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Sicurezza contro i temporali - Cosa fare dopo un fulmine su un parafulmine?

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Sicurezza contro i temporali - Cosa fare dopo un fulmine su un parafulmine?

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Un sistema di protezione contro i fulmini impedisce una scarica diretta sulla struttura, ma colpisce il parafulmine. Pertanto, quando si verifica una scarica, l'intero sistema di protezione contro i fulmini deve essere accuratamente controllato e ripristinato, poiché l'integrità dei componenti critici (parafulmini, conduttori, connessioni, messa a terra, ecc.) potrebbe essere compromessa. Seguendo un protocollo post-impatto, si assicura che il sistema continui a funzionare correttamente e che l'impianto rimanga protetto.

L'introduzione di tecnologie intelligenti che segnalano a distanza lo stato di questi sistemi offre anche una maggiore sicurezza, anticipando le riparazioni al di là delle ispezioni visive e dei controlli periodici.

Cosa intendiamo quando parliamo di un sistema di protezione contro i fulmini?
Per definizione, un sistema di protezione contro i fulmini (LPS) ha lo scopo di catturare il fulmine, condurre la sua corrente a terra in modo sicuro, dissiparla nel terreno e proteggere dagli effetti secondari del fulmine.
I sistemi di protezione dai fulmini si distinguono in elementi di protezione esterni ed elementi di protezione interni. Gli elementi di protezione esterni sono solitamente costituiti da uno o più terminali aerei (parafulmini), due o più calate e un sistema di messa a terra.

Sistema di protezione dai fulmini: protezione esterna
Un terminale aereo Early Streamer Emmision (ESE) si distingue per la generazione continua di un tracciante verso l'alto che intercetta il tracciante verso il basso del fulmine prima di qualsiasi altra struttura nel suo raggio d'azione. Quando un parafulmine ESE anticipa la creazione di questo tracciante verso l'alto (cioè ha un tempo di anticipo maggiore), può catturare il tracciante verso il basso da una distanza maggiore e, quindi, proteggere un'area più ampia. Il raggio di protezione corrispondente a ciascuna altezza viene determinato in base al tempo di avanzamento del parafulmine e al livello di protezione richiesto da ciascuna struttura.

I parafulmini della gamma DAT CONTROLER® di Aplicaciones Tecnológicas S.A. sono dotati della più recente tecnologia di adescamento. Inoltre, il parafulmine intelligente DAT CONTROLER® REMOTE è dotato di autodiagnosi della testa e di comunicazione via IoT del risultato per garantire il corretto funzionamento dell'apparecchiatura.

Sulla calata SPCR possono essere installati dispositivi come il contatore intelligente di fulmini SMART LIGHTNING LOGGER di Aplicaciones Tecnológicas S.A., che invia avvisi in tempo reale quando un fulmine colpisce la struttura. Oltre all'avviso, SMART LIGHTNING LOGGER raccoglie tutte le informazioni sulla scarica.

Il collegamento a terra è un componente essenziale del sistema di protezione esterna dai fulmini, in quanto è responsabile della dispersione sicura della corrente di scarica nel terreno. La sua efficacia dipende dalla conducibilità del terreno, che è prevalentemente elettrolitica a causa dei sali disciolti nell'acqua che lo inumidisce. Pertanto, questa conduttività può essere aumentata migliorando la capacità del terreno di assorbire e trattenere l'acqua, nonché aumentando la concentrazione di sali solubili.

Protezione interna - Protezione dalle sovratensioni
Un sistema di protezione interna contro i fulmini deve includere anche un'adeguata installazione di protezione contro le sovratensioni, insieme ad altre misure per ridurre i danni (collegamenti equipotenziali, schermature, ecc.). Sebbene le sovratensioni transitorie possano avere origine in diversi modi, quelle più dannose provengono dai fulmini. Questi picchi di tensione estremamente brevi raggiungono le apparecchiature attraverso le reti elettriche, telefoniche, televisive o di dati. La protezione dalle sovratensioni garantisce la continuità del servizio riducendo il rischio per le persone e le cose a livelli accettabili. I dispositivi di protezione dalle sovratensioni (SPD) rimangono inattivi finché il segnale elettrico rimane entro i valori normali, ma reagiscono immediatamente alle sovratensioni transitorie, deviando la corrente del fulmine verso terra e salvaguardando le apparecchiature. Una volta assorbita la sovracorrente, l'SPD torna allo stato di quiescenza.

Esistono tre tipi di DPS:

Tipo 1: affrontano la scarica diretta del fulmine e sono installati dove la corrente e gli effetti elettromagnetici non sono ancora stati attenuati (telai principali).
Tipo 2: Questo tipo agisce contro gli effetti indiretti del fulmine, in punti in cui l'energia è già attenuata (telai secondari).
Tipo 3: proteggono da sovratensioni residue molto basse e sono posizionati il più vicino possibile alle apparecchiature sensibili.
Fulminazione - Ispezione visiva dopo l'evento
Dopo la caduta di un fulmine sul parafulmine, è necessario eseguire al più presto un'ispezione visiva approfondita di tutti i componenti visibili dell'impianto. Questo controllo iniziale ha lo scopo di individuare i danni evidenti causati dall'enorme energia del fulmine. Si raccomanda di controllare, tra gli altri, i seguenti punti chiave:
Testa del parafulmine: verificare che non vi siano deformazioni, parziali fusioni o bruciature causate dall'impatto. La corrente estrema del fulmine spesso surriscalda la punta; nei casi più gravi, parte del materiale della testa può fondersi e scomparire a causa del calore. Una testina danneggiata deve essere generalmente sostituita con una nuova con le stesse caratteristiche.
Struttura ed elementi meccanici: verificare che il palo e i suoi fissaggi siano intatti e sicuri, senza allentamenti o eccessiva corrosione. Il fulmine può allentare i sostegni o danneggiare gli ancoraggi, quindi è necessario controllare le condizioni meccaniche di morsetti, viti e staffe di montaggio, rinforzando o sostituendo eventuali fissaggi in cattive condizioni.
Calate: ispezionare la calata (conduttore tra il parafulmine e il collegamento a terra) per tutta la sua lunghezza. Assicurarsi che sia continuo, senza interruzioni o sezioni bruciate. Prestare attenzione ai segni di usura sul conduttore: in caso di scariche molto intense, il rame potrebbe essersi surriscaldato al punto da alterare le sue proprietà fisiche (cavi che hanno perso la resistenza meccanica o la conduttività originale). Controllare anche i morsetti e le staffe che fissano il conduttore alla struttura, verificando che non siano rotti, allentati o corrosi. Se presentano danni o corrosione avanzata, devono essere sostituiti.
Collegamenti equipotenziali: controllare tutti i collegamenti equipotenziali (ad esempio, i collegamenti con altre masse metalliche della struttura). Questi collegamenti devono essere intatti e stretti, senza segni di corrosione o scintille. Un impatto può generare sovratensioni che si ripercuotono sulle parti metalliche vicine, quindi è fondamentale verificare che non vi siano danni o separazioni nei collegamenti responsabili dell'equalizzazione dei potenziali. Eventuali connettori allentati devono essere regolati; se si osservano archi o carbonizzazioni, questi elementi devono essere puliti o sostituiti.
Elementi di installazione aggiuntivi: se l'impianto è dotato di dispositivi come un contatore di fulmini elettromeccanico (registratore di impatto) o di spinterometri (interstizi di isolamento), anche questi devono essere controllati visivamente. Ad esempio, leggere il contatore di fulmini per verificare se ha effettivamente registrato la scarica e assicurarsi che funzioni ancora correttamente. La presenza di un contatore consente di sapere facilmente quante scariche ha ricevuto l'impianto ed è molto utile per determinare la necessità di ispezioni straordinarie. Allo stesso modo, qualsiasi spinterometro o dispositivo simile deve essere ispezionato per verificare che non abbia subito una scarica laterale.
Durante l'ispezione visiva, è importante documentare con fotografie e appunti qualsiasi risultato (danni, parti mancanti, ecc.). Tutti gli elementi esterni del parafulmine devono essere mantenuti intatti e stabili. In sintesi, l'ispezione visiva cerca di individuare i danni fisici evidenti al collettore, alle calate e alle connessioni, poiché questi riveleranno i punti in cui il fulmine può aver causato il danno.

