Messa a terra di protezione: misura protettiva utile o costo non indispensabile?

In materia di sicurezza delle macchine molti pensano soprattutto alla protezione dai pericoli meccanici, come schiacciamenti e tagli o ai sistemi di controllo correlati alla sicurezza. La sicurezza riguarda però anche la parte elettrica, ovvero la protezione contro l'elettrocuzione. Dovrebbe essere ovvio, ma in alcuni impianti di macchine si riscontra una carenza potenzialmente rischiosa, che riguarda la messa a terra di protezione delle recinzioni di sicurezza intorno alla macchina. 

Da anni ci si chiede spesso se la messa a terra di protezione e la compensazione del potenziale siano necessarie per le recinzioni di sicurezza. Molti hanno sperato in una risposta definitiva con la nuova formulazione della norma EN (IEC) 60204-1. Purtroppo però anche le nuove disposizioni sono parzialmente ambivalenti e consentono interpretazioni non univoche. Quali fattori fanno propendere oppure rinunciare alla messa a terra di protezione delle recinzioni di sicurezza? 

Pericolo da contatto con "parti conduttive esterne" 

Come in precedenza non si mette in discussione la conduttività elettrica delle recinzioni di sicurezza metalliche, che sussiste anche se sono verniciate o rivestite a polvere, sia perché lo strato superficiale di rivestimento potrebbe essere difettoso, sia perché la maggior parte delle recinzioni di sicurezza sono dotate di elementi di fissaggio a metallo a nudo. Se un componente è elettricamente conduttivo, è in grado di ricevere un "potenziale", che ad es. può essere generato da "terra". La carica elettrica, che è presente nel punto di fissaggio di un palo, può quindi essere trasferita alla recinzione. Questo aspetto connota una recinzione di sicurezza come "parte conduttiva esterna" secondo la definizione della norma EN 60204-1 paragrafo 3.1.28. 

Quali pericoli derivano dal contatto con una "parte conduttiva esterna"? Se una persona entra in contatto con la recinzione e allo stesso tempo tocca un altro elemento con potenziale diverso, ad es. la superficie conduttiva di una macchina, la corrente può passare attraverso il corpo della persona. Si verifica sostanzialmente una "compensazione del potenziale". Le correnti di compensazione possono essere pericolose a seconda della tensione presente. Qualcosa di simile avviene correndo su un tappeto: nel corpo si accumula una carica statica e, se si tocca successivamente un altro elemento metallico con carica propria come la serratura di una porta, la carica passa dal corpo all'elemento metallico, generando una scossa elettrica. 

In caso di compensazione di tensione causata da una tale carica elettrostatica, il pericolo è limitato perché la corrente non è sufficientemente alta da provocare altre conseguenze se non una reazione di spavento. In uno stabilimento di fabbrica la situazione può però essere diversa. Ad esempio nelle vicinanze di una recinzione di sicurezza può essere presente un forte campo magnetico, generato da un dispositivo elettromagnetico ad alta tensione o da un grande riscaldatore a induzione o dal motore a media tensione di un veicolo su rotaie nell'area limitrofa. Anche la presenza di fulmini vicino all'edificio può aumentare considerevolmente il potenziale di terra sul posto.  

A livello teorico la pericolosità delle correnti di compensazione è facilmente evitabile. Se si effettua semplicemente un collegamento conduttivo della recinzione di sicurezza con altre superfici conduttive in metallo della macchina, ovunque è presente sempre lo stesso potenziale (stessa tensione) e non si manifestano correnti di compensazione. Pertanto la soluzione più semplice e logica è di collegare la recinzione di sicurezza al sistema dei conduttori di terra della macchina intorno alla quale si trova la recinzione. I moderni stabilimenti sono provvisti di sistema di compensazione del potenziale e, grazie a un elevato numero di elettrodi di messa a terra, garantiscono la compensazione del potenziale per il collegamento degli elementi conduttivi. 

