverso un contatto di piccole dimensioni, che la stessa corrente che entra attraverso un contatto di grandi dimensioni. Ad esempio la corrente che, fluendo attraverso un’area di contatto di 1 mm2, può provocare un aumento di temperatura dell’ordine di 1800 °C, fluendo attraverso un’area di 10 mm2, provoca un aumento della temperatura di circa 18 °C.

        La (2) inoltre rende conto del fatto che è la parte più superficiale della cute, la quale possiede un’alta resistività ed un basso calore specifico, il tessuto che viene maggiormente danneggiato.

        Le ustioni però non coinvolgono solo la cute, o più specificatamente l’epidermide, ma anche tessuti degli strati più profondi, fino alla struttura scheletrica. Inoltre, man mano che la potenza assorbita aumenta, si passa da lesioni dovute essenzialmente a fenomeni d’essicamento a lesioni dovute ad evaporazione, volatilizzazione (si danno casi in cui i tessuti sono stati riscaldati fino a 3000 °C), necrotizzazione e carbonizzazione.

        Le ustioni elettriche sono praticamente indolori, a causa della rapida distruzione delle terminazioni sensitive che si trovano nei tessuti colpiti, ed inoltre sono progressive, nel senso che attorno alle zone necrotizzate immediatamente e direttamente vi è spesso una regione di tessuti che sono stati profondamente colpiti, ma che muoiono molto più lentamente (addirittura dopo parecchi giorni).

        Questo processo lento provoca tra l’altro l’immissione in circolo di sostanze tossiche, liberate dai tessuti necrotici, e quindi un’insufficienza renale acuta che può provocare la morte inattesa del folgorato, che appariva ormai in via di guarigione.

10. Influenza della frequenza della corrente elettrica.

        Un altro parametro che ha importanza fondamentale nel determinare la gravità degl’infortuni elettrici è costituito dalla frequenza della corrente. In fig. 16 sono state riportate in grafico, in funzione della frequenza, correnti con diverse probabilità di rilascio per gli uomini (i valori per le donne, anche in questo caso, sono pari a circa il 66% di quelli degli uomini) (8)(9). Nella curva 1) è indicato il limite sotto il quale non si ha alcuna reazione nel corpo al passaggio della corrente. Nella curva 2) è riportato il valore della corrente per il quale la probabilità di percezione è del 50%. Nella curva 3) il valore per il quale la probabilità di percezione è del 99.5%.
Nella curva 4) è riportato il valore della corrente per il quale il 99.5% degli esaminati è riuscito a staccarsi; lo 0.5% quindi non è riuscito a staccarsi. Nella curva 5) il valore della corrente per il quale il 50% degli esaminati è riuscito a staccarsi. Nella curva 6) il valore della corrente per il quale solo lo 0.5% degli esaminati è riuscito a staccarsi; il 99.5% non è riuscito a staccarsi dalla parte in tensione.

Fig. 16.


Come si vede, le curve presentano un minimo per frequenze nell’intervallo fra 10 e 100 Hz; quindi le frequenze industriali [(50 ÷ 60) Hz] sono le più pericolose. Si può qualitativamente giustificare l’andamento delle curve di fig. 16 notando che le correnti continue non provocano un’eccitazione neuromuscolare, se non in fase di transitorio : esse producono solamente calore per effetto Joule e fenomeni d’elettrolisi responsabili di danneggiamenti locali. Nel caso di corrente continua, infatti, il tetano muscolare compare solo per valori elevati d’intensità.

        Le correnti alternate invece, a parità di condizioni, sono più pericolose, perché provocano intense azioni eccitomotorie: sono infatti equivalenti ad uno stimolo di tipo iterativo, che causa facilmente la tetanizzazione dei muscoli. Questo può determinare il congelamento al conduttore della parte del corpo già in contatto (basta pensare al caso d’un contatto attraverso le mani, per il quale la vittima rimane spasticamente afferrata al conduttore, a causa delle contrazioni muscolari cui è soggetta). Man mano che la frequenza aumenta, poi, la pericolosità della corrente diminuisce (in accordo con il modello della membrana d’una cellula illustrato in precedenza). Infatti l’intensità dello stimolo alternato, ad un certo istante, dipende dalla costante di tempo del circuito cui è applicato, la quale può essere tale da impedire allo stimolo di raggiungere un valore apprezzabile (il processo di scarica del condensatore ha inizio molto tempo prima che si sia completato quello di carica, rendendo impossibile alla d.d.p. ai capi del condensatore di raggiungere valori sensibili). In particolare, per frequenze da 10 kHz a 100 kHz, il valore della corrente di rilascio aumenta rapidamente: a circa 1 MHz non si ha più shock elettrico e la corrente generalmente provoca solo ustioni. Esiste inoltre un effetto, detto « effetto pelle », per il quale all’aumentare della frequenza la corrente tende ad interessare strati di tessuto sempre meno profondi. Ciò causa un aumento della densità di corrente nelle regioni periferiche del corpo, che può anche causare gravi ustioni alla cute, ma costituisce nello stesso tempo una decisiva salvaguardia per i più delicati organi interni.

        Può essere utile, a questo punto, accennare al pericolo che deriva all’uomo dalla prolungata esposizione ad intensi campi elettromagnetici d’elevata frequenza. Il corpo umano, essendo equivalente ad un conduttore caratterizzato da una certa resistenza e da una costante dielettrica, quando è esposto ad un campo elettromagnetico, quale ad esempio quello presente in prossimità d’apparecchiature di riscaldamento ad alta frequenza per usi industriali (trattamento dei metalli, lavorazione del legno, ecc.) o per usi domestici (forno a microonde), assorbe una parte dell’energia associata al campo. Questo assorbimento, se opportunamente dosato e controllato, può essere sfruttato a scopi terapeutici (marconiterapia, terapia a microonde, ecc.); se è prolungato ed incontrollato può produrre gravi alterazioni dell’organismo (lesioni all’apparato genitale, alla tiroide, all’ipofisi ed al sistema nervoso). Finora non è stato possibile ottenere risultati sperimentali univoci sulla massima quantità d’energia elettromagnetica assorbibile senza danni dall’organismo umano: vengono proposti limiti che vanno da
10 mW/cm22 a 10 
mW/cm2, a seconda del tempo d’esposizione e della frequenza delle onde (10).

11. Influenza del percorso della corrente.

        Il percorso della corrente attraverso il corpo varia al variare delle parti che vengono a contatto con il conduttore sotto tensione, seguendo in linea di massima il percorso più breve che unisce i punti tra i quali viene a stabilirsi una d.d.p. È evidente che più pericolosi si rivelano quei percorsi che interessano organi vitali molto sensibili. Tra questi vanno sicuramente annoverati quelli che hanno come estremi le due mani od una mano ed il piede opposto, perché interessano la regione cardiaca, o quelli che coinvolgono la testa, interessando in tal modo il cervello ed il midollo spinale. Va comunque rilevato che una certa frazione della corrente totale interesserà sempre anche le parti del corpo più lontane dal percorso diretto, tanto che una corrente, di densità ancora sufficientemente elevata da provocare gravi conseguenze, può attraversare ad esempio la regione cardiaca, anche se i contatti sono tali da escluderla dal percorso diretto.

12. Influenza della durata del contatto.

        Anche la durata del contatto costituisce un importante fattore che concorre a determinare la gravità d’uno shock elettrico. Come si è visto, particolarmente importante è la durata del passaggio della corrente nelle fibre nervose e muscolari. Da questa, infatti, oltre che dall’intensità della corrente, dipende la soglia d’eccitazione delle fibre. Ad esempio le fibre del muscolo cardiaco possono risultare sensibili anche al

Fig. 17.

passaggio di correnti relativamente piccole (tanto che alcuni autori hanno fissato come valore limite non pericoloso 10 mA), purché per tempi sufficientemente lunghi od in periodi particolari, come vedremo meglio in séguito, durante i quali il cuore è particolarmente vulnerabile di fronte a stimoli elettrici. Questi costituiscono, per un cuore pulsante in modo ordinato e ritmico, segnali eccessivi ed irregolari: le fibre cardiache vengono sovrastimolate in maniera caotica, iniziano a contrarsi in modo disordinato ed indipendentemente l’una dall’altra, instaurando un regime di funzionamento anomalo, detto « fibrillazione » (vedi fig. 17), che comporta l’incapacità del cuore di pompare sangue « ossigenato » lungo le arterie.

        La pressione arteriosa, infatti, cade rapidamente a quei valori cui corrisponde l’arresto circolatorio, con conseguente paralisi delle funzioni cerebrali. Clinicamente si osserva nell’infortunato perdita di coscienza, pallore estremo, scomparsa del battito del polso e dei toni cardiaci, inibizione progressiva del respiro, convulsioni, morte.

        Questo, che è sicuramente l’effetto più grave e temibile della folgorazione sul cuore, s’innesca preferibilmente durante il breve intervallo in cui i ventricoli si ripolarizzano (onda T) (vedi fig. 18). Infatti questo è il momento in cui il potenziale d’azione delle fibre tende a ritornare allo stato di riposo e le fibre ventricolari, non più pilotate dal nodo SA, sono particolarmente sensibili alle correnti esterne.

Fig. 18.


        Se il tempo d’azione è sufficientemente lungo, anche la corrente continua può dare origine ai fenomeni di tetanizzazione, cui si è accennato a proposito delle correnti alternate.

        Quando poi gl’infortuni sono dovuti ad alta tensione (parecchie centinaia di volt), l’effetto estremamente violento provocato sulla muscolatura tende quasi sempre a far si che l’infortunato venga scagliato lontano dall’oggetto sotto tensione. Ciò introduce per la vittima il pericolo di lesioni per urto, ma limita notevolmente nel tempo l’azione deleteria della corrente.

        Un’ulteriore autolimitazione del tempo di passaggio delle correnti d’intensità elevata è dovuta al fatto che i fenomeni d’ustione per effetto Joule, che insorgono rapidamente nei tessuti, ne possono aumentare talmente la resistenza da arrivare ad isolare l’infortunato dal conduttore sotto tensione.

13. Limiti di pericolosità della corrente.

        Per quanto detto nelle sezioni precedenti, è facilmente intuibile come da tempo gli sforzi di molti ricercatori si siano indirizzati verso l’individuazione dell’intensità di corrente minima in grado di provocare la fibrillazione in funzione della durata del suo passaggio (11) (12), in modo da poter stabilire quando la fibrillazione cardiaca o non è possibile o, quanto meno, è assai poco probabile.

        È evidente che in questo caso esperienze dirette sull’uomo non sono possibili; si sono dovuti perciò estrapolare per l’uomo (con tutte le incertezze che simili operazioni comportano) i risultati ottenuti su animali di taglia diversa.

        Questi furono sintetizzati da Dalziel (13) (14), che, per correnti di frequenza pari a 60 Hz, propose per l’uomo il diagramma riportato in fig. 19. Va a questo punto ricordato che shock elettrici di breve durata, cioè che durano un tempo più breve di quello del ciclo cardiaco (1 s circa nell’uomo), innescano la fibrillazione ventricolare sostanzialmente quando arrivano al cuore nella « fase vulnerabile » del ciclo cardiaco; shock di lunga durata, cioè che durano un tempo più lungo di quello del ciclo cardiaco, la innescano sempre. Inoltre è stato verificato che accanto ad un valore minimo d’intensità, al di sotto del quale la corrente normalmente non determina la fibrillazione ventricolare (soglia di fibrillazione ventricolare), esiste anche un limite superiore d’intensità, al di là del quale la fibrillazione stessa o non si verifica affatto o rappresenta un’evenienza eccezionale. Per correnti alternate a 50 Hz e per durata del contatto dell’ordine di qualche secondo, il massimo di probabilità di fibrillazione si ha per correnti da 100 a 500 mA.

Fig. 19.


        Per quanto i dati siano incerti, sembra che la corrente continua presenti una soglia di fibrillazione che è circa 5 volte superiore a quella della corrente alternata, mentre la soglia pericolosa per scariche elettriche impulsive molto brevi è stata fissata attorno a 50 W.s (15).

        Infine, è opportuno segnalare che la Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) ha proposto, sulla base dei risultati ottenuti in diverse ricerche sperimentali, il «diagramma di sicurezza » riportato in fig. 20.



        I dati riportati valgono per correnti alternate (50 o 60 Hz), per uomini di peso di 50 kg e per tragitto della corrente tra le estremità (mano-mano e mano-piede).

        In fig. 21 è riportato il diagramma di sicurezza per correnti continue in condizioni analoghe a quelle della figura precedente.

        È ancora importante ricordare che per persone di peso corporeo inferiore a 50 kg (donne e bambini ad esempio) i limiti suddetti vanno ridotti in proporzione al peso e che tali limiti non assicurano la perfetta incolumità di tutti i soggetti; essi rappresentano un compromesso fra l’economia delle realizzazioni tecniche e la probabilità d’infortunio, il che porta ad escludere dalla sicurezza un numero di persone non trascurabile, ad esempio tutti coloro che hanno naturalmente o per cause transitorie una resistenza corporea molto inferiore alla media (caso tipico di molti bambini).