Controlli tecnici e test del sistema
Dopo l'ispezione visiva, devono essere eseguiti dei test tecnici per garantire che il sistema funzioni correttamente a livello elettrico. Questi test comprendono la verifica della continuità elettrica, la misurazione della resistenza di terra e il controllo dei dispositivi di protezione associati:

Controllo del parafulmine. Il corretto funzionamento del parafulmine è essenziale affinché la PDC mantenga il suo tempo di anticipo e quindi il suo raggio di protezione. Pertanto, dopo l'impatto, è necessario verificare il corretto funzionamento della testa attiva seguendo le istruzioni del produttore. I parafulmini DAT CONTROLER REMOTE di Aplicaciones Tecnológicas dispongono di una verifica a distanza che consente di testare lo stato dell'accenditore senza accedere alla testa. Altre apparecchiature consentono la verifica in loco. Se questi tester non sono disponibili, la testa può essere abbassata (seguendo le procedure di sicurezza) e inviata a un laboratorio o a un servizio tecnico per verificare che continui a rispettare i parametri di attivazione.
Continuità elettrica dei conduttori: Utilizzando la strumentazione appropriata, come ad esempio un ohmmetro, verificare che il conduttore di discesa abbia continuità elettrica dalla testa al collegamento a terra e che la resistenza elettrica sia bassa (prossima allo zero). Ciò conferma che il percorso verso la terra non è stato interrotto. Secondo la normativa, la continuità dei conduttori deve essere sempre corretta; se si rileva un'interruzione o un aumento anomalo della resistenza, ciò può indicare cavi rotti, giunzioni difettose o connessioni allentate a causa di un impatto. In tal caso, i collegamenti devono essere riparati o la sezione danneggiata del conduttore sostituita prima di rimettere in servizio l'impianto.
Misura della resistenza di terra: È essenziale misurare la resistenza di terra del parafulmine dopo un fulmine. L'efficacia dell'impianto dipende dalla rapida dissipazione della corrente di fulmine nel terreno, che in genere richiede una bassa resistenza di terra. In pratica, si raccomanda che il valore della resistenza di terra sia inferiore a 10 Ω (ohm). Dopo un temporale, questo valore può essere cambiato (a causa di variazioni dell'umidità del terreno, compattazione, danni agli elettrodi, ecc. L'ideale sarebbe utilizzare il metodo a tre punti (metodo della caduta di potenziale) o un altro metodo approvato, scollegando momentaneamente il collegamento di terra principale per misurarlo in isolamento. Supponiamo che la resistenza misurata superi il valore raccomandato. In tal caso, è necessario intervenire: ad esempio, migliorando l'impianto di messa a terra aggiungendo altri elettrodi o barre supplementari, utilizzando additivi che aumentino la conduttività del terreno o controllando i collegamenti degli elettrodi esistenti. Nelle installazioni ben progettate, la rete di terra comprende solitamente delle camere di ispezione; queste dovrebbero essere utilizzate per verificare che i conduttori e le connessioni ai picchi non presentino segni di corrosione o surriscaldamento. L'ispezione periodica della terra è obbligatoria in molti Paesi, almeno una volta all'anno, e sempre dopo un fulmine significativo.
Verifica dei dispositivi di protezione interni: Se l'impianto è dotato di dispositivi di protezione dalle sovratensioni (SPD) o di scaricatori (nel quadro elettrico, sulle linee dati, ecc.), è necessario ispezionarli dopo il temporale. Anche se il fulmine è stato intercettato dal parafulmine, questo non impedisce ai campi elettromagnetici di indurre sovratensioni nelle linee. Gli SPD sono progettati per deviare queste sovratensioni verso terra, ma così facendo possono diventare inutilizzabili. È importante verificare che gli SPD non presentino segni di guasto. Se un dispositivo di protezione mostra segni di guasto, deve essere sostituito immediatamente, poiché ha perso la sua capacità di protezione. Questo controllo tecnico garantisce che la protezione interna dell'impianto (apparecchiature elettroniche, sistemi di comunicazione, apparecchi elettrici, ecc.
Sistema di allarme e contatori di fulmini: Se installato, è importante controllare il contatore di fulmini. Questi contatori registrano il passaggio della corrente di scarica quando si verifica un fulmine e la loro lettura deve essere annotata per tenere traccia dell'evento. Inoltre, alcuni sistemi integrano logger intelligenti come lo SMART LIGHTNING LOGGER di Aplicaciones Tecnológicas S.A., che invia avvisi in tempo reale quando un fulmine colpisce la struttura. La verifica del funzionamento di questi sistemi di allarme e monitoraggio (ad esempio, segnale di comunicazione IoT attivo, registrazioni memorizzate correttamente) garantisce che eventuali nuovi fulmini possano essere individuati e gestiti rapidamente in futuro.
Se viene rilevato un deterioramento o un'anomalia, è necessario effettuare le riparazioni necessarie il prima possibile per ripristinare l'efficacia del sistema. Non è accettabile mantenere in servizio un parafulmine con componenti danneggiati, poiché in caso di un evento successivo potrebbe non svolgere la sua funzione principale di protezione della struttura su cui è installato il sistema. Ad esempio, una testa parzialmente fusa presenta punte smussate che possono compromettere la capacità di catturare il fulmine successivo; un conduttore con sezioni ridotte dal calore può non condurre correttamente la corrente; un collegamento a terra ad alta resistenza può causare scintille pericolose o deviazioni indesiderate. Dopo la riparazione, ogni componente deve essere in condizioni equivalenti al progetto originale per garantire la sicurezza.