Se una recinzione di sicurezza è collegata a una messa a terra di protezione, sono escluse eventuali scosse elettriche causate dalla "compensazione del potenziale.

Pericolo derivante da tensione esterna di dispositivi difettosi 

Un rischio di pari livello può provenire da "fonti di tensione esterna" vicine alla recinzione di sicurezza. Come potrebbe accadere? Ad esempio la recinzione potrebbe entrare in contatto con il conduttore di fase di un cavo difettoso, appartenente a un utensile elettrico utilizzato per interventi di manutenzione sulla macchina. La tensione passerebbe dal cavo difettoso alla recinzione conduttiva, con conseguente scossa elettrica se qualcuno la toccasse. 

Un caso del genere è solo teorico o eccessivamente esagerato? Assolutamente no, perché la stessa recinzione di sicurezza è costituita da elementi che potrebbero danneggiare i cavi. Le porte rotanti e scorrevoli possono schiacciare o spezzare i cavi e il relativo isolamento. Inoltre l'impiego di apparecchi elettrici per la pulizia e la manutenzione è una consuetudine e non una condizione eccezionale. 

Ma nel caso sopra descritto non si dovrebbe attivare un interruttore differenziale di protezione? Certo, questo sarebbe auspicabile. Tuttavia, se una recinzione di sicurezza non è collegata alla messa a terra di protezione sul posto di installazione, l'interruttore differenziale di protezione non scatterebbe. Anche la messa a terra di protezione dell'utensile elettrico in questo caso non servirebbe, perché la recinzione non è collegata ad essa. 

La soluzione a questo problema è la stessa della misura protettiva da adottare per impedire la generazione di correnti di compensazione: tutti gli elementi conduttivi della recinzione di sicurezza devono essere collegati al sistema dei conduttori di terra della macchina intorno alla quale si trova la recinzione. Se un conduttore di fase difettoso entra in contatto con la recinzione di sicurezza o se una tensione esterna raggiunge in altro modo la recinzione di sicurezza, scatta immediatamente un interruttore differenziale di protezione e interrompe il passaggio di tensione. 

Se un cavo difettoso entra in contatto con una recinzione di sicurezza, la messa a terra di protezione è di vitale importanza per evitare pericoli.

Teoricamente sembrerebbe quindi molto facile minimizzate questo tipo di rischi. Nella pratica la compensazione del potenziale e la messa a terra di protezione (la loro combinazione è definita "compensazione del potenziale di protezione") è però onerosa. Spesso i pali e i campi delle recinzioni devono essere forati, dotati di manicotti di contatto e collegati mediante cavi di messa a terra a una linea di compensazione del potenziale di protezione lungo l'intera recinzione (raffigurata in arancione nelle nostre illustrazioni).

Non ci si deve quindi stupire se molti evitano tali opere, argomentando che il rischio è spesso minimo e che i requisiti previsti dalle norme non sono univoci al 100 percento. Del resto sull'ultimo punto non è possibile fare obiezioni. 

Cosa prevedono le norme 

EN ISO 14120:2015 recita al Paragrafo 5.13: "Se i dispositivi di protezione sezionatori sono realizzati in materiale elettricamente conduttivo e sono utilizzati in macchine ad azionamento elettrico, devono essere considerati "parti conduttive esterne della macchina" secondo la norma IEC 602041:2005, paragrafo 8." Questo enunciato è inequivocabile, ma la versione inglese non recita "devono" bensì "devono probabilmente", che si interpreta quindi come "dovrebbero". 

La norma IEC 60204-1:2018 nel paragrafo 8.1 riporta la figura 4 e una tabella che spiega le caratteristiche di un sistema di compensazione del potenziale di protezione. La tabella contiene una sotto-intestazione "Collegamenti al sistema dei conduttori di terra, che non devono essere utilizzati come conduttori di messa a terra." A questa voce è riportato tra l'altro: "Parti conduttive esterne, …, ad es- tubi metallici, recinzioni di sicurezza, scale, corrimani." 