14. Influenza della tensione.

        Come abbiamo avuto modo di vedere fino ad ora, gli effetti dannosi degl’incidenti elettrici sono in pratica legati alla corrente che passa attraverso il corpo umano; sarebbe quindi opportuno conoscere il valore di questa grandezza per ogni circuito elettrico. Peraltro, la sola grandezza elettrica normalmente nota con esattezza in un circuito è la tensione; d’altra parte, a causa delle considerevoli e non facilmente prevedibili variazioni delle resistenze in gioco (corpo umano, contatto, ecc.), non è possibile definire in modo univoco ad esempio la « tensione di rilascio ». Ciò non di meno, non è del tutto privo di significato, soprattutto tenuto conto del fatto che l’utente ha più familiarità con questa grandezza, fornire indicazioni sulla tensione, precisando le condizioni in cui esse sono state ottenute. Un numero abbastanza rilevante di prove, eseguite sia su uomini che su donne, suggeriscono di fissare, per una frequenza di 60 Hz, una tensione minima di rilascio, per contatto da mano a mano e con elettrodi inumiditi con acqua salata, attorno ai 21 volt ; per contatto da una mano ad entrambi i piedi, con caviglie immerse in acqua salata, attorno ai 10 volt.

        In corrente continua, i corrispondenti valori vanno moltiplicati per un fattore sei. Questi valori per la tensione di rilascio mettono in evidenza come tensioni anche relativamente basse possano diventare pericolose per l’uomo. Purtroppo il fatto che la massa degli utenti d’energia elettrica sostanzialmente ignori questi dati fa sì che un grande numero di decessi per shock elettrici riguardi persone che non si cautelano sufficientemente dal venire a contatto con tensioni alternate, a frequenze industriali, di sole pochissime decine di volt, presenti fra il terreno ed elementi metallici normalmente a potenziale zero e frequentemente provocate da guasti che sarebbero facilmente individuabili o prevedibili.

15. Resistenze che influiscono sul passaggio della corrente nel corpo umano.

        Per concludere, visto il ruolo importante ricoperto dalle resistenze in gioco negl’impianti elettrici nel determinare la pericolosità d’un infortunio elettrico, esaminiamo in dettaglio l’influenza di ciascuna d’esse. In fig. 22 è riportato il

Fig. 22.


circuito equivalente che caratterizza i casi più frequenti d’incidenti con correnti alternate.

        Con E0 si è indicata la f.e.m. del generatore (ad esempio la presa domestica di tensione), con R0 la sua resistenza interna, con Ru la resistenza dell’utilizzatore (elettrodomestico, motore, ecc.), con R1 la resistenza di contatto tra il conduttore e la pelle del corpo dell’utente, con R2 la resistenza del suolo e con R3 la resistenza del corpo dell’utente stesso.

        L’intensità di corrente I che circola nel corpo, riferendosi alla figura precedente, è data dalla


(dove si è supposto, per semplicità, che la resistenza interna del generatore sia molto piccola rispetto alle altre) ed è tanto maggiore quanto più piccole sono R1, R2 e R3.

        La resistenza di contatto R1 diminuisce all’aumentare dell’area di contatto con la parte sotto tensione. Anche ad una maggior pressione di contatto corrisponde una minore R1. È il caso d’apparecchi portatili che, saldamente sorretti e guidati dall’operatore, possono diventare assai pericolosi. In grado poi di ridurre a valori bassissimi R1 è l’eventuale umidità (ad esempio minime tracce di sudore) presente nel contatto. 

        La resistenza del suolo R2 è anch’essa molto variabile: è molto piccola se il suolo è costituito da un conduttore (ad esempio un oggetto metallico od un pavimento in mattoni), mentre è abbastanza elevata nel caso di pavimenti in legno secco, tappeti di gomma od altri materiali isolanti, ecc. Pertanto particolarmente pericolosi sono gl’incidenti nei bagni e nelle cantine, poiché in questi luoghi l’umidità diminuisce sensibilmente la resistenza del suolo. Ovviamente nel computo della resistenza R2 devono entrare anche tutte le resistenze eventualmente poste in serie fra l’infortunato ed il suolo vero e proprio e cioè suole delle scarpe (il cuoio ha una resistenza molto piccola, la gomma ha una resistenza elevata), scale, tavole, ecc.

        Per quanto riguarda la resistenza R3 offerta dal corpo umano bisogna ancora rilevare che essa dipende fortemente dalle particolari condizioni di prova. Il contributo maggiore al valore di tale resistenza viene dato dalla parte superficiale della cute (epidermide), che, per uno spessore dell’ordine del decimo di millimetro, ha, se asciutta, una resistenza per unità di superficie pari a 100 kW/cm2, praticamente attribuibile allo strato corneo.

        La resistenza per unità di superficie dello strato interno della cute (derma), che ha uno spessore di circa un millimetro, è invece molto più bassa, dell’ordine delle centinaia di W/cm2, così come la grande maggioranza dei tessuti interni, ricchi di liquidi ionizzati; la struttura scheletrica ed i tessuti adiposi hanno invece una resistività intermedia. La resistenza della pelle poi è cosi variabile che è possibile rilevare per essa valori diversi addirittura a seconda delle condizioni psicologiche del soggetto (****).


Fig. 23.


          Ad esempio in fig. 23 è riportata la resistenza della cute d’un individuo prima, durante e dopo un periodo di profonda meditazione (16).

        Misure effettuate dopo aver interposto tra le superfici degli elettrodi e la pelle una soluzione alcalina (per ridurre al minimo la resistenza di contatto) hanno suggerito per la resistenza del corpo umano i valori medi riportati nella tabella seguente.



        Tali valori sono stati rilevati per tensioni intorno alla tensione di rilascio. È importante fornire questa indicazione perché il valore della tensione è un altro dei parametri fondamentali da cui dipende la resistenza del corpo umano. In fig. 24 è stato riportato l’andamento, accettato in sede internazionale, della resistenza del corpo umano (mano-mano e
 mano-piede) in funzione della tensione a cui è sottoposto e dell’umidità della pelle. Naturalmente in questo grafico si presume che la pelle rimanga intatta, cioè che la cute non venga danneggiata dalla corrente, altrimenti i valori della resistenza 

Fig. 24.


potrebbero essere molto diversi. È inoltre importante notare che il valore della resistenza del corpo umano è lo stesso sia per correnti continue che per correnti alternate a frequenza industriale, mentre diminuisce alle alte frequenze. A tali frequenze, infatti, l’effetto capacitivo presente nel corpo umano (si pensi ad esempio al circuito equivalente d’una cellula riportato nella fig. 6) fa sì che l’impedenza del corpo risulti più piccola che nel caso di corrente a bassa frequenza.

 * * *

Gli autori sono grati al prof. V. Taglietti ed al per. ind. E. Grassani per gli utili suggerimenti.

NOTE

(1) Dall’articolo originale ho eliminato i primi due paragrafi che facevano riferimento a statistiche infortunistiche ormai superate. Ho lasciato solo la parte ancora utile [n.d.r.]. Sugli effetti della corrente elettrica vedi anche A. REALE e P. SALVADORI: Giornale di Fisica, 6, 243 (1965).

(2) J. F. Fulton e W. H. Howell : Fisiologia e biologia (Roma, 1976).

(*) Questo tipo di propagazione non è l’unico per le cellule del corpo umano. In alcune di queste la propagazione avviene per conduzione «saltatoria ».

(3) R. K. HOBBIE : Journ. Appli. Phys., 41, 824 (1973).

(**) Per quanto i contributi al potenziale in un punto dovuti alle singole cellule siano molto piccoli, i potenziali totali in quel punto raggiungono valori facilmente rilevabili (qualche mV), perché praticamente si sommano i moduli dei singoli contributi, essendo le cellule nei fasci muscolari cardiaci disposte parallelamente fra loro. Lo stesso non avviene ad esempio per le cellule del tessuto cerebrale : per queste, disposte in modo meno regolare, la somma vettoriale dei singoli contributi al potenziale raggiunge valori decisamente più piccoli (qualche mV), rendendo difficile il rilevamento d’un elettroencefalogramma.

(4) M. G. CREPET e F. GOBBATO : Patologia da elettricità (Padova, 1965).

(5) G. CORBELLINI : L’Energia Elettrica, 3, 176 (1972).

(***) La carta probabilistica è realizzata in modo tale da linearizzare la funzione

Se la distribuzione di probabilità della variabile casuale considerata è normale, come immediata conseguenza i punti [t, f(t)], riportati su detta carta, devono risultare allineati.

(6) C. F. DALZIEL e T. H. MANSPIELD : AIEE Trans., 69, 1162 (1950).

(7) C. F. DALZIEL e F. P. MASSOGLIA : AIEE Trans. (Applications and Industry), 75, 49 (1956).

(8) INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION REPORT : Effects of Current Passing Through the Human Body, Publication 479 (1974).

(9) G. BELLODI ed A. BORGHESI : Considerazioni su alcune curve riguardanti gli effetti delle correnti elettriche sul corpo umano, in corso di pubblicazione.

(10) V. CARRESCIA: Quattrofili, 16, 28 (1973).

(11) L. P. FERRIS, B. G. KING, P. W. SPENGE e H. B. WILLIAMS : AIEE Trans. (Electrical Engineering), 55, 498 (1936).

(12) W. B. KOUWENHOVEN, R. W. CHESNUT, G. G. KNICKERBOCKER, V. R. MILNOR e D. K. SASS: AIEE Trans. (Communications and Electronics), 78, 163 (1959).

(13) C. F. DALZIEL: AIEE Trans. (Electrical Engineering), 65, 579 (1946).

(14) C. F. DALZIEL : AIEE Trans. (Power Apparatus and Systems), 79, 667 (1960).

(15) C. F. DALZIEL: AIEE Trans. (Power Apparatus and Systems), 72, 1032 (1953).

(****) Sulla registrazione della variazione di questa grandezza, oltre che della frequenza cardiaca e di quella respiratoria, è basato il funzionamento della cosiddetta «macchina della verità».

(16) R. K. WALLACE e H. BENSON: Le Scienze, 45, 70 (1972).

Capitolo Secondo

Sistemi di protezione contro l’elettrocuzione

G. Bellodi, A Borghesi

Seminario Didattico della Facoltà di Scienze – Istituto di Fisica Generale A. Volta dell’Università di Pavia

E. Grassani

Gruppo studi elettrotecnici Necchi S.p.A., Pavia

*****

Pubblicato su: La Fisica nella Scuola, XI, 2, aprile-giugno 1978

e: La Fisica nella Scuola, XI, 3, luglio settembre 1978

[Questo lavoro è pubblicato su una rivista diversa rispetto a quella su cui era pubblicato il  Capitolo Primo. Gli autori hanno qui riportato in modo meno completo quella che io ho fornito come Capitolo Primo. Quindi manca, in questo articolo la prima parte, inutile ripetizione di quanto già pubblicato. Questo è il motivo delle numerazioni di note e figure che non iniziano dal numero 1].

L’articolo è del 1978. Sono passati 27 anni e, particolarmente, le norme antinfortunistiche sono cambiate. In fondo all’articolo, troverete l’aggiornamento al 2005 delle norme di legge relative all’infortunistica sul lavoro (caso elettrico). Della cosa ringrazio mio fratello, Fernando, che è un ingegnere esperto in materia antinfortunistica.

R.R.

1. Collegamento a terra

        Il metodo normalmente usato, per far sì che la tensione di contatto Vc, e di conseguenza la corrente che può circolare nel corpo dell’infortunato, non possano superare valori pericolosi, consiste nel portare tutte le parti metalliche abitualmente non in tensione dell’apparecchiatura elettrica ad un potenziale il più possibile vicino a quello di terra. Per ottenere ciò è necessario connettere le varie parti metalliche all’impianto di terra mediante un conduttore di protezione (messa a terra).

        Non vogliamo qui dilungarci (vedi bibliografia 8) su come tecnicamente debba essere realizzato tale tipo di collegamento, tanto più che questo è un problema in generale molto complesso, affrontabile solo da persone esperte e secondo le norme legislative e tecniche (Comitato Elettrotecnico Italiano) ben precise che esistono in materia.

        Vogliamo solo ricordare che il conduttore di protezione è obbligatorio in tutti gli edifici civili e che ogni presa elettrica a tensione superiore a 50 V (50 Hz) deve essere munita di alveolo per la messa a terra, connesso a tale conduttore. Questo va poi collegato ad un sistema disperdente, costituito generalmente da una serie di punte d’acciaio ramato collegate fra di loro e opportunamente interrate.

        E’ importante rilevare che le tubazioni idriche di un appartamento non devono in linea di massima fungere da conduttore di terra. Il loro necessario collegamento all’impianto di messa a terra ha come scopo quello di rendere equipotenziali le masse metalliche dell’edificio.

        Questa norma è spesso disattesa, con conseguenze sulle quali è utile soffermarsi, trattando un esempio pratico.

        Si prenda in esame una lavabiancheria il cui conduttore di protezione è stato collegato all’impianto idrico.

        La parte di tubazione immersa nel muro può avere scarsissime proprietà disperdenti a causa delle innumerevoli giunzioni e raccordi che, se non sono proprio elementi isolanti (*), possono tuttavia introdurre diverse resistenze elettriche di contatto lungo l’intero tratto fra il punto di attacco alla lavabiancheria e la tubazione principale interrata.

        L’eventuale messa in tensione della carcassa della lavabiancheria metterebbe in tensione una parte o l’intero impianto idrico dell’edificio, se non dovessero intervenire le protezioni dell’utente.

        Il funzionamento dell’impianto di messa a terra può essere meglio studiato esaminando la fig. 4 che rappresenta la situazione di fig. 3 con l’aggiunta del collegamento a terra della carcassa dell’utilizzatore (**).

Fig. 3

Fig. 4


        In questo caso il potenziale Vu che assume la carcassa dell’utilizzatore è sostanzialmente dato da:


dove con Rt si è indicato il valore della resistenza relativa al collegamento di messa a terra della carcassa dell’utilizzatore.

        Per quanto visto è facile notare come Vu sia tanto più piccola quanto più piccola è Rt ed in pratica (nelle condizioni più sfavorevoli) Vu coincida con Vc, così da permetterci di considerare nel seguito le due grandezze come coincidenti.

        Si può notare inoltre che la corrente che attraversa l’infortunato è tanto più piccola quanto più è piccola Rt rispetto a R2 + R3 + R4 + Rt1, ma che anche nella situazione più favorevole, in cui Rt fosse qualche centinaio di volte più piccola di R2 + R3 + R4 + Rt1, la corrente circolante in queste ultime potrebbe assumere ancora valori letali.

        Pertanto la semplice messa a terra dell’utilizzatore non può considerarsi sufficiente ai fini di una efficace protezione contro le tensioni di contatto. A questa va aggiunta e coordinata una protezione «attiva» che impedisca il fluire verso terra di una corrente di eccessivo valore interrompendo il circuito di alimentazione.

2 – Fusibile

        Il dispositivo più semplice ed economico per limitare la corrente che fluisce nei circuiti è il fusibile.

        La funzione del fusibile è però più quella di proteggere i componenti elettrici dalle sovracorrenti che non quella di intervenire all’atto in cui si verificano le piccole dispersioni verso terra, che pure rappresentano una fonte di pericolo per l’utente.

        In fig. 5 è rappresentato un circuito elettrico nel quale la protezione dell’utilizzatore dalla eventuale corrente di guasto verso terra è ottenuta tramite due fusibili (ad es. con corrente nominale di 16 A).

Fig. 5


        Dalla tabella «corrente-tempo d’intervento», fornita dalla ditta costruttrice e riportata in fig. 6, si ricava che il fusibile fonde in 5 s (massimo tempo di applicabilità per una tensione di contatto Vc pari a 50 V, vedi Capitolo I, par. 14) quando è attraversato da una corrente pari a circa 40 A.

Fig. 6


        Al passaggio di tale corrente si stabilirà fra la carcassa dell’utilizzatore e la terra una tensione di contatto Vc. Perché questa non superi i 50 V, la resistenza Rt dovrà essere:


        Ma un unico dispersore verticale di terra difficilmente permette di ottenere un così basso valore di resistenza. Pertanto in questo caso la tensione di contatto risulterebbe sicuramente superiore ai limiti di sicurezza. E’ bene rilevare inoltre che l’interruzione di un solo fusibile non determina il completo distacco elettrico dell’utilizzatore dal circuito di alimentazione, favorendo l’instaurarsi, durante le operazioni di ricerca del guasto, di situazioni pericolose per i manutentori. Per quanto visto bisogna concludere che l’uso del fusibile non è consigliabile ai fini della protezione contro l’elettrocuzione.

3 – Interruttori automatici


        Anche l’interruttore automatico o magneto-termico (ottenuto dalla combinazione di due dispositivi, uno che apre i contatti grazie al riscaldamento provocato dal passaggio della corrente elettrica in una lamina bimetallica, l’altro che apre i contatti per effetto dell’attrazione che viene ad esercitarsi tra una bobina percorsa da corrente ed una ancorina di materiale ferromagnetico) è un’apparecchiatura nata allo scopo di proteggere i conduttori e gli utilizzatori dai sovraccarichi e dai cortocircuiti.

        In fig. 7 è riportata una tipica caratteristica d’intervento dell’interruttore automatico.

Fig. 7


        Per determinare la corrente d’intervento, in relazione al tempo di intervento richiesto, è sufficiente moltiplicare la corrente nominale In dell’apparecchio in esame per il fattore moltiplicativo indicato sulla scala delle ascisse. Come si vede dal grafico, fino a poco più di 10 In l’intervento è lento ed avviene per opera del dispositivo termico; per valori superiori di corrente, l’intervento, determinato dal dispositivo magnetico, è pressoché istantaneo.

        In fig. 8 è illustrato un circuito elettrico, la cui protezione è affidata ad un interruttore magnetotermico.


Fig. 8

        Per confrontare il comportamento di quest’ultimo con quello del fusibile visto in precedenza, immaginiamo di avere a disposizione un interruttore automatico con una corrente nominale pari a 16 A. L’elemento termico dell’interruttore interviene in 5 s per una corrente pari a 8 In, cioè 128 A. In caso di guasto la tensione di contatto risulterà inferiore a 50 V solo nel caso in cui


condizione che è ancora più difficile da realizzare di quella prevista per il fusibile.

        L’elemento magnetico interviene in tempi molto brevi (inferiori a 20 ms) ma per valori di corrente a partire da 11 In, nel nostro caso 176 A.

        D’altra parte nel circuito di fig. 4, essendo la resistenza Rt2 normalmente dell’ordine di 1 W, circolano 176 A solo nel caso che la Rt sia inferiore a 0,25 W. Risulta chiaro quindi che l’interruttore magnetotermico non costituisce in questi casi una protezione efficace contro i pericoli di elettrocuzione causati da guasti verso terra. Viceversa dai dati della fig. 3 appare chiaro che l’interruttore magnetotermico, grazie alla sua capacità di intervenire rapidamente con correnti elevate, risulta estremamente efficace in casi di cortocircuito. Ad es. cortocircuitando la rete con una resistenza dell’ordine di 1 W si avrebbe, per l’interruttore con In = 16 A, un tempo di intervento inferiore a 0,02 s.

4 – Messa al neutro

        Con la definizione generica di messa al neutro si intende il collegamento delle carcasse metalliche degli utilizzatori al conduttore neutro del sistema d’alimentazione. Si presuppone con ciò che il neutro sia derivato dal centro stella e collegato a terra nel generatore (vedi fig. 9).

Fig. 9


         Le norme del Comitato Elettrotecnico Italiano (C.E.I.) 11-11 (1959) relative agli impianti elettrici negli edifici civili prevedevano la messa al neutro fra i sistemi di protezione contro le tensioni di contatto. Il supplemento S. 468 (1975) ha provveduto però a modificare integralmente il testo dell’articolo e cita che: «non può considerarsi come conduttore di protezione il conduttore neutro, anche se messo a terra». L’esame delle implicazioni che sorgono dall’adozione della messa al neutro è abbastanza laborioso, ma è opportuno affrontare per esteso l’argomento, allo scopo di evidenziare i gravi pericoli che un tale sistema può comportare.

        In molte abitazioni, elettricisti senza scrupoli, alla richiesta della messa a terra da parte dell’utente, provvedono sostituendo tutte le prese a 2 alveoli con altrettante provviste di contatto di terra ed effettuano quindi semplicemente un collegamento fra l’alveolo corrispondente al neutro dell’impianto ed il morsetto di terra, esponendo l’utente a considerevoli rischi, come vedremo tra poco.

        a) In fig. 9 è riportato un circuito nel quale l’utilizzatore trifase ha la carcassa metallica collegata al neutro dell’alimentazione.

        L’utilizzatore di per sé non dispone di un impianto per la messa a terra.

        In questo modo un guasto a massa dell’utilizzatore è ricondotto ad un cortocircuito nella fase di alimentazione corrispondente. Il conduttore di neutro verrà attraversato dall’intera corrente di guasto I, il cui valore è dato da

essendo Vn la tensione nominale del sistema, Rs la resistenza del conduttore di linea e Rn la resistenza del conduttore neutro.

        La tensione di contatto Vc fra la carcassa dell’utilizzatore ed il terreno, risulterà pari a:


        Da quest’ultima formula si desume che la tensione di contatto è indipendente dal valore di resistenza Rt2 dell’impianto di messa a terra della cabina.

        Normalmente il rapporto RS/Rn risulterà uguale a 1; in questo caso la tensione di contatto Vc risulta uguale a circa 110 V. La semplice messa al neutro non può perciò assicurare una diminuzione della tensione di contatto fino al valore di 50 V, previsto dalle Norme come limite di sicurezza.

        In fig. 10 sono illustrati diversi utilizzatori monofasi alimentati da una stessa linea e tutti con messa al neutro.

Fig. 10

        L’installatore ha avuto l’accortezza di inserire l’interruttore unipolare sul filo di linea, pensando in tal modo di assicurare costantemente la messa a terra (tramite il neutro) per tutte le carcasse (le Norme C.E.I., 11-1, 1965, prescrivono comunque che negli impianti elettrici il conduttore di neutro non debba mai essere interrotto senza che il dispositivo di apertura agisca contemporaneamente sul conduttore o sui conduttori di fase). Ciò non è però sufficiente a salvaguardare l’utente; infatti un’interruzione del conduttore neutro, avvenuta a monte dell’utilizzatore (rottura di un fusibile, fuoriuscita del cavo da un morsetto, dimenticanza in fase di collegamento dopo un’operazione di manutenzione, guasto nell’interruttore generale, ecc.), predisporrebbe le carcasse b – c – d ad entrare in tensione, attraverso i corrispondenti circuiti elettrici degli utilizzatori, in seguito alla chiusura di uno o più interruttori unipolari.

        In un edificio civile questa situazione causerebbe la messa in tensione di tutte le carcasse metalliche, anche degli utilizzatori non funzionanti, con evidente pericolo per tutti coloro che dovessero entrarne in contatto.

        Per di più, un guasto a massa presso uno degli utenti, data l’interconnessione dei neutri, porterebbe elevate tensioni di contatto sugli impianti delle altre abitazioni, anche se questi si trovano in perfetto stato di isolamento.

        b) In fig. 11 è riportato lo stesso circuito della fig. 10 con aggiunto l’impianto di messa a terra indipendente dell’utente.


Fig. 11


        La carcassa dell’utilizzatore risulta collegata sia al neutro che al proprio impianto di messa a terra.

        In caso di guasto a massa la tensione di contatto è approssimabile dalla


        Da questa, per un certo Rc/Rn, risulta che VS diminuisce all’aumentare di Rt2/Rt e per valori sufficientemente grandi di questo rapporto si può scendere al di sotto dei valori previsti dalle norme di sicurezza.

        Il difetto fondamentale della messa al neutro, il pericolo cioè che l’interruzione del conduttore neutro possa mettere in tensione tutte le carcasse metalliche ad esso collegate, viene in questo caso mitigato dal collegamento alla terra indipendente.

        c) Gli impianti con messa al neutro rappresenterebbero un caso in cui gli interruttori automatici possono essere impiegati con una certa affidabilità nella protezione contro l’elettrocuzione. Ciò è dovuto al fatto che, come abbiamo visto, il guasto a terra si riconduce, attraverso il sicuro ritorno al neutro, ad un cortocircuito.

        Supponendo di inserire in linea, sul circuito raffigurato in fig. 11, un interruttore magnetotermico, questo, per la forte corrente provocata da un eventuale cortocircuito, sull’utilizzatore, interverrà quasi istantaneamente.

        L’apertura del circuito entro 0,02 s dovrebbe salvaguardare l’utente dall’elettrocuzione.

        In diversi Paesi europei, quali Svezia, Svizzera, Germania e Inghilterra, la messa al neutro è attualmente praticata con successo. La maggiore difficoltà risiede però nel fatto che per mantenere intatta l’efficacia del sistema, tutte le utenze ed i distributori devono unificarsi al medesimo modello di protezione: la messa al neutro appunto.
Se anche uno solo degli impianti allacciati in rete non si uniforma, proteggendosi esclusivamente con una buona messa a terra indipendente, l’intero sistema protettivo degli altri utenti ne risulta danneggiato.

        E’ a questo punto comprensibile perché, in un Paese come il nostro, dove gli impianti elettrici privati non subiscono alcun controllo, il C.E.I. abbia deciso di eliminare dalle Norme la protezione mediante messa al neutro.

        L’Ente distributore non è quindi tenuto ad assicurare all’utente l’efficienza del sistema protettivo fornito dal conduttore di neutro.

