Ultima modifica: 27/06/2025
Tutti sanno che la corrente è pericolosa, ma come si può capire quale è il valore di soglia pericoloso?
La normativa sulla sicurezza elettrica ci viene in aiuto. Si tratta della serie di norme IEC 60479-1: Effects of current on human beings and livestock.
La corrente continua e quella alternata
Innanzitutto, cominciamo distinguendo tra i due tipi di corrente e perché sono pericolose per il corpo umano, abbiamo:
- la Corrente Alternata (AC), la quale si utilizza in ambiente domestico, o anche negli uffici, la corrente alternata ha una forma d’onda sinusoidale, ovvero la tensione e la corrente aumentano e diminuiscono in modo continuo e regolare, con una frequenza di 60 Hz (50 Hz per gli Stati Uniti).
Come sappiamo il cuore ha un proprio ritmo di funzionamento, che si traduce in impulsi elettrici con una frequenza ( di circa 1-2 Hz), quando si entra in contatto con una fase, la frequenza del cuore viene sovrastata da quella della corrente, alterandone il ritmo, portando il cuore a vibrare, invece che pompare (fibrillazione cardiaca).
- La Corrente Continua (DC), invece, nelle batterie, veicoli elettrici, impianti fotovoltaici e molto altro.
La Corrente Continua, non avendo frequenza, ha minori probabilità di portare alla fibrillazione, ma aumenta il rischio di un (arresto cardiaco), in quanto non altera il ritmo del cuore, ma lo mantiene contratto.
La Corrente Continua è considerata meno pericolosa, in quanto causa danni a valori di tensione più elevati rispetto alla Corrente Alternata.
Le curve per la pericolosità della corrente attraverso il corpo
Per mostrare graficamente la pericolosità della corrente sono stati creati dei grafici appositi che ci permettono di identificare i valori delle correnti in relazione ai tempi nei quali possono causare danni più o meno gravi all’organismo.
AC e DC
Tali schemi sono suddivisi in diverse zone, a cui sono associati diversi effetti, come:
-Zona 1: nessuna reazione (<0.5 mA).
-Zona 2: nessun effetto fisiologico importante.
-Zona 3: effetti patologici reversibili, come la contrazione dei muscoli.
-Zona 4: area pericolosa per una probabile fibrillazione.
Le zone considerate pericolose sono la 3 e la 4.
A sua volta la zona 4 è suddivisa in altre 3 sottoaree:
-Sotto la curva C1 : assenza di fibrillazione ragionevole.
-Sotto C2: rischio di fibrillazione 5%.
-Sotto C3: rischio di fibrillazione 50%
Qui di seguito abbiamo la tabella valida per la Corrente AC.
Con la tabella in Corrente DC che segue, possiamo notare che per bassi valori di corrente DC = 3,5 volte superiori rispetto ad AC dal punto in comincia ad essere molto pericolosa
La Curva della sicurezza in Corrente
Per quanto riguarda la pericolosità della corrente alternata per le persone, sulla base del grafico, negli anni 80, è stato deciso il limite preciso al di sopra del quale la corrente, in funzione del tempo, è pericolosa.
Questa è indicata con la curva verde nell’immagine qui a lato, chiamata Curva della Sicurezza per la corrente alternata. Le curve indicate nel grafico, a sinista e a dx della curva verde sono rispettivamente la curva “b” e la curva “c1” del grafico precedente.
Questa curva è importante perché per la regolazione delle protezioni preposte a proteggere le persone dai contatti indiretti
Da tale curva si può ricavare, per esempio, che con una corrente di 200 mA, il tempo massimo di apertura del circuito è di circa 150 ms
Da tale curva si può ricavare, per esempio, che con una corrente di 200 mA, il tempo massimo di apertura del circuito è di circa 150 ms
Curva della sicurezza in Tensione
La curva di sicurezza in tensione rappresenta i valori di tensione in relazione al tempo di contatto (Indiretto), per i quali una persona può avere una fibrillazione. Si considera sempre un percorso mano-piedi.