La norma informa quindi che può essere necessario collegare recinzioni di sicurezza e corrimani (ringhiere) al sistema dei conduttori di terra. In questo caso queste dovrebbero essere considerate "parti conduttive esterne", che devono essere collegate nella messa a terra di protezione.  

Anche nel paragrafo 17,2 d), che tratta principalmente della documentazione dell'impianto elettrico, le recinzioni di sicurezza e le ringhiere di protezione sono considerate come "parti conduttive esterne" con collegamento al conduttore di compensazione del potenziale di protezione della macchina, che "possono essere toccate contemporaneamente alla macchina (ad esempio entro 2,5 m di distanza)". Tuttavia a questo punto non è previsto alcun requisito univoco per il collegamento della recinzione di sicurezza al conduttore di compensazione del potenziale di protezione. Al contrario, la norma dice chiaramente nel testo della Figura 4 che tali parti conduttive non devono essere utilizzate come conduttori di terra. Questi enunciati sembrano essere effettivamente ambivalenti. 

Decisioni in relazione all'analisi dei rischi 

Quale criterio si può adottare per decidere se le recinzioni di sicurezza e le ringhiere protettive debbano essere incluse o meno nella compensazione del potenziale di protezione? Da un lato si vuole garantire la sicurezza e dall'altro si cerca di evitare un costo eccessivo o addirittura inutile. 

L'analisi e la valutazione dei rischi sono sempre necessarie quando le norme non riportano specifiche chiare. È necessario prendere in considerazione i seguenti aspetti: 

• L'impianto elettrico locale richiede ulteriori misure di protezione perché non è presente un adeguato sistema di compensazione del potenziale? 
• Esiste la possibilità che le recinzioni e le ringhiere di protezione ancorate al suolo possano generare tensioni elevate e quindi correnti di compensazione del potenziale in caso di contatto? (La distanza tra recinzione di sicurezza/ringhiera di protezione e altre parti conduttive della macchina è <2,5 m, ovvero una persona può toccare contemporaneamente la recinzione di sicurezza e la parte conduttiva). 
• È necessario utilizzare dispositivi elettrici come lampade, utensili elettrici, ecc. in prossimità delle recinzioni di protezione (ad esempio per lavori di regolazione, allestimento, pulizia o manutenzione)? 

La decisione deve essere sempre presa da un elettricista specializzato in base alla situazione sul posto, perché non tutti gli impianti di macchine sono uguali e le caratteristiche degli edifici in termini di compensazione del potenziale possono essere molto diverse. Axelent ritiene che sia utile e vantaggioso collegare le recinzioni di sicurezza e i dispositivi anticaduta alla compensazione di potenziale del rispettivo impianto, ma la decisione in merito deve essere sempre lasciata al costruttore/gestore dell'impianto. 

Qualunque sia la decisione di ogni singolo utilizzatore, Axelent propone ora una soluzione adatta a risolvere il problema 

 Il nostro nuovo kit di compensazione del potenziale include dispositivi di fissaggio che possono essere applicati direttamente ai supporti a pavimento e agli elementi di recinzione. Non è più necessario forare le parti metalliche con dispendio di costi e fatica! Il kit di compensazione del potenziale include anche un connettore che consente di collegare i cavi di messa a terra in dotazione a una linea di compensazione del potenziale di protezione perimetrale (quest'ultima non fa parte del kit perché la sua configurazione dipende dalle condizioni locali e dalle dimensioni dell'impianto). La linea di compensazione del potenziale di protezione viene posata lungo l'intera recinzione, preferibilmente all'interno di una canalina portacavi in griglia metallica X-Tray. Questa soluzione è semplice e allo stesso tempo comoda, con un impegno di installazione notevolmente ridotto rispetto ai metodi convenzionali. 

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