5 – Interruttore differenziale

        L’interruttore differenziale è formato da tre parti, aventi ognuna una specifica funzione. La successione d’intervento per ognuna di queste parti è di tipo sequenziale: la prima (sensore) percepisce una grandezza elettrica e la trasmette alla seconda (amplificatore) che, amplificatala, la invia alla terza (sganciatore); quest’ultima attua l’intervento finale elettromeccanico del dispositivo.

        In fig. 12 è schematizzato un circuito elettrico con protezione differenziale.

Fig. 12


        La parte sensibile dell’interruttore differenziale è costituita da un trasformatore toroidale i cui avvolgimenti, di poche spire, sono collegati ai due conduttori di linea e avvolti in senso opposto (vedi fig. 13). Questa particolare disposizione fa si che in ogni istante sia nullo il flusso del campo magnetico concatenato con gli avvolgimenti.

Fig. 13


        In caso che si verifichi a valle del toroide una dispersione a terra, le correnti di andata e di ritorno non risulteranno più uguali (correnti squilibrate). In tale situazione, il flusso del campo magnetico nel toroide (evidentemente variabile nel tempo) risulta diverso da zero e, conseguentemente, nell’avvolgimento secondario (D) (vedi ancora fig. 13) viene indotta una corrente proporzionale alla variazione di tale flusso. Questa corrente viene quindi inviata in un dispositivo che provvede ad amplificarla, in modo da rendere possibile il funzionamento del sistema di sganciamento.

        Una dispersione a terra, in termini infortunistici, significa una carcassa metallica sotto tensione o un contatto incerto verso terra di un conduttore con isolamento danneggiato, oppure un’elettrocuzione in atto su una persona con una parte del corpo collegata a terra ed un’altra in contatto con un elemento del circuito sotto tensione.

        L’interruttore differenziale non limita la corrente di dispersione, ma provvede, in tempi dettati dalla propria caratteristica di intervento, ad interrompere il circuito elettrico sul quale tale dispersione si è verificata.

        In fig. 14 è schematizzata una situazione in cui si verifica l’intervento del differenziale.

Fig. 14


        La carcassa dell’utilizzatore, per difetto di isolamento, è venuta a trovarsi sotto tensione; qualsiasi persona che dovesse entrare in contatto con essa verrebbe attraversata da una corrente (Ic).

        I casi che si possono verificare sono principalmente due:

a) la carcassa metallica dell’utilizzatore è collegata ad un impianto di messa a terra di resistenza Rt.
b) La carcassa metallica dell’utilizzatore è completamente isolata da terra.

        Nel caso a), all’insorgere del guasto verso massa si forma una corrente di dispersione Ig, tanto più elevata quanto più basso è il valore di Rt.

        La corrente I1, normalmente uguale a I2, sarà ora

I1 = I2 + Ig.

        Il toroide dell’interruttore differenziale rileverà perciò in questo caso uno squilibrio di corrente pari a:

I1 – I2 = Ig

        Se il valore di Ig risulterà uguale o superiore a quello della corrente differenziale nominale Idn d’intervento del differenziale, lo sganciatore tramite l’amplificatore riceverà una corrente sufficiente ad aprire l’interruttore T e ad arrestare l’alimentazione dell’utilizzatore guasto.

        In questo primo caso dunque, la protezione differenziale dovrebbe di norma intervenire tempestivamente, rendendo impossibile un’elettrocuzione dannosa.

        Nel caso b), l’assenza di un collegamento a terra dell’utilizzatore al verificarsi del guasto verso la massa, non provocherà alcuno squilibrio fra le due correnti I1 e I2 e l’interruttore differenziale non potrà intervenire.

        La persona che accidentalmente dovesse venire a contatto con la carcassa sotto tensione sarà pertanto attraversata da una corrente Ie. In questo caso si avrebbe:

Ig = I1 – I2 = Ie

        Risulta pertanto evidente come in questo secondo caso la sensibilità del differenziale debba essere maggiore rispetto a quella del caso precedente ed il tempo d’intervento brevissimo, al fine di salvaguardare direttamente l’incolumità della persona che funge da dispersore verso terra e da azionatore della sicurezza differenziale.

        Per evitare appunto un caso come questo, le Norme prescrivono che la protezione differenziale è da considerarsi sempre un mezzo complementare e non sostitutivo delle altre misure di sicurezza (messa a terra, isolamento, ecc.) normalmente adottate contro i contatti accidentali.

        La I.E.C. ha approvato una curva di intervento per gli interruttori differenziali con Idn = 30 mA che è stata messa a confronto con la curva di pericolosità proposta dalla I.E.C. stessa (vedi fig. 15).

Fig. 15.


        E’ bene osservare che i valori limite riportati in fig. 15 per l’interruttore differenziale in esame (Idn = 30 mA e tempo minimo d’intervento pari a 40 ms) sono quanto si può ottenere oggi dagli interruttori differenziali disponibili normalmente in commercio. Infatti, una Idn < 30 mA potrebbe portare a continui interventi intempestivi della protezione, causati da eventuali correnti di dispersione transitorie, mentre tempi minimi di intervento inferiori a 40 ms sono difficili da realizzare.

        Le curve di fig. 15 permettono di evidenziare i primi limiti protettivi dell’interruttore differenziale in esame; si notano infatti due zone (tratteggiate in figura) entro le quali l’interruttore differenziale non fornisce all’individuo sottoposto ad elettrocuzione la sicurezza che deriva da una sufficiente prontezza di intervento.

        Nella zona superiore, il perdurare di correnti inferiori a 30 mA, che attraversano il corpo per un tempo superiore a 0,5 s, può causare il temuto effetto del congelamento al circuito.

        Nella zona inferiore, correnti superiori a 200 mA, applicate al soggetto per un tempo che può raggiungere i 40 ms, possono indurre la fibrillazione nel muscolo cardiaco.

        Esistono poi dei casi di elettrocuzione in cui l’interruttore non interviene. Tra questi l’eventualità più classica e più pericolosa è quella dell’elettrocuzione per contatto simultaneo tra due fasi.

        In fig. 16 è schematizzato questo tipo di incidente: una persona, isolata dal terreno, subisce un’elettrocuzione fra le mani, venute accidentalmente a contatto con due diverse fasi del circuito di alimentazione.

Fig. 16.

        L’assenza di dispersione a terra della corrente non provoca alcun squilibrio (It = I2), pertanto il differenziale non interviene. D’altra parte, anche il fluire di una corrente disperdente superiore alla soglia d’intervento dell’interruttore differenziale potrebbe determinare l’intervento di quest’ultimo, ma il tempo di apertura del circuito risulterebbe comunque troppo lungo per limitare i danni della fortissima corrente di elettrocuzione che fluirebbe attraverso le braccia ed il cuore dell’infortunato.

        E’ poi tipico il caso di non intervento del differenziale che si verifica, ad es. in un edificio civile, quando ad un impianto di terra comune solo alcuni utenti abbiano aggiunto la protezione differenziale. Questi ultimi non possono ritenersi protetti dal fatto che una carcassa metallica, correttamente a terra, non sia sotto tensione. Basta infatti che nella terra comune dell’edificio circoli una corrente di dispersione, provocata da uno o più utilizzatori non protetti dal differenziale, perché tutte le carcasse collegate a terra, anche se protette dal differenziale, si trovino a valori di tensione pericolosi senza che il differenziale possa intervenire.

        Malgrado questi limiti l’interruttore differenziale, per quanto visto, risulta una protezione estremamente efficace, tale da poter essere considerata «ragionevolmente sicura».

6 – Trasformatore di isolamento

        Il trasformatore di isolamento è un apparecchio in grado di trasmettere energia elettrica da un circuito ad un altro e di assicurare nel contempo un «perfetto» isolamento elettrico fra i circuiti stessi. E’ costituito perciò da un trasformatore (mai da un autotrasformatore) caratterizzato dall’avere due avvolgimenti normalmente con rapporto di trasformazione 1:1.

        In fig. 17 è illustrato un circuito elettrico con un utilizzatore monofase, alimentato attraverso un trasformatore di isolamento T.

Fig. 17.

        L’utilizzatore non ha la carcassa metallica collegata a terra, e ciò nonostante, se durante un guasto a massa una persona venisse in contatto con il contenitore metallico, non sarebbe soggetta ad elettrocuzione, non determinandosi la chiusura verso terra del circuito secondario del trasformatore d’isolamento. Questa salvaguardia è estesa naturalmente anche al contatto diretto fra una fase e la terra. Per quanto detto si potrebbe pensare che, tranne in caso di elettrocuzione per contatto diretto con le due fasi o in caso di guasto fra primario e secondario del trasformatore, la protezione fornita da questo dispositivo sia quella «perfetta», senz’altro migliore di quella offerta dall’interruttore differenziale.

        Pur se meno evidenti che nei casi precedenti, esistono però anche in questo caso delle situazioni di inefficacia.

        Ad esempio, le capacità parassite (tratteggiate in fig. 17) che sempre caratterizzano il sistema circuito elettrico-terra, e che per opportune dimensioni del circuito a valle del trasformatore possono assumere valori non trascurabili, possono permettere il passaggio di correnti fra la terra e una fase, chiudendo così il circuito che in fig. 17 risulta aperto. Il che può causare il passaggio di una corrente, anche elevata, attraverso il corpo della persona in contatto con la carcassa dell’utilizzatore.

        A maggior ragione, il contatto casuale a terra di una parte del circuito che si trova a valle del trasformatore crea una via di ritorno in caso di contatto accidentale con la fase opposta del circuito. Il guasto a terra, per di più, non viene percepito dalle protezioni di massima corrente eventualmente presente nel circuito secondario e l’utente non può essere salvaguardato (come si è già visto) dall’eventuale intervento di fusibili o interruttori magnetotermici.

7 – Adozione della bassissima tensione

        I sistemi di protezione basati sull’uso di bassissime tensioni (non superiori a 50 V se alternate, non superiori a 75 V se continue) sono, sotto certi aspetti, simili al precedente. Queste bassissime tensioni vengono ottenute a partire dalla tensione di rete per mezzo di opportuni trasformatori. Un esempio è riportato in fig. 18.


Fig. 18


        Come si vede, il trasformatore riduttore ha una presa centrale nell’avvolgimento secondario collegata all’impianto di messa a terra. Così facendo si riconduce a un guasto a terra sul primario qualsiasi contatto accidentale fra i due avvolgimenti del trasformatore. Pertanto sul circuito primario è opportuno inserire un interruttore differenziale che intervenga prontamente ad impedire pericolose dispersioni a terra.

        Un secondo esempio (riportato in fig. 19) è quello nel quale la riduzione di tensione viene effettuata mediante un trasformatore di sicurezza (le cui caratteristiche sono riportate nelle Norme C.E.I. 107-36, 1976) privo di collegamento a terra.


Fig. 19

        La carcassa dell’utilizzatore non deve essere collegata a terra e nemmeno ad altre carcasse di apparecchi alimentati con altri sistemi, onde evitare l’instaurarsi delle situazioni pericolose che nel caso precedente erano ovviate dalla presenza del differenziale.

        Naturalmente questi dispositivi possono presentare gli stessi inconvenienti già ricordati per il trasformatore d’isolamento (vedi fig. 17). In questo caso però la tensione di contatto è al massimo pari a 24 V.

        Per quanto detto risulta quindi evidente che l’adozione della bassissima tensione di sicurezza costituisce il sistema protettivo sicuramente più efficace contro i pericoli dell’elettrocuzione, in quanto permette di eliminare totalmente la pericolosità della tensione di contatto, costringendone i valori entro limiti innocui per il corpo umano. Purtroppo però l’adozione generalizzata di un sistema protettivo di questo tipo comporterebbe costi economici proibitivi (ad es. sarebbe indispensabile aumentare le sezioni di tutti i conduttori).


Capitolo Terzo

Accorgimenti per impedire l’elettrocuzione


1 – Possibili cause di elettrocuzione

        Un’analisi dettagliata delle possibili cause di incidente elettrico porta a concludere che in esse sono presenti, spesso in modo concomitante, due ordini di fattori: quelli umani e quelli materiali e tecnici.

        Tra i primi sono tipici l’imprudenza e soprattutto l’ignoranza di chi utilizza apparecchiature elettriche. A che altro può essere infatti imputato il contatto con una parte normalmente sotto tensione di un circuito elettrico (ad es. un bambino che infila oggetti metallici in una presa domestica)?

        Tra i fattori materiali e tecnici (spesso indipendenti dall’apporto umano) possono annoverarsi ad esempio, il fatto che le carcasse o i sostegni metallici di apparecchiature elettriche possono trovarsi accidentalmente in tensione a causa del verificarsi, col tempo, di una perdita d’isolamento tra circuiti elettrici e parti metalliche accessibili (caso tipico di frigoriferi, cucine elettriche, lavatrici, boiler elettrici, stufette e ferri da stiro, tutti sottoposti a continui sbalzi termici e alla presenza di acqua); oppure il fatto che le guaine isolanti dei conduttori, per naturale invecchiamento o per eccessivo logorìo a cui vengono sottoposte durante l’uso, possono screpolarsi o tagliarsi, permettendo in tal modo o il contatto diretto con l’utente del conduttore in tensione o il contatto di quest’ultimo con parti metalliche accessibili di un apparecchio elettrico (ad es. l’ingresso negli apparecchi dei cavi di alimentazione può non essere protetto da un adeguato passacavo di gomma ed il continuo sfregamento della guaina isolante contro i bordi vivi di lamiera del foro può condurre ad una progressiva perdita di isolamento del cavo).

        Nei paragrafi seguenti cercheremo di suggerire, in aggiunta a quanto detto nel capitolo precedente, alcuni accorgimenti adatti a tutelare l’utente di apparecchiature elettriche contro i pericoli di un’elettrocuzione, le cui cause siano dovute sia ai fattori umani che a quelli materiali e tecnici sopra ricordati.

2 – Accorgimenti per impedire l’elettrocuzione in un impianto domestico

        a) Ogni impianto domestico deve essere protetto da un interruttore generale. Abbiamo visto che per questa funzione i più efficienti sono gli interruttori differenziali coordinati con un opportuno impianto di terra.

          Non va dimenticato però che i nomi particolarmente allettanti, con i quali vengono propagandati in Italia quasi tutti gli interruttori differenziali, illudono oltre misura l’utente digiuno di nozioni di elettrotecnica; questi spesso si convince che la protezione differenziale è in grado di proteggerlo in qualsiasi situazione mentre, come abbiamo visto, il differenziale, pur rappresentando un notevole progresso nella tecnica antinfortunistica elettrica, è caratterizzato da precise limitazioni d’intervento.

        L’interruttore generale deve essere sistemato in posizione visibile, ad una altezza da terra che permetta il suo normale azionamento senza far uso di attrezzi o scale. L’interruzione del circuito deve avvenire su tutte le fasi.

        L’interruttore generale deve essere aperto ogni qual volta si renda necessario un intervento sul circuito.

        La semplice apertura degli interruttori locali di ogni stanza non è sufficiente per la completa messa fuori tensione degli apparecchi utilizzatori. Ad esempio: per la sostituzione di una lampadina, l’apertura dell’interruttore a bilanciere che normalmente ne comanda l’accensione non è sufficiente; tale interruttore interrompe infatti una sola fase del circuito (che in un impianto mal fatto potrebbe essere il neutro). La persona che, durante la sostituzione della lampadina, dovesse accidentalmente entrare in contatto con la fase rimasta sotto tensione ed avere una parte del proprio corpo in collegamento con la terra, subirebbe un’elettrocuzione.

        Il contatto con la terra potrebbe, a prima vista, sembrare improbabile: il più delle volte per una operazione del genere si fa uso di scale o sedie, ma la scala e la sedia possono essere di materiale metallico; per mantenersi in equilibrio è poi frequente l’appoggio o il sostegno ad una struttura fissa della stanza (l’intelaiatura di una porta, un mobile, ecc.) e tale struttura può anch’essa risultare con-duttrice verso terra; un’ultima probabilità, per altro la più verificabile, è rappresentata dal contatto con l’intelaiatura o il sostegno metallico del lampadario, quando queste (come prescritto dalle norme) sono collegate a terra.

        Concludendo: solo l’apertura dell’interruttore generale è necessaria e sufficiente per scongiurare qualsiasi pericolo.

        b) Le prese di tensione costituiscono un eventuale mezzo di contatto diretto con la tensione di rete. Per questo motivo è opportuno scegliere, tra i diversi modelli in commercio, quelli che non consentono un accesso diretto alla rete ad altro che alla propria spina. Sono inoltre da evitare gli accoppiamenti ad esempio tra una spina con attacco di terra laterale (spesso usate da costruttori tedeschi) e una presa con alveolo di terra centrale.

        c) Le lampade, siano esse da soffitto o da tavolo, devono avere l’intelaiatura metallica collegata a terra; in caso di snodi, e conseguente precarietà di contatto fra le due parti, è necessario interconnetterle mediante un conduttore di rame.

        Deve essere periodicamente controllato lo stato di usura dei cavi elettrici di alimentazione per le lampade da tavolo, provvedendo in tempo alla loro sostituzione in caso di logorio della guaina isolante. I cavi di alimentazione non devono essere mai adibiti al sostegno dei lampadari.

        Le proprietà isolanti della lacca, dello smalto e simili non possono essere considerate sufficienti a dare la necessaria protezione contro le tensioni di contatto.

        I dispositivi di regolazione, come ad esempio snodi, dispositivi di saliscendi, bracci regolabili o tubi telescopici, non devono comprimere, bloccare, danneggiare o attorcigliare i cavi di alimentazione oltre i 360°.

        d) Gli accendigas, se direttamente collegati alla presa a 220 V, sono sicuramente tra gli apparecchi elettrici più pericolosi attualmente in commercio [ormai, fortunatamente, sono quasi spariti e sostituiti con apparati piezoelettrici, ndr]. Gli elettrodi di questi apparecchietti non sono quasi mai schermati a sufficienza e l’assenza della messa a terra è un fatto ricorrente.

        L’elettrocuzione in tali casi è veramente a «portata di mano», se si considera che l’utilizzo degli accendigas si svolge sempre in un ambiente umido e bagnato come la cucina.

        La testa metallica dell’accendigas funzionante a 220 V è soggetta ad assumere, nella maggioranza dei casi, l’intera tensione di linea.

        Se il progresso tende a far dimenticare i vecchi fiammiferi da cucina è meglio allora ricorrere agli accendigas piezoelettrici.

        e) I ferri da stiro devono essere costruiti con un isolamento supplementare di sicurezza. Le parti metalliche accessibili del ferro devono essere collegate a terra tramite un filo di protezione inserito nel cordone di alimentazione dell’apparecchio. Nei ferri da stiro con potenza superiore a 400 W è indispensabile l’inserzione, nel circuito elettrico, di un termostato o di un limitatore della temperatura.

        f) Le stufette elettriche possono essere fondamentalmente di tre tipi: a candele di steatite (o lampada al quarzo), a termoconvettore (con ventilatore interno «soffiante») ed a circolazione di liquido.Tutti i tipi necessitano naturalmente di una buona messa a terra, ma il primo richiede in particolare dall’utente una certa attenzione. La grata interposta fra gli elementi elettrici riscaldanti della stufa e l’esterno dovrebbe avere una maglia sufficientemente fitta, tale da impedire l’introduzione delle mani da parte dell’uomo.

        Durante il normale funzionamento nessuno penserebbe di toccare la resistenza avvolta sulla candela di steatite, con il rischio di scottarsi le dita, ma in caso di interruzione della spirale, questa, una volta raffreddatasi, potrebbe prestarsi al contatto da parte di un improvvisato riparatore.

        E’ bene tener presente che la spirale, anche se interrotta, rimane sottoposta all’intera tensione di alimentazione della stufetta.

        g) Fenomeni dovuti alla carenza d’isolamento e altri fattori determinano il formarsi di una tensione verso terra sulle parti metalliche accessibili dei frigoriferi (e delle cucine e fornelli elettrici).

        Se la carcassa fosse efficacemente messa a terra non dovrebbero comunque instaurarsi pericolose tensioni di contatto; il fatto è che in molti casi il mancato utilizzo della spina opportuna non permette la messa a terra dell’apparecchio, nonostante l’efficace sistema di protezione presente sia nel frigorifero che nell’impianto elettrico domestico.

        h) Gli asciugacapelli, come i rasoi elettrici, hanno la particolarità d’essere usati quasi sempre in un ambiente umido come il bagno. Diverse volte è capitato di apprendere dai giornali la morte di qualche persona colpita da elettrocuzione mentre si sta asciugando i capelli, immersa nella vasca da bagno. In questo caso infatti il suo corpo si trova, attraverso l’acqua contenuta nella vasca e lo scarico metallico, praticamente al potenziale di terra; un contatto accidentale con le parti sotto tensione dell’asciugacapelli, verificatosi ad esempio per l’entrata dei capelli bagnati attraverso la parte aspirante dell’apparecchio, provoca nel malcapitato un forte passaggio di corrente, da cui è ben difficile uscirne indenni.

        Un discorso simile può essere ripetuto anche per il rasoio elettrico con la testina radente in metallo.

        Risulta pertanto opportuno, all’atto della scelta di un asciugacapelli o di un rasoio elettrico, preferire senz’altro i modelli con doppio isolamento, cioè quelli forniti di un isolamento supplementare predisposto indipendentemente dall’isolamento necessario per il normale funzionamento e tale che un guasto occorso a quest’ultimo non possa avere conseguenze pericolose per le persone. Per questi è superflua, anzi vietata, la messa a terra.

        i) In generale per tutti gli elettrodomestici quali macinacaffè, frullatori, radio, televisori, giradischi, ventilatori, ecc. (ad eccezione di quelli forniti di doppio isolamento) è da considerarsi tassativa la messa a terra delle parti metalliche accessibili che potrebbero accidentalmente entrare in contatto con parti in tensione del circuito elettrico.

3 – Accorgimenti per impedire l’elettrocuzione in un laboratorio per studenti

        Se è buona norma predisporre un impianto elettrico in modo che l’utente abbia il massimo di protezione compatibile con le necessità d’uso, in un laboratorio per studenti, dove l’uso di energia elettrica viene fatto da giovani spesso poco informati e poco prudenti, il problema va addirittura rovesciato: è bene far sì che siano le necessità d’uso ad essere compatibili con la massima sicurezza.

        Qui di seguito vedremo come questa possa essere ottenuta.

        Innanzitutto è indispensabile la presenza di un buon impianto di messa terra indipendente, al quale vanno collegate tutte le masse metalliche che possono venire accidentalmente messe in tensione. Consigliabile è poi la presenza di un pavimento di materiale isolante non igroscopico. I collegamenti elettrici ai tavoli (se metallici questi ultimi devono essere collegati a terra!) vanno inseriti in apposite canalizzazioni interrate a pavimento, dalle quali fuoriescono attraverso piastre a tenuta stagna o prese a colonnetta. Prese e spine devono essere di un tipo ammesso al Marchio di Qualità (vedi Cap. VI) (ad es. le prese devono avere gli alveoli arretrati e protetti da una chiusura mobile a ghigliottina, le spine devono avere gli spinotti parzialmente isolati in modo da impedire, in special modo durante l’inserimento o l’estrazione, un contatto accidentale con le parti metalliche in tensione). Anche tra morsetti, boccole e banane vanno scelti quei modelli che rendono difficilmente accessibili le parti metalliche in tensione. Sono soprattutto da evitare quelle banane che sfruttano un foro passante per i contatti multipli e i capicorda a forcella: in entrambi i casi risultano direttamente accessibili ampie parti metalliche eventualmente in tensione.

        Un discorso poi particolarmente lungo e dettagliato richiederebbe il problema della sicurezza delle apparecchiature elettriche, soprattutto di quelle che funzionano solo se alimentate con la tensione di rete. Ci limiteremo, per questioni di spazio, ad alcuni consigli di carattere generale. Valgono anche in questo caso i principi accennati in precedenza e cioè vanno scelti apparecchi che abbiano difficilmente accessibili le parti abitualmente in tensione, e che abbiano, comunque e sempre, le parti metalliche non in tensione collegabili a terra. Sarà poi cura dell’utente tenere sotto controllo soprattutto lo stato di usura dei cavi di alimentazione e le correnti di dispersione.

        Infine, per quanto visto in precedenza, risulta evidente che la soluzione più efficace dal lato antinfortunistico è quella di prevedere l’uso della bassissima tensione (par. 7, Cap. II); l’esigenza di servirsi di strumenti funzionanti con la tensione di rete può essere soddisfatta proteggendo l’utente con l’impiego di interruttori differenziali. Qualora la tensione di rete non sia direttamente accessibile da parte dell’utente, sarà sufficiente, ma comunque opportuno, l’impiego di un solo interruttore differenziale con corrente differenziale nominale di 30 mA per l’intero laboratorio; qualora invece sui tavoli di lavoro fosse direttamente accessibile, oltre alla bassissima tensione, anche la tensione di rete, sarebbe indispensabile, per ogni tavolo, l’impiego di interruttori differenziali con Idn = 5 o 10 mA, correnti normalmente innocue per il corpo umano.

        Un sistema di distribuzione per l’energia elettrica che tenga conto di questi suggerimenti può essere considerato sufficientemente sicuro, tanto ad es. da rendere quasi sempre superfluo l’uso delle dispendiosissime batterie di pile.

        Per concludere non va dimenticato quanto sia importante, per una reale efficacia dei dispositivi di sicurezza, una buona conoscenza dei pericoli cui è soggetto chiunque abbia a che fare con la corrente elettrica e dei limiti obbiettivi che questi dispositivi hanno. E’ quindi auspicabile che prima di entrare in laboratorio questi argomenti vengano sufficientemente trattati con gli studenti.


