La messa a terra
3^a parte

di Marco Mocellin
marcomocellin@tiscalinet.it

Oggetto di questa terza parte della nostra carrellata sugli impianti di terra saranno alcune considerazioni sui dispersori. Finora abbiamo parlato della rete di conduttori che li collega agli utilizzatori e che ha la funzione di collegare tra loro le masse metalliche facenti parte a vario titolo dell'impianto elettrico.

Scopo di questi conduttori è quello di rendere nulle le differenze di potenziale che potrebbero presentarsi tra componenti diversi dell'impianto.

In realtà come tutti sappiamo le tensioni non saranno mai perfettamente nulle, diciamo che le riteniamo tali in prima approssimazione, soprattutto in condizioni normali ed in assenza di dispersioni verso terra di grande entità. Analogamente sappiamo che nella rete di terra circoleranno in genere correnti non nulle, anche in condizioni di assenza di dispersione, questo succede per una serie di fenomeni di accoppiamento elettromagnetico tra i diversi conduttori facenti parte dell'impianto.

L'ipotesi di base di tutte le nostre speculazioni, circa l'efficacia del sistema di messa a terra, è però sempre stata quella di avere a disposizione una rete di dispersori che fosse in grado di drenare verso terra qualunque corrente, con tensione praticamente nulla, in altre parole non ci siamo mai premurati di analizzare le difficoltà che emergono quando si cerca di scaricare a terra delle correnti.

Analogamente a quanto succede con i conduttori metallici attraversati da corrente anche il terreno, nel senso più generale possibile, presenterà degli ostacoli al flusso di corrente elettrica attraverso di esso. Sostanzialmente quindi il fenomeno è analogo al passaggio di una corrente in un cavo, sfortunatamente però è più complesso da descrivere e soprattutto da quantificare.

Difatti se per descrivere la resistenza di un conduttore in rame posso usare molti dati certi, come la conducibilità specifica del rame, la sezione del cavo, la temperatura e così via, non riusciamo a fare la stessa cosa con il terreno.

Provate a pensare a quanti fattori possono influenzare l'abilità di una palina di terra a disperdere una certa corrente sotto una certa tensione di riferimento, cioè quanti fattori influenzano la resistenza di dispersione della palina stessa, ad esempio la composizione del terreno nel punto specifico, l'umidità, la compattezza, la granulometria del terreno stesso e dei suoi componenti, la forma e lo stato della superficie di riscontro tra palina e terra, eventuali masse metalliche presenti in vicinanza della palina e non visibili.

Capirete bene che la descrizione del fenomeno non è semplice, anche perché sotto terra si vede poco e si respira male.

Chiarito questo, andiamo a vedere perché le norme in fatto di impianti di terra non descrivono solo le regole per realizzare un impianto di terra ma anche la resistenza di dispersione finale che l'impianto deve poter garantire in qualunque condizione.

In pratica viene imposta una ulteriore condizione di verifica a monte di tutto, e cioè che il sistema di dispersori sia in grado di drenare verso terra una corrente stabilita, senza permettere alla rete di terra di raggiungere una tensione fissata.

Ricordo, per chi non avesse ripassato la lezione ieri pomeriggio, che la resistenza è legata a tensione e corrente dalla legge di Ohm, V=RI , in pratica dire che scorre una corrente I sotto una tensione V è equivalente a dire che il sistema in esame ha una resistenza pari a R. Semplice matematica elementare. In realtà il giochino andrebbe fatto con le impedenze ma ai nostri fini il senso non cambia.

Ora, dopo questa introduzione, arrivo diritto al sodo. Chi vi garantisce che l'infissione di una palina nel terreno costituisca un dispersore di adeguate caratteristiche per l'impianto che state trattando? NESSUNO!

Non troverete mai in nessuna norma o regolamento una prescrizione precisa relativa a quanti dispersori installare, troverete sempre e solo indicazioni su come installarli, sulla loro tecnica di connessione al sistema di terra, sui materiali più indicati, ma nessuno vi dirà mai quanti paletti infiggere nel terreno, per il semplice motivo che non è possibile determinarlo a priori.

Ecco perché mi arrabbio moltissimo quando vedo installazioni anche medio-grandi con grossi generatori installati e una misera palina di terra da un metro e mezzo, brutta, corrosa, stortignaccola per le martellate prese, con il cavo lasco nel morsetto e infissa solo per metà nel terreno arido e pietroso di un parcheggio assolato.

Praticamente è come non avere la terra. Ancora una volta una falsa sicurezza.

Se poi tenete presente che in genere il gruppista conficca solo metà palina per essere più comodo nell'estrarla alla fine della manifestazione, il quadro è chiaro.

In questo senso non mi stancherò mai di consigliare di collegarsi, previa comunicazione, alle sbarre di terra spesso messe a disposizione dalle strutture in cui si lavora, generalmente gli impianti di terra di palazzetti o stadi sono adeguati alla bisogna.

Tornando alle modalità di realizzazione delle reti di terra, notiamo come le norme forniscano delle indicazioni a proposito delle dimensioni minime per i dispersori, in relazione alla loro robustezza meccanica ed alla necessità che resistano a fenomeni di corrosione e sollecitazione meccanica anche per molti anni in un ambiente ostile come il terreno. Si veda a proposito la tabella di Figura 1 in cui sono raggruppati i materiali da usare per i dispersori di terra e le dimensioni minime da utilizzare.

Ho inserito anche un grafico che rappresenta indicativamente la resistenza di un dispersore di terra a picchetto in funzione della profondità di infissione nel terreno.

Figura 2: diagramma della variazione del valore di resistenza di un dispersore a pozzo tubolare in funzione della profondità d'infissione.

Si deduce immediatamente che, dovendo raggiungere resistenze di terra non superiori a qualche Ohm, per poter avere un impianto di terra, di fatto, efficace, è necessario porre sempre più picchetti in parallelo e ad adeguata distanza tra loro, almeno pari a due volte la profondità del picchetto stesso, perché non si influenzino tra loro. A questo proposito la Figura 3 rappresenta l'andamento indicativo delle linee di forza del campo elettrico nel terreno per un dispersore di prova.

Figura 3: rappresentazione delle superfici equipotenziali nel caso di elettrodo emisferico e terreno omogeneo.

Ho inserito questa figura perché sia chiaro anche un altro aspetto importante, relativo alla possibilità che il terreno non possa sopportare densità di corrente più alte di un certo valore senza modificare, di fatto, il suo valore di resistenza e senza che si generino tensioni di passo e di contatto eccessive per le persone che si trovassero in vicinanza dei picchetti. Cosa questa da verificare e descritta dalle norme. Proprio di questo, e delle norme relative, parleremo nel prossimo numero.