Il punto di partenza per passare dalla curva in corrente a quella in tensione è la resistenza del corpo umano, il quale ha un valore di resistenza che varia in base alla tensione che lo attraversa
La norma stima la resistenza delle scarpe e quella del terreno (REB) sia pari a 1000 Ω, per condizioni normali, invece per condizioni critiche (stalle, ospedali) 200 Ω.
Rimane da sommare però la resistenza del corpo (RB), la quale, come si vede dal grafico, dipende dalla tensione.
Maggiore è la tensione e minore è la resistenza del corpo, come indicato nella tabella. Sulla base di tale tabella è possibile costruire una relazione tra diverse tensioni di contatto e il tempo massimo che una persona può essere oggetto di tale tensione senza correre un rischio significativo di fibrillazione.
Per esempio, se la tensione è 75 Vac in condizioni normali prendiamo una resistenza di 1625 Ω (1000 Ω verso terra REB+ 625 Ω percorso mano piede del corpo RB, possiamo calcolare una corrente di circa 46 mA. Guardando il grafico abbiamo un tempo massimo di circa 1s.
Considerando 92 Vac come tensione di contatto, si prende convenzionalmente 600 Ω come resistenza “normativa” per un percorso della corrente dalla mano, verso i piedi.
Quindi, il grafico per la curva di sicurezza in tensione è ispirato all’originale: sapendo la curva di sicurezza in corrente e avendo una resistenza è possibile calcolare la tensione secondo la prima legge di Ohm:
V = R * I
Sistema TN e massimo tempo di apertura della protezione
Il disegno a lato mostra come vengono messe a terra le masse in un sistema TN (terra-neutro), il quale è normalmente utilizzato in ambito industriale, diversamente dal sistema TT (terra-terra), utilizzato in ambito domestico.
In un sistema TT, le masse sono collegate alla “terra sporca” e, attraverso questa, sono collegate al punto di neutro del trasformatore che alimenta il sistema elettrico. In questo caso l’anello di guasto che viene così formato, include non solo cavi di rame ma la terra stessa.
In un sistema TN invece, le masse sono collegate al neutro del trasformatore. In questo caso l’anello di guasto che viene così formato, include solo cavi di rame. Per questo motivo, un guasto a terra con resistenza trascurabile genera una corrente molto elevata.
Da quanto sopra si capisce che il collegamento a terra di un’apparecchiatura elettrica serve a creare un anello di guasto, ovvero un circuito elettrico che normalmente non è percorso da corrente. In altri termini, sul cavo di terra, normalmente, non circola corrente.
In caso di guasto invece, tale circuito si attiva e viene attraversato da una corrente molto elevata, nel caso di sistema TN. Tale corrente attiva la protezione magnetica o quella differenziale, che aprono il circuito
Nell’immagine di fianco è rappresentato un anello di guasto, nel quale abbiamo una tensione di guasto di 92 V, a causa del fatto che durante un guasto a terra si ipotizza una caduta di tensione di circa il 20%. Quindi, partendo da una tensione iniziale di 230 Vac, questa si riduce normativamente a 184 Vac. Lungo il percorso, questa diminuirà ulteriormente a causa della resistenza del cavo di fase e infine del cavo di terra. La norma ipotizza la stessa sezione per entrambe i cavi. Questo fa si che la tensione di contatto (a metà del circuito elettrico, sia di 92 V.
Partendo da questa tensione e considerando il valore di resistenza della persona (1600 Ω) possiamo calcolare il valore di corrente che attraversa il corpo: ≈ 58 mA
Consultando il grafico della curva di sicurezza in corrente siamo in grado di ottenere il tempo massimo (400 ms), entro il quale l’interruttore differenziale deve scattare affinché la persona non sia soggetta a fibrillazione.