Capitolo Quarto 

Elettricità statica ed atmosferica


1 – Alcuni fenomeni elettrostatici

        Da non trascurare sono pure gli effetti sul corpo umano dovuti a «contatti» con conduttori carichi elettrostaticamente. Questi effetti, che molto spesso si limitano a produrre sensazioni di fastidio, possono arrivare fino alle estreme conseguenze, quando siano coinvolti dispositivi in grado di immagazzinare grandi quantitativi di carica e di scaricarsi rapidamente (ad es. grossi condensatori) o addirittura quando siano coinvolti i fenomeni atmosferici (ad es., tra i più frequenti e noti, i fulmini).

        A tutti sarà capitato di sentire sulla punta delle dita, al contatto con la carrozzeria di un’automobile, quelle piccole scariche elettriche dovute al fatto che, muovendosi isolata
dal terreno (le gomme sono buoni isolanti), l’auto si carica elettrostaticamente e si trova a potenziale diverso da chi è in contatto con la Terra: sono scariche innocue, ma possono essere fastidiose, specie se frequenti, tanto che in alcuni Paesi per proteggere il personale di servizio ai caselli autostradali si usa installare davanti al casello dei fili flessibili che escono dal piano stradale e, toccando la carrozzeria degli autoveicoli di passaggio, la scaricano portandola al potenziale della Terra. Frequentemente percettibili sono poi il crepitìo dovuto alle piccole scariche che si originano togliendo camicie o magliette fatte con certi tipi di tessuto (fibre sintetiche) in ambienti sufficientemente asciutti e quello dovuto alle scariche tra il pettine e i capelli (asciutti) di chi lo usa. Inoltre è nota a tutti la difficoltà che si incontra quando si vogliano spolverare superfici di plastica o di vetro. Lo strofinìo del panno è sufficiente a elettrizzare la superficie, la quale attira le particelle di polvere cariche di segno opposto. Questi effetti, anche se direttamente hanno conseguenze trascurabili (come vedremo tra poco) sul corpo umano, possono essere cause indirette di danni molto gravi: basti pensare al caso in cui una debole scarica elettrica sarebbe sufficiente a incendiare sostanze altamente infiammabili (caso tipico delle sale operatorie negli ospedali, dove sono presenti anestetici altamente infiammabili). Su una persona isolata dal terreno, infatti, può venirsi a creare (o per strofinìo, per induzione o per contatto con altri corpi carichi) una carica elettrostatica anche molto elevata. Ciò nonostante l’energia in gioco non permette quasi mai il formarsi di correnti pericolose all’interno del corpo umano quando questo, venendo a contatto con la terra o con conduttori ad essa collegati, scarica bruscamente le cariche accumulate. Infatti tenuto presente che la capacità di un corpo umano è all’incirca 100 pF e che in aria il suo potenziale statico difficilmente può superare i 10 kV, avremo che l’energia massima dissipabile è dell’ordine al più di qualche mJ.

Fig. 20

        Questo comporta che per quanto siano brevi i tempi di scarica, le relative correnti difficilmente possono superare valori dì qualche mA. La situazione diventa estremamente più drammatica quando una persona viene coinvolta in fenomeni elettrostatici o atmosferici nei quali siano in gioco energie molto elevate. E’ questo il caso di grossi condensatori carichi (presenti ad esempio nei generatori di elevate correnti continue o nelle batterie di rifasamento) e dei fulmini. Ad es. un corpo umano può accidentalmente costituire il conduttore che mette in contatto le armature di un condensatore carico (in molte apparecchiature elettriche di uso comune, come ad esempio gli alimentatori, sono presenti condensatori che restano carichi anche dopo che l’apparecchio è stato spento, cioè isolato dalla rete!). Se l’energia elettrostatica in questo immagazzinata è sufficiente, il corpo in questione può essere attraversato da una corrente tale da carbonizzarlo. Dei fulmini parleremo più in dettaglio nel paragrafo seguente.

2 – Il fulmine

        L’origine di quella violenta scarica elettrica che si verifica frequentemente durante i temporali deriva da un accumulo di cariche elettrostatiche nella bassa atmosfera. Le cause che sono all’origine di un fulmine sono molteplici ed è sicuramente molto complesso (e non ancora ben capito) il processo secondo cui si forma questo accumulo di cariche. Di sicuro si conoscono alcuni dati (ricavati sperimentalmente) e il processo di alcuni fenomeni. Ad esempio il campo elettrico alla superficie della Terra (terreno piatto) è all’incirca 100 V/m ed è diretto verso la Terra (su quest’ultima cioè è distribuita una carica negativa). La presenza di sporgenze conduttrici (dossi, alberi, case, persone, ecc.) distorce le superfici equipotenziali esterne alla Terra (che in caso di terreno piatto sono parallele al suolo) come è mostrato in fig. 20 (ogni conduttore in contatto con la Terra ne assume il potenziale). A grandi altezze il campo diminuisce, fino a diventare molto debole a circa 50 km dalla superficie terrestre.

        A questa altezza, infatti, è presente tutto intorno alla Terra uno strato fortemente ionizzato (ionosfera) assimilabile a un conduttore. Si può pensare quindi alla Terra come all’armatura interna di un condensatore sferico avente un’intercapedine di circa 50 km e una d.d.p. tra le armature di ~ 400.000 V. In base a questi dati, sulla Terra è distribuita una carica

Q = 4 p R2 e0 E ~ 4.105 C 

dove R = 6.300 km è il raggio della Terra.

        Inoltre, poiché tra 0 e 50 km l’aria è debolmente ionizzata dai raggi cosmici e non è quindi un perfetto isolante, tra le «armature» del condensatore è sempre misurabile un passaggio di corrente la cui densità è pochi pA per m2. La corrente che arriva sulla Terra ha quindi un’intensità di circa 1800 A. Il condensatore Terra-ionosfera può quindi anche essere pensato come un generatore da 400.000 V e 1800 A, cioè da circa 700 MW (vedi fig. 21). Questo passaggio di corrente, per quanto debole, dovrebbe per altro rapidamente «scaricare» tale condensatore.

Fig. 21

        Poiché questo non avviene, bisogna pensare che esista un meccanismo per il quale il condensatore possa continuamente ricaricarsi (infatti le sole variazioni nel tempo di E registrabili alla superficie della Terra sono periodiche e inferiori a ± 15%). Esistono in natura delle «batterie di pile» in grado di ricaricare di continuo la Terra negativamente? Sì, sono i temporali (circa 300 quelli che in media si scatenano ogni giorno su tutta la Terra) con i loro fulmini le batterie che «pompano» cariche positive nell’alta atmosfera e portano cariche negative sulla Terra, in modo da mantenere pressoché costante, la d.d.p. tra le armature del condensatore.

        Normalmente, infatti, ma non sempre, una nube temporalesca presenta una carica positiva nella parte superiore, una carica negativa in quella inferiore e induce una carica positiva sulla regione di superficie della Terra immediatamente sottostante (vedi fig. 22). La carica alla base della nuvola può essere così grande da produrre tra suolo e nuvola delle d.d.p. anche di 100 MV. Queste d.d.p., per quanto elevatissime, non sarebbero tuttavia tali da superare la rigidità dell’aria umida (circa 10 kV/cm) se non avvenisse un processo di cui non si è ancora capito il perché avvenga, mentre tutto si sa

Fig. 22.

sul come avviene. Da una nuvola, il cui potenziale è molto più negativo di quello del suolo sottostante, partono verso Terra cariche negative che costituiscono quella che viene chiamata «scarica guida». Questa procede a zig-zag (vedi fig. 23), percorre qualche decina di metri a velocità elevatissima (centinaia di km/s), si ferma, riparte in altra direzione per qualche decina di metri, si ferma di nuovo e così via.

Fig. 23.


        La colonna d’aria investita da queste scariche si ionizza fortemente e quando la «scarica guida» ha toccato il suolo ha lasciato dietro di sé un «canale» fortemente conduttore che collega il suolo alla nube. A questo punto le cariche negative presenti nel canale e nella nube si riversano rapidamente al suolo a partire da quelle che si trovano nella regione del canale più prossima al suolo stesso. Così facendo lasciano dietro di sé una carica positiva che attira le cariche negative da livelli più alti lungo il canale. Queste ultime si riversano a loro volta al suolo e così via. All’osservatore la scarica appare quindi avvenire «in salita», cioè a partire da punti prossimi al suolo e via via verso la base della nube.

        E’ questa, detta abitualmente «scarica di ritorno», la scarica principale, quella alla quale sono legati sostanzialmente gli effetti ottici, quelli termici e quelli sonori.

        Di questi effetti i secondi sono provocati dall’effetto Joule associato al passaggio di una corrente che può arrivare fino a 105 A (con un trasporto di circa 20-30 C), gli ultimi dalla rapida dilatazione dell’aria dovuta all’intenso calore generato dal passaggio della corrente.

        Questa descrizione è sicuramente troppo semplificata. Per esempio dopo pochi centesimi di secondo dalla scomparsa della scarica di ritorno, dalla nube parte un’altra scarica guida, che ripercorre questa volta in un sol balzo, tutto il canale. Quando questa seconda scarica, detta «scarica veloce», tocca il suolo, parte una seconda scarica di ritorno. Questo processo può ripetersi più volte (sono state contate anche 42 scariche di ritorno) in rapida successione. Inoltre alla scarica guida, che si avvicina a meno di un centinaio di metri dal suolo, si pensa vada incontro una scarica che «sale» dal suolo. Questa avrebbe origine dal punto del suolo sottostante dove più intenso è il campo elettrico. Se perciò su un terreno piatto è presente un conduttore appuntito quando la scarica guida arriva in sua vicinanza il campo elettrico può essere così forte che una scarica parte dalla punta e va a raggiungere la guida: il fulmine tende a colpire la punta.

        Gli studi volti a capire i fenomeni elettrici da cui trae origine il fulmine sono stati via via intensificati in questi ultimi 250 anni, soprattutto grazie ad una vastissima raccolta di dati sperimentali (sono state osservate scariche elettriche su distanze variabili da pochi metri ad alcuni chilometri, tra nubi e Terra, tra nube e nube, tra nube e parti alte dell’atmosfera o anche tra le diverse parti di una stessa nube, che sono le più frequenti). Ciò malgrado non si è ancora riusciti ad elaborare una teoria sicura in grado di spiegarli completamente.

        Fortunatamente tutto il lavoro fatto in questo campo non è da considerarsi sprecato, perché è proprio grazie ad esso che abbiamo imparato, nel corso del tempo, a sfruttare, ad esempio, i parafulmini (punte metalliche che, collegate a terra e sovrastanti gli oggetti da proteggere, sono capaci di «attirare» e «scaricare» a terra senza danni fulmini che altrimenti avrebbero colpito oggetti circostanti), a non sostare sotto gli alberi (parafulmini naturali) e a non elevarci rispetto al terreno circostante in caso di temporale. Abbiamo inoltre imparato a sfruttare la capacità di un guscio metallico in contatto con la terra di consentire il passaggio di corrente elettrica solo attraverso le sue pareti (è stato verificato che per chi si trova all’interno di una automobile, che durante un temporale è in contatto con la terra attraverso l’acqua che cola dalla carrozzeria, la probabilità di subire danni per effetto di un fulmine è trascurabile), a valutare il pericolo della cosiddetta «tensione di passo» (la corrente convogliata a Terra da un fulmine può provocare dispersioni, pure se istantanee, fortemente diffuse nel terreno; poiché questo può avere una resistività di qualche decina di W.m, tra i piedi distanti circa 1 m di una persona in movimento in prossimità del punto colpito dal fulmine può stabilirsi una tensione sufficiente a far circolare nel suo corpo una corrente mortale), a guardarci cioè dai pericoli che il fulmine comporta.


Capitolo Quinto 

Rianimazione

1 – Generalità

        Le tecniche di rianimazione, messe a punto in questi ultimi anni, hanno contribuito in misura non trascurabile a ridurre la mortalità nei casi di infortuni elettrici. Esse si fondano sostanzialmente sulla eccezionale efficacia della respirazione artificiale nel mantenere una ventilazione polmonare adeguata, sull’utilità del massaggio cardiaco esterno (purché praticato da un esperto), nel promuovere una circolazione passiva del sangue, sulla possibilità di ripristinare e controllare l’attività cardiaca mediante elettrostimolazione esterna (ottenuta sfruttando, tramite due elettrodi applicati sul torace, la scarica di un condensatore attraverso la regione cardiaca del paziente) ed infine sulla capacità di un contro-shock elettrico di arrestare la fibrillazione ventricolare, ritenuta fino a pochi anni fa un fenomeno irreversibile.

        Purtroppo la mancanza di tempestività nel soccorso è sempre decisiva sull’esito dell’infortunio. Sono infatti i primi cinque minuti dopo l’infortunio quelli determinanti per la salvezza o meno dell’infortunato.

        E’ stato accertato che in caso di interruzione del respiro per 3 minuti la rianimazione è possibile nel 75% dei casi e che questi scendono al 25% quando l’interruzione si prolunga per 5 minuti. Sono questi i tempi dopo i quali iniziano a prodursi lesioni irreparabili alle cellule cerebrali.

        Va quindi decisamente sostenuta la necessità che, almeno in quei luoghi dove le probabilità di infortunio elettrico non sono trascurabili (e quindi anche nelle scuole), siano possibili adeguati interventi di soccorso, da parte di personale sufficientemente qualificato, in grado di mantenere attivi, fino all’intervento di un medico, sia la respirazione che il cuore dell’infortunato. Come minimo, le buone probabilità di successo nel salvare l’infortunato da shock elettrico che questi metodi, pur con i limiti visti, offrono, impongono oggi una conveniente preparazione tecnica non solo dei medici, ma anche di quel personale sanitario meno qualificato (infermieri, addetti alle autoambulanze, ecc.) dal quale è lecito attendersi un pronto intervento.

        Qui di seguito riporteremo alcune nozioni riguardanti i metodi di «primo» intervento, su una vittima di infortunio elettrico, indispensabili per poterla soccorrere. L’intensità della scarica è un elemento determinante per la scelta e la durata degli interventi di rianimazione. Conseguentemente, è opportuno stabilire una netta distinzione fra gli infortuni causati da corrente a bassa tensione e quelli provocati dalla corrente ad alta tensione o da una scarica atmosferica.

2 – Elettrocuzione a bassa tensione

        Nel caso di elettrocuzione a bassa tensione, qualora si sia verificato il già citato fenomeno dell’incollamento tra l’infortunato e la parte sotto tensione, il soccorritore deve provvedere, nel più breve tempo possibile, a staccare la vittima dalla presa mortale.

        La scelta delle operazioni più opportune deve essere rapidamente effettuata fra quelle qui di seguito elencate in ordine prioritario:

a) apertura dell’interruttore generale (sempre che questo si trovi nelle immediate vicinanze ed in posizione facilmente accessibile);

b) taglio dei cavi elettrici di alimentazione. A questa operazione, che comunque non deve comportare un’eccessiva perdita di tempo, è opportuno ricorrere allorché risulta impossibile o sconveniente la manovra di cui al punto a). Il taglio deve essere effettuato con attrezzi sufficientemente isolati e, in ogni caso, solo per linee funzionanti con una tensione non superiore a 1000 V.; 

c) nell’impossibilità di effettuare una delle precedenti manovre, il soccorritore deve comportarsi nel modo seguente: isolare la propria persona dal terreno (tramite pedane isolanti, tavoli o assi in legno secco, tappeti in gomma o lastre di vetro), evitare l’appoggio o la presa con parti metalliche (le quali potrebbero essere collegate a terra), interporre un materiale elettricamente isolante fra sé e l’infortunato che ci si appresta a soccorrere.

        Nei primi due casi l’apertura del circuito elettrico permette l’agevole distacco del colpito dalla parte in tensione.

        Nel terzo caso, al soccorritore è richiesta un’azione di forza (e di intelligenza) che permetta ugualmente di giungere al medesimo risultato.

        I guanti di gomma costituiscono un ottimo isolante e permettono una salda presa dell’infortunato; in loro mancanza è possibile ricorrere ad una giacca (proteggendosi le mani con le maniche), ad una coperta, oppure ad una corda, badando sempre che queste non siano umide.

        Le mani dell’infortunato (stringano esse la parte in tensione o una struttura metallica collegata a terra) sono l’ultima parte del corpo sulla quale il soccorritore deve esercitare lo sforzo per il distacco. E’ invece necessario interrompere la continuità elettrica agendo prima sugli arti inferiori, oppure spostando o sollevando il corpo della vittima.

    Una volta limitato o arrestato il flusso della corrente, la stretta delle mani avrà maggiori probabilità d’essere vinta.

        L’infortunato si troverà ora presumibilmente in stato di «morte apparente», dovuta all’arresto sia della respirazione che del battito cardiaco. Anche se una sola di queste funzioni venisse primariamente interessata, l’arresto dell’altra seguirebbe entro breve tempo.

        E’ necessario che il soccorritore provveda immediatamente ad iniziare la respirazione artificiale, con il metodo Schafer (vedi bibliografia 8) nel caso in cui l’incidente abbia causato nell’infortunato emorragie nella bocca, nel retrobocca o gravi ustioni al viso, con il sistema bocca-a-bocca in tutti gli altri casi. Parallelamente a quest’ultima può essere eseguito, nel caso di arresto del battito cardiaco e purché l’infortunato non abbia subito lesioni interne per urti accidentali o cadute dall’alto, il massaggio cardiaco a torace chiuso. Qualora l’infortunato dovesse rinvenire prima dell’arrivo del medico, non lasciarlo alzare, almeno per un’ora. Durante la respirazione artificiale la vittima si è impoverita di ossigeno e, se si dovesse alzare troppo presto, rischierebbe un grave collasso.

        In caso di incertezza sulle condizioni fisiche interne dell’infortunato o di incapacità propria ad effettuare il massaggio cardiaco, limitarsi alla respirazione bocca-a-bocca, mantenendo un ritmo costante e senza mai interromperla (per almeno una o due ore).

3 – Elettrocuzione ad alta tensione

        Nel caso di infortuni dovuti all’alta tensione, i danni più frequenti che può subire l’infortunato sono grandi ustioni, lesioni vistose, che possono giungere fino alla carbonizzazione (quasi sempre delle estremità) e lesioni secondarie, causate da cadute o urti con parti solide (conseguenti alla violenta reazione motoria provocata sul corpo umano dall’elettrocuzione).

        In questi casi l’intervento di un improvvisato soccorritore è meno codificabile. Occorre comunque agire sull’infortunato evitando i rischi di complicazioni interne (va spostato, quando non se ne può fare a meno, trascinandolo solo nel senso della lunghezza), facendo in modo che restino libere le sue vie respiratorie, alcalinizzandogli l’urina nel più breve tempo possibile (con la somministrazione di 5 grammi di bicarbonato di sodio), tagliando gli indumenti intorno all’ustione (mai strapparli), qualora questi vi dovessero aderire. L’ustione va poi semplicemente ricoperta con un tessuto pulito, senza far uso di pomate, olii o disinfettanti. Non va dimenticato che le ferite elettriche (ustioni e carbonizzazioni) sono caratterizzate dall’essere praticamente indolori, dall’effetto cauterizzante esercitato sui vasi sanguigni e dall’assenza di complicazioni settiche di ogni genere.

4 – Autoliberazione da parti sotto tensione

        Va infine rilevato che all’infortunato capita spesso di trovarsi solo, di essere quindi nell’impossibilità di ricevere soccorso. In questo caso solo una buona conoscenza della situazione in cui si trova e delle tecniche più adatte per uscirne possono scuotere quella passività che normalmente assale l’infortunato durante gli attimi decisivi per la sua sopravvivenza. Ad esempio, nel caso di congelamento ad un apparecchio sotto tensione per contrazione delle dita di una mano, ben difficilmente è possibile allentare la presa durante il passaggio della corrente; a volte però un’azione di forza, quale l’alzarsi di scatto, gettare il proprio corpo all’indietro, esercitare una forte torsione con le spalle, urtare violentemente verso l’alto con un ginocchio la mano elettrizzata, può ottenere l’effetto voluto. Nel caso in cui l’incidente avvenga durante l’utilizzo di un utensile portatile saldamente impugnato, è meglio tentare di strappare la spina dalla relativa presa di corrente. Qualora una mano fosse libera è meglio evitarne l’uso, in quanto un suo eventuale contatto, anche indiretto, con la terra permetterebbe alla corrente di seguire il percorso mano-mano, assai più pericoloso per il cuore di quello mano-piede normalmente interessato. Inoltre lo staccare le suole delle scarpe da terra (mantenendo l’equilibrio sui bordi dei tacchi) con lo scopo di aumentare notevolmente la resistenza elettrica di contatto con il suolo oppure il mettere in parallelo al proprio corpo una resistenza più piccola possibile (collegando direttamente, o tramite un contatto metallico, a terra la parte elettrica impugnata) sono tutte operazioni che, avendo come effetto quello di diminuire il flusso di corrente attraverso il corpo dell’infortunato, vanno eseguite come primi tentativi di autosalvataggio; col passare del tempo infatti la tetanizzazione muscolare finirebbe con l’impedire completamente l’esito favorevole degli sforzi.


Capitolo Sesto 

Cenni sulle norme legislative


        Attraverso i cenni che ne abbiamo fatto in precedenza è facile dedurre quanto siano numerose e dettagliate le norme adottate in sede internazionale per proteggere gli utenti di apparecchiature elettriche dai rischi cui potrebbero essere soggetti. In Italia, poi, la presenza di due enti aventi come compito la sorveglianza sulla corretta e puntuale applicazione della legislazione vigente (Ente Nazionale Prevenzione Infortuni e Ispettorato del Lavoro) dovrebbe garantire la salvaguardia di ogni cittadino contro incidenti di natura elettrica. Purtroppo gravi mancanze rendono la situazione, dal lato antinfortunistico, piuttosto precaria, tanto da dare al nostro Paese, e di gran lunga, il triste primato del maggior numero di decessi dovuti alla corrente elettrica (in proporzione alla popolazione) tra tutti i Paesi industrializzati [non sono in grado di dire se questi dati ed i seguenti, risalenti al 1978, sono o meno aggiornati, ndr].

        Innanzitutto il sistema protezionistico è ancora sostanzialmente regolato dal D.P.R. n. 547, 27 aprile 1955 che ha ormai più di vent’anni e non è stato tempestivamente aggiornato (se non in modo parziale ed episodico) in base ai più recenti sviluppi della tecnologia moderna e della normativa internazionale. Inoltre la legislazione vigente è rivolta a regolamentare i sistemi di protezione contro infortuni elettrici quando in essi possano essere coinvolte persone diverse dal proprietario dell’impianto o dai suoi familiari (ad es. sono soggetti alle leggi gli impianti industriali, ma non gli impianti domestici, a meno che questi non vengano usati anche da lavoratori dipendenti).

        Infine la drammatica insufficienza di personale qualificato fa sì che i compiti di vigilanza assegnati ai due enti summenzionati possano essere svolti solo in modo molto limitato e molto spesso solo «a posteriori», cioè dopo che si è verificato un grave incidente.

        Per quanto poi riguarda la protezione contro gli infortuni elettrici nei laboratori scolastici, non esistono norme legislative specifiche in materia. Là dove l’uso dei laboratori è previsto dai programmi ministeriali, esiste solo la copertura assicurativa per gli studenti contro le conseguenze di possibili incidenti che in essi possono verificarsi; in quelle scuole dove i laboratori non sono ufficialmente in programma, manca anche la copertura assicurativa. In questo caso ogni responsabilità ricade anche in solido sull’insegnante. Non esiste quindi alcuna norma specifica sul come debbano essere costituiti i laboratori, i banchi di lavoro, il circuito elettrico di alimentazione, i sistemi di protezione. Niente. E in questo caso bisognerebbe avere ben presente che gli utenti possono essere giovani di 14 o 15 anni, inesperti e imprudenti, tanto da rendere insufficienti anche le norme genericamente previste per i luoghi di lavoro, le uni-che comunque cui possono fare sicuro riferimento coloro cui spetta la responsabilità di allestire o far funzionare un laboratorio per studenti.

        Queste norme infatti sono basate sul principio di coinvolgere con obblighi ben precisi, allo scopo di ottenere la sicurezza sul lavoro, tutto il personale di una azienda dal più alto dirigente agli ultimi prestatori d’opera. Se ai primi vengono imposti i compiti di far realizzare tutti i dispositivi di sicurezza previsti, informare i lavoratori sui rischi specifici cui sono esposti ed esigere da questi ultimi il rispetto delle norme di sicurezza, ai lavoratori è fatto obbligo di osservare le norme di prevenzione, di usare i dispositivi di sicurezza, evitare manovre non previste ed anche di intervenire, quando se ne verifichi la necessità, per eliminare possibili condizioni di pericolo. E’ richiesto dalla legge, cioè, un uso intelligente di conoscenze non superficiali. Più di quanto forse si può chiedere ai nostri studenti più giovani. E’ per questo che noi riteniamo non sia sufficiente allestire e far funzionare un laboratorio «in modo da soddisfare le richieste dei controllori dell’E.N.P.I.», come è stato affermato da alcuni. Occorre fare di più (vedi ad es. quanto detto nel par. 3 del Cap. III). Bisogna tenere ben presente che le «richieste» dell’E.N.P.I. sono richieste «minimali», non tali da garantire la assoluta sicurezza per i frequentatori dei laboratori.

