Ultima modifica: 04/07/2025
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 norma tratta la pericolosità della corrente continua e di quella alternata. Innanzitutto, cominciamo distinguendo tra i due tipi di corrente e perché sono pericolose per il corpo umano:
- la Corrente Alternata (AC), è utilizza ovunque: in ambiente domestico, o anche negli uffici o nelle fabbriche. Ha una forma d’onda sinusoidale, ovvero la tensione e la corrente aumentano e diminuiscono in modo continuo e regolare, con una frequenza di 50 Hz (60 Hz in Nord America e in poche altre nazioni).
Veniamo ora alla sia pericolosità. Il cuore ha un proprio ritmo di funzionamento, indotto da impulsi elettrici con una frequenza di circa 1 Hz. Quando si è soggetti ad una scossa elettrica, attraverso il corpo circola una corrente con frequenza di 50 Hz. In questo caso il cuore inizia a funzionare alla frequenza di rete e non più a pulsare alla suo frequenza naturale. In altri termini, 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, è presente nelle batterie, nei veicoli elettrici, negli impianti fotovoltaici e in molte altre applicazioni. Ha una pulsazione, 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. A tale riguardo si ricorda la famosa “Guerra delle Correnti“, ovvero la rivalità tra Thomas Edison e Nikola Tesla verso la fine del 1800.
Le curve per la pericolosità della corrente attraverso il corpo
Per mostrare graficamente la pericolosità della corrente sono stati creati dei grafici che ci permettono di identificare i valori delle correnti in relazione ai tempi nei quali possono causare danni più o meno gravi all’organismo. Vi sono grafici sia per la corrente alternata che continua.
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 accanto riportiamo il grafico valido per la Corrente Alternata (AC).
Il grafico per la corrente continua è invece qui al lato. Guardando tale grafico, possiamo notare che la corrente continua è circa 4 volte meno pericolosa rispetto a quella alternata (per valori bassi, come da tabella). Si noti per esempio come la curva C1 inizi intorno ai 40 mA in Corrente Alternata, mentre in Corrente Continua inizia intorno ai 160 mA.
La Curva della sicurezza in Corrente
Per quanto riguarda la pericolosità della corrente alternata per le persone, sulla base del grafico sopra riportato, 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 tratteggiata, nell’immagine qui a lato, e viene comunemente chiamata la Curva della Sicurezza per la corrente alternata.
Le curve indicate nel grafico, a sinistra e a destra della curva tratteggiata sono rispettivamente la curva “b” e la curva “c1” del grafico precedente.
Questa curva è importante 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, affinché la persona sia normativamente salva.
Curva della sicurezza in Tensione
La curva della 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, la quale ha un valore che varia in base alla tensione, come indicato nella tabella.
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. 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 parte da quello in corrente: sapendo la curva di sicurezza in corrente e avendo una resistenza del corpo umano, 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 apre il circuito