Regolamenti e standard sulla manutenzione dei sistemi di protezione contro i fulmini dopo una fulminazione
Sia le normative tecniche internazionali che quelle nazionali stabiliscono la necessità di ispezionare e mantenere i sistemi di protezione dai fulmini periodicamente, e soprattutto dopo una scarica diretta. Alcune delle più importanti sono:

UNE 21186:2011 (Spagna) - Protezione contro i fulmini: Conduttori di fulmini con dispositivi di emissione di correnti precoci. Questa norma spagnola regola la progettazione, l'installazione, l'ispezione e la manutenzione degli impianti con parafulmini con dispositivi di emissione precoce di correnti (ESED). È spesso applicata negli edifici in cui sono installati parafulmini attivi in Spagna e in altri Paesi. La norma UNE 21186 richiede ispezioni periodiche di questi sistemi per garantirne l'efficacia nella protezione di persone e cose, dettagliando le procedure di ispezione simili a quelle descritte (controllo della testa, delle calate, della terra, ecc.) Dopo un fulmine su un parafulmine PDC, la norma UNE 21186 indica che deve essere effettuata un'ispezione completa del sistema.
Serie UNE-EN IEC 62305 (Internazionale) - Protezione contro i fulmini (Parti da 1 a 4). Si tratta dell'adozione nazionale della norma internazionale IEC 62305. In particolare, la Parte 3 (UNE-EN 62305-3) riguarda la protezione delle strutture contro i danni fisici e contiene i requisiti per l'ispezione e la manutenzione dei sistemi di protezione dai fulmini (LPS). Questa norma stabilisce che un LPS deve essere ispezionato sia periodicamente (a seconda del livello di protezione, vedi sotto) sia quando si sospetta che possa essere stato colpito da un fulmine. La Parte 4 (UNE-EN 62305-4) riguarda la protezione dei sistemi elettrici/elettronici interni e include anche linee guida per la manutenzione, per garantire che i sistemi di messa a terra e di protezione dalle sovratensioni rimangano in buone condizioni. Secondo la norma IEC 62305, è obbligatorio controllare l'impianto dopo qualsiasi fulminazione nota della struttura. Questo requisito si riflette, ad esempio, nella raccomandazione di installare contatori di fulmini che avvisino di tali fulmini.
NFPA 780 (USA) - Standard per l'installazione di sistemi di protezione dai fulmini. Pur essendo uno standard statunitense, è un punto di riferimento internazionale. L'NFPA 780 raccomanda ispezioni periodiche dei parafulmini per garantirne l'integrità. In particolare, suggerisce di effettuare un'ispezione straordinaria del sistema dopo grandi temporali o fulmini diretti. Raccomanda inoltre di effettuare un'ispezione dopo qualsiasi modifica alla struttura protetta o nel caso in cui si riscontrino componenti danneggiati. La filosofia della NFPA 780 è preventiva: almeno un'ispezione visiva all'anno e una verifica completa ogni pochi anni, per garantire che il sistema continui a essere conforme allo standard attuale. Sebbene la NFPA 780 non sia obbligatoria al di fuori degli Stati Uniti, molti dei suoi criteri (ad esempio, l'ispezione dopo i fulmini, la continuità dei conduttori, l'uso di componenti elencati) sono buone pratiche adottate a livello globale.
Ulteriori normative spagnole ed europee: In Spagna, il Codice Tecnico dell'Edilizia (CTE), nel suo documento di base SUA-8, stabilisce la necessità di limitare il rischio associato ai fulmini attraverso installazioni adeguate, il che implica anche il mantenimento di tali installazioni in condizioni di sicurezza. Il Regolamento Elettrotecnico di Bassa Tensione (REBT) e le sue guide tecniche menzionano la protezione contro le sovratensioni e i guasti a terra, richiedendo che le installazioni elettriche (compresi gli impianti di messa a terra) siano sicure e correttamente mantenute. Esistono inoltre norme europee specifiche per i componenti, come la serie UNE-EN 62561, che stabiliscono i requisiti per le parti di connessione, i conduttori, gli elettrodi, i contatori di fulmini, ecc. L'insieme di queste norme costituisce il quadro normativo che evidenzia l'importanza di controllare che tutti gli elementi dell'SPCR siano in buone condizioni attraverso una continua manutenzione preventiva.
Frequenza delle ispezioni in base al livello di protezione: Le norme tecniche spesso definiscono gli intervalli massimi tra le ispezioni. Ad esempio, la guida IEC 62305 suggerisce che per i sistemi di livello I o II (ad alto rischio) si dovrebbero effettuare ispezioni visive annuali e ispezioni complete biennali, mentre per i livelli III-IV sono accettabili ispezioni visive ogni due anni e ispezioni complete ogni quattro anni. Tuttavia, dopo un fulmine, queste ispezioni devono essere effettuate immediatamente. In pratica, molte normative nazionali (comprese quelle spagnole) richiedono almeno una revisione annuale e sempre una dopo qualsiasi fulminazione o ristrutturazione strutturale dell'edificio. Il mancato rispetto di queste revisioni potrebbe significare che il sistema non soddisfa le condizioni di sicurezza richieste, con il conseguente rischio e le possibili implicazioni legali nel caso in cui si verifichino danni da fulmine con una manutenzione negligente del sistema.
Se avete domande sulla manutenzione dei parafulmini o su cosa fare dopo un fulmine, non esitate a contattarci cliccando qui.

Se lo desiderate, potete anche partecipare a uno dei nostri corsi di formazione online gratuiti sulla protezione contro i fulmini nella nostra pagina dei webinar.