        Per avvalorare le affermazioni un po’ gene-riche e qualitative riportate più sopra, riteniamo non inutile citare alcune delle più significative norme in vigore. Ad es., per quanto riguarda la sicurezza delle apparecchiature elettriche, il D.P.R. n. 547 elenca le norme in base alle quali devono essere costruiti detti apparecchi; il D.M. 12 settembre 1959 stabilisce le modalità per le verifiche degli impianti di messa a terra; il D.M. 22 febbraio 1965 attribuisce all’E.N.P.I. i compiti di controllo dei dispositivi e delle installazioni di protezione contro le scariche atmosferiche e degli impianti di messa a terra; la legge n. 186 del 1° marzo 1968 (pubblicata sulla G.U. n. 77 del 23-3-1968) stabilisce che tutti i materiali, le apparecchiature, i macchinari, le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici debbono essere costruiti e realizzati a «regola d’arte» e specifica che questo si verifica sicuramente quando vengono rispettate le Norme del Comitato Elettrotecnico Italiano (le Norme C.E.I. possono quindi essere considerate un valido aggiornamento tecnico dei criteri di sicurezza sugli impianti elettrici); il D.M. 20 novembre 1968 riconosce l’efficacia, ai fini della sicurezza, del doppio isolamento di cui devono essere dotati quegli apparecchi privi di collegamento a terra.

        Perché poi le disposizioni di legge non restino lettera morta il Ministero del Lavoro, con circolare 115/VII/62 del 14 gennaio 1974, inviata a tutti gli Ispettorati del Lavoro, e con lettera n. 4878/39-4 del 10 dicembre 1973 inviata aU’E.N.P.L, ha stabilito che «i tecnici dell’E.N.P.I. dovranno trasmettere in avvenire alla competente Autorità Giudiziaria i rapporti riguardanti i reati che essi abbiano riscontrato nello svolgimento delle loro funzioni delegate o obbligatorie di pubblici ufficiali, avendo cura che essi siano di tale completezza da soddisfare, nella forma e nella sostanza, quanto stabilito dall’art. 2 del C.C.P., così da consentire la conseguente definizione del reato da parte dell’Autorità Giudiziaria. Di detti rapporti i tecnici dell’E.N.P.I. dovranno inoltre trasmettere opportune segnalazioni anche all’Ispettorato del Lavoro».

        Bisogna riconoscere che grazie all’intensa attività del Comitato Elettrotecnico Italiano, dell’E.N.P.1., dell’Ispettorato del Lavoro pur nei limiti sopra ricordati, sono state promosse in questi ultimi anni interessanti iniziative (tra le altre, la recente creazione degli Albi di qualificazione per gli installatori di impianti elettrici): ciò malgrado molto dovrebbe ancora essere fatto. Sarebbe per esempio auspicabile che ogni impianto elettrico fosse fornito di un documento di collaudo rilasciato da un tecnico regolarmente iscritto all’Albo; risulta molto difficile infatti per il normale committente poter far ricorso all’articolo 2224 del Codice Civile che recita: «se il prestatore d’opera non procede all’esecuzione dell’opera secondo le condizioni stabilite nel contratto e «a regola d’arte», il committente può fissare un congruo termine, entro il quale il prestatore d’opera deve conformarsi a tali condizioni». La legge tutela sì l’utente, ma la sua macchinosità rende spesso indisponibile questa tutela!

        Prima di concludere è bene ricordare che dal 1951 opera in Italia l’Istituto Italiano del Marchio di Qualità (I.M.Q.) il quale ha come scopo quello di stabilire l’attinenza alle Norme C.E.I. delle apparecchiature elettriche prodotte e vendute sul mercato italiano e di pubblicare un elenco annuale degli apparecchi ammessi al Marchio, gli unici sicuramente in regola con le norme di sicurezza.

        La presenza del Marchio dovrebbe quindi essere determinante sulla scelta del compratore prudente.

        Non va infine dimenticato che l’elemento umano gioca sempre un ruolo fondamentale fra le cause determinanti gli infortuni da elettrocuzione. Il Comitato Elettrotecnico Italiano ha elaborato, a questo proposito, due chiare avvertenze, scelte come premessa alle Norme di buona tecnica:

        «Nessuna Norma, per quanto accuratamente studiata, può garantire in modo assoluto l’incolumità delle persone e delle cose dai pericoli dell’energia elettrica».

        «L’applicazione delle disposizioni contenute nelle Norme può diminuire le occasioni di pericolo, ma non evitare che circostanze accidentali possano determinare situazioni pericolose per le persone e per le cose».

        Di fondamentale importanza è perciò la sensibilizzazione antinfortunistica del singolo cittadino, da ottenersi sia a livello scolastico, che di utente privato, di progettista e operaio. Solo inserendo le più elementari nozioni di sicurezza nel bagaglio culturale di tutti i cittadini sarà possibile effettuare un lavoro organico e proficuo di normalizzazione tecnica, che abbracci completamente i prodotti, dalla fase di progettazione a quella di utilizzo.

NOTE

(*) Potrebbe addirittura essere presente nell’impianto idrico un giunto isolante; il contatore stesso dell’acqua rappresenta a volte un tratto isolante della tubazione.

(**) Per la comprensione della figura, ricordiamo che la tensione alternata viene frequentemente distribuita in sistemi trifase con collegamento a stella. In questo caso la linea di trasmissione è costituita da 3 fili,, chiamati abitualmente fasi (R, S e T) e da un quarto filo, detto neutro (N). Con ognuna delle coppie RN, SN e TN è possibile alimentare un utilizzatore monofase. Tra ogni fase e il neutro viene mantenuta una tensione alternata con Veff = 220 V, le tre tensioni sono sfasate tra loro di 120° e tra fase e fase esiste una d.d.p. di 380 V. Con questa disposizione, se le impedenze di carico sono uguali, nel neutro non circola corrente. La cabina di figura è una cabina di distribuzione di tensione trifase.


Elenco cronologico aggiornato al 2005 della Normativa in materia di sicurezza sul lavoro.

Impianti elettrici

______________

di

Fernando Renzetti

[Quelle fondamentali sono quelle evidenziate. Tra queste ci sono due leggi che derivano dalla conversione in legge di due direttive europee, che regolano l’immissione sul mercato europeo di tutti i prodotti elettrici (e sono evidenziati dalla marcatura CE. Nello scritto seguente le norme più importanti sono sottolineate ed evidenziate con tre simboli &). Esse sono:

  1. Direttiva 73/23/CEE (nota come Direttiva Bassa Tensione), divenuta legge n. 791/97; ad essa sono assoggettati tutti gli apparecchi elettrici che funzionano, appunto, a bassa tensione, e riguarda tutti gli apparecchi elettrici di uso più comune, sia domestici che di uso industriale. Questa legge è anche importante dal punto di vista storico, essendo stata la prima legge italiana di recepimento di una direttiva europea.
  2. Direttiva 89/336/CEE (nota come Direttiva Compatibilità Elettromagnetica o EMC), divenuta prima D. L. n. 476/92, sostituito dal più recente D. L.  n. 615/96. Questo decreto regola l’immissione sul mercato di tutti gli apparecchi elettrici ed elettronici che possono creare perturbazioni elettromagnetiche. In molti casi, questa si sovrappone alla precedente. E’ obbligo del costruttore tener conto di entrambe, ma di dar prevalenza alla fine a quella che tutela di più l’utente finale. La marcatura CE apposta sul prodotto, che è unica, risponderà alla normativa prevalente.

Tra le norme importanti c’è anche quella che fa riferimento alle Norme CEI, ufficializzate nel 1975. Queste, nel settore elettrico sono importantissime, in quanto sono le norme di “buona tecnica”. Ne esistono migliaia e sono aggiornate continuamente. Chi si occupa di progettazione elettrica le deve conoscere ed applicare, ciascuna per il proprio ambito (qualche esempio di applicazione: lampade, fusibili, trasformatori, macchine rotanti, cavi elettrici, impianti elettrici in locali adibiti ad uso medico, ecc., ecc.). In caso di “noie” con la legge, il costruttore o il progettista dovrà dimostrare che ha fatto riferimento ad esse. Se non l’ha fatto ne risponde].

  Circolare del Ministero del lavoro e della previdenza sociale 15/4/1961 n. 555

Prevenzione infortuni. Protezione contro le scariche atmosferiche. Coordinamento dei compiti dei Comandi dei Vigili del Fuoco e degli Ispettorati del lavoro.

D.M. 22/2/1965

Attribuzione all’Ente nazionale per la prevenzione degli infortuni dei compiti relativi alle verifiche dei dispositivi e delle installazioni di protezione contro le scariche atmosferiche e degli impianti di messa a terra.

D.M. 13/7/1965

Approvazione dei modelli dei verbali per l’esercizio dei compiti di verifica da parte dell’Ente nazionale di prevenzione infortuni delle installazioni e dei dispositivi di protezione contro le scariche atmosferiche e degli impianti di messa a terra.

Legge 1/3/1968 n. 186

Disposizioni concernenti la produzione di materiali, apparecchiature, macchinari, installazioni e impianti elettrici ed elettronici.

Circolare del Ministero del lavoro e della previdenza sociale 28/17/1975 n. 28987

Attuazione della direttiva del Consiglio delle comunità europee (n. 73/23/CEE) relativa alle garanzie di sicurezza che devono possedere il materiale elettrico destinato ad essere utilizzato entro alcuni limiti di tensione. (Direttiva “Bassa tensione”).

Norme tecniche CEI

&&&Legge 18/10/1977 n. 791

Attuazione della direttiva del Consiglio delle comunità europee (n. 73/23/CEE) relativa alle garanzie di sicurezza che devono possedere il materiale elettrico destinato ad essere utilizzato entro alcuni limiti di tensione. (Direttiva “Bassa tensione”).

D.P.R. 31/7/1980 n. 619

Istituzione dell’istituto superiore per la prevenzione e la sicurezza del lavoro (articolo 23 della Legge n. 833 del 1978).

&&& Legge 5/3/1990 n. 46

Norme per la sicurezza degli impianti.

D.P.R. 6/12/1991 n. 447

Regolamento di attuazione della Legge 5/3/1990, n. 46, in materia di sicurezza degli impianti.

D.M. 20/2/1992

Approvazione del modello di dichiarazione di conformità dell’impianto alla regola dell’arte di cui all’articolo 7 del regolamento di attuazione della Legge 5/3/90 n. 46, recante norme per la sicurezza degli impianti.

D.I. 15/10/1993 n. 519

Regolamento recante autorizzazione all’Istituto superiore prevenzione e sicurezza del lavoro a esercitare attività omologative di primo o nuovo impianto per la messa a terra e la protezione dalle scariche atmosferiche.

D.L. 19/9/1994 n. 626

Attuazione delle direttive 89/391/CEE, 89/654/CEE, 89/655/CEE, 89/656/CEE, 90/269/CEE, 90/270/CEE, 90/394/CEE e 90/679/CEE riguardanti il miglioramento della sicurezza e della salute dei lavoratori sul luogo di lavoro.

D.L. 12/11/1996 n. 615
Attuazione della direttiva 89/336/CEE (Direttiva Compatibilità Elettromagnetica, EMC) in materia di compatibilità elettromagnetica, recepita nella legislazione italiana con Decreto legislativo numero 476 del 4 dicembre 1992, sostituito dal più recente decreto legislativo 615/96 del 12 novembre 1996.

&&& Decreto del Presidente della Repubblica n. 462 del 22/10/2001

Regolamento di semplificazione del procedimento per la denuncia di installazioni e dispositivi di protezione contro le scariche atmosferiche, di dispositivi di messa a terra di impianti elettrici e di impianti elettrici pericolosi.

&&& Decreto Legislativo n° 233 del 12/06/2003

Attuazione della direttiva 1999/92/CE relativa alle prescrizioni minime per il miglioramento della tutela della sicurezza e della salute dei lavoratori esposti al rischio di atmosfere esplosive.


BIBLIOGRAFIA


1) G. BELLODI, A. BORGHESI: «Effetti biologici della corrente elettrica» – Giornale di Fisica, Vol. 18, 1977, p. 243. [è il lavoro che ho pubblicato come Parte Prima di questa Parte Seconda, ndr].

2) C.F. DALZIEL, E. OGDEN, C.E. ABBOT: «Effect of Frequency on Let-Go Currents» – AIEE Transactions vol. 62, 1943, p. 745.

3) C.F. DALZIEL: «Dangerous Electric Currents» -AIEE Transactions vol. 65, 1946, p. 579.

4) C.F. DALZIEL: «Improvements in Electrical Safety» – AIEE Transactions vol. 81, 1962, p. 121.

5) G. CORBELLINI: «Sugli effetti patologici delle correnti elettriche» – Energia Elettrica, vol. 3, 1972, pag. 177.

6) V. CARRESCIA, G. DE BERNARDO: «Impianti di messa a terra» – ENPI, 1974.

7) P. OSYPKA: «Messtechnische Untersuchungen ueber Stromstaerke, Einwirkungsdauer und Stromweg bei elektrischen Wechselstromun-faellen an Mensch und Tier/Bedeutung und Ausvertung fuer Starkstromanlagen» – Parte 1 e 2 Elektro-Medizin Bd 8 (1963) Heft 3 e 4.

8) E. GRASSANI: «L’elettrocuzione» – CPA Necchi, Pavia (1976).

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