Impianti elettrici nelle strutture agricole e zootecniche

      Impianti elettrici nelle strutture agricole e zootecniche  1  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.  Impianti elettrici nelle strutture agricole e zootecniche     di Gianluigi Saveri      Le norme 64-8 evidenziano l’importanza di considerare le condizioni ambientali nella progettazione e nella scelta dei componenti dell’impianto elettrico. Gli impianti e i componenti  devono essere in  grado di resistere alle sollecitazioni  elettriche, meccaniche, climatiche ed ambientali nel punto di  installazione.      1. Generalità    Le norme 64-8 evidenziano l’importanza di considerare le condizioni ambientali nella progettazione e nella scelta dei componenti dell’impianto elettrico. Gli impianti e i componenti devono essere in grado di resistere alle sollecitazioni elettriche, meccaniche, climatiche ed ambientali nel punto di installazione.   In considerazione di questo le norme 64-8/7 al capitolo 705 classificano le strutture agricole e zootecniche come ambienti particolari che richiedono provvedimenti supplementari per la sicurezza. Si tratta infatti di ambienti con presenza di animali, quasi sempre umidi e bagnati, polverosi, soggetti a spruzzi di liquidi, con sollecitazioni meccaniche pesanti e spesso con rischio d’incendio accresciuto dalla presenza di notevoli quantità di sostanze combustibili.   La presenza di polvere, tipica di particolari processi lavorativi, potrebbe inoltre determinarne la classificazione come luoghi con pericolo di esplosione. La Norma 64-8/7 si applica ai locali di ricovero degli animali ma anche a tutti i luoghi esterni o interni destinati alle lavorazioni o al deposito di prodotti agricoli (ad esempio serre per la produzione di fiori o ortaggi) con esclusione, anche se facenti parte dell’azienda, dei locali ad uso civile che non contengono prodotti agricoli o animali (abitazioni, uffici, ecc..).   Gli impianti più comuni delle attività agricole e zootecniche alimentano servizi per la movimentazione dei prodotti (nastri trasportatori, montacarichi, ecc.), il sollevamento di acqua dai pozzi (pompe), il funzionamento di macchine per la lavorazione dei prodotti (sgranatura, vinificazione, macinatura, ecc..), il funzionamento degli impianti di distribuzione di mangimi e foraggi e di mungitura nelle stalle. Le aziende moderne sono ormai quasi tutte altamente automatizzate per mezzo di sofisticati controlli elettronici e richiedono impianti sempre più complessi e nello stesso tempo affidabili e sicuri.   Pubblicato il: 16/01/2006 Aggiornato al: 16/01/2006   

      Impianti elettrici nelle strutture agricole e zootecniche  2  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.  2.  Prescrizioni per la sicurezza   Protezione dai contatti diretti    Oltre ai normali sistemi di protezione quali isolamento, involucri e barriere ecc.., l’interruttore differenziale costituisce un mezzo idoneo alla protezione addizionale contro i contatti diretti ed è per questo particolarmente raccomandato per la protezione degli utilizzatori e dei circuiti terminali. Si consiglia l’impiego di interruttori differenziali con la Idn più bassa possibile applicando però le protezioni in modo da non pregiudicare il corretto funzionamento dell’impianto con interventi intempestivi. La Idn non dovrebbe comunque essere superiore a 30 mA, prescrizione obbligatoria per le prese a spina di qualsiasi tipo (fig. 1). Anche quando si utilizzano circuiti a bassissima tensione di sicurezza (SELV), è necessaria una protezione delle parti attive con isolamento inamovibile atto a sopportare almeno la tensione di prova di 500V oppure mediante involucri e barriere aventi grado di protezione non inferiore a IPXXB.     Protezione dai contatti indiretti    Gli impianti elettrici delle attività agricole e zootecniche hanno raggiunto livelli di complessità tali da comportare talvolta un impegno di potenza ragguardevole. La consistenza degli impianti e a volte la presenza di animali impongono, nei confronti della sicurezza, alcuni provvedimenti aggiuntivi rispetto a quelli previsti per gli ambienti ordinari. Quando il sistema di alimentazione è TT, per l’applicazione della misura di protezione contro i contatti indiretti a mezzo di interruzione automatica del circuito, diversamente dagli impianti installati in ambienti normali, dove la tensione di contatto limite convenzionale UL è stabilita in 50 V, le particolari condizioni ambientali esistenti nei luoghi di ricovero degli animali impongono una UL ridotta a 25 V (fig. 2). Deve per tanto essere verificata la nota relazione:   I a ≤25/R A    Dove R A  è la resistenza di terra e Ia è la corrente in ampere che provoca l’intervento del dispositivo di  protezione entro i tempi stabiliti ( Ia coincide con la Idn se si impiega un interruttore differenziale). Se gli impianti sono alimentati tramite cabina di trasformazione di proprietà dell’utente il sistema di distribuzione è solitamente TN-S e la tensione totale di terra assume valori variabili in funzione del punto in cui si verifica il guasto. In caso di guasto il circuito deve essere interrotto in tempi non superiori a quelli previsti rispettando la seguente relazione:   I a ≤U O /Z S    Dove U O  è la tensione nominale in valore efficace tra fase e neutro in volt dell’impianto dal lato bassa  tensione, Z S  è l’impedenza totale in ohm dell’anello di guasto che comprende il trasformatore il conduttore di  fase e quello di protezione tra il punto di guasto e il trasformatore e Ia è la corrente in ampere che provoca l’intervento del dispositivo di protezione entro il tempo di 0,2 s con una U0 di 230V (0,4 s negli ambienti  Fig.1 - Le prese a spina devono essere protette mediante interruttore differenziale con Idn non superiore a 0,03 A  Fig. 2 - Nei luoghi con presenza di animali la tensione di contatto convenzionale limite UL è di 25 V 

      Impianti elettrici nelle strutture agricole e zootecniche  3  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.  ordinari). Ottenere questi tempi di intervento è ovviamente sempre possibile utilizzando un interruttore differenziale che in caso di guasto franco a terra apre il circuito in tempi inferiori a 0,04 s. Le tensioni di contatto devono comunque essere mantenute a valori trascurabili mediante la realizzazione di collegamenti equipotenziali supplementari tra le masse e le masse estranee che possono essere toccate dagli animali (fig. 3). Essendo nelle strutture agricole la tensione di contatto limite di 25 V si devono intendere masse estranee tutte le parti metalliche che presentano verso terra una resistenza inferiore a 200 ohm.    Particolare attenzione si richiede nel limitare le tensioni di passo, alle quali gli animali sono particolarmente sensibili, collegando al collettore di terra le griglie metalliche elettrosaldate che vengono comunemente posate sotto il pavimento in calcestruzzo dei luoghi di ricovero degli animali. Attenzione anche alle recinzioni elettrificate che non devono essere posate parallelamente a linee elettriche per evitare che correnti indotte possano introdurre tensioni pericolose. Gli apparecchi di comando, in particolare quelli con funzione di arresto d’emergenza, devono essere installati in posizioni non accessibili agli animali e nello stesso tempo facilmente raggiungibili dagli operatori anche in caso di panico degli animali stessi.     Protezione contro le influenze dell’ambiente    I criteri da seguire nella scelta dei gradi di protezione dalle influenze ambientali sono quelli generali e la responsabilità di scegliere il grado IP più adatto è di pertinenza del progettista. Indicativamente si può tener conto delle seguenti considerazioni:   •  ambiente chiuso ma non climatizzato, almeno IP32;   •  ambiente esposto agli spruzzi d’acqua e alla pioggia , almeno IP44;   •  ambiente polveroso ed esposto alle intemperie, almeno IP55;   •  ambiente in cui si effettuano lavaggi con getti d’acqua, almeno IP55;   •  ambiente con rischio di allagamenti o presenza di forti getti d’acqua, almeno IP66;   Da considerare anche il grado di inquinamento che tiene conto delle distanze di isolamento in aria e superficiali degli apparecchi (tab. 1).      Fig. 3 – I collegamenti equipotenziali supplementari in una stalla  

      Impianti elettrici nelle strutture agricole e zootecniche  4  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.  Tabella 1 - Gradi di inquinamento del microambiete  1  2  3  4   Non esiste inquinamento, o  si produce soltanto un  inquinamento secco non  conduttore. L’inquinamento  non ha influenza.  Si produce soltanto un  inquinamento non conduttore. Ci si  deve tuttavia aspettare  occasionalmente una conduttività  temporanea provocata dalla  condensazione.  Si produce un inquinamento  conduttore o un inquinamento  secco non conduttore, che  diventa conduttore a seguito  della condensazione che può  prodursi.  Si produce una  conduttività persistente  causata dalla polvere  conduttrice, dalla pioggia  o da altre condizioni di  umidità.   Tipici degli ambienti ad uso agricolo sono il grado 3, caratteristico degli ambienti non esposti direttamente alle intemperie, e il grado 4, caratteristico dei luoghi all’aperto esposti a polvere conduttrice, pioggia e neve. Nella scelta dei componenti si può far riferimento a quelli destinati ad uso industriale, che normalmente sono costruiti per sopportare un grado di inquinamento 3, e che possono essere ricondotti ad un uso per ambienti con grado di inquinamento 4 prevedendo involucri protettivi contro l’ingresso di polvere (IP55).  Anche la protezione contro gli urti risulta particolarmente importante in questi ambienti dove si suggerisce un grado IK non inferiore a 0,8 per gli ambienti agricoli in genere e 0,9 per quelli che ospitano animali. In ogni caso è bene, negli ambienti in cui sono ricoverati grossi animali, prevedere l’istallazione dei componenti nella parte alta dei locali per impedirne il danneggiamento da parte degli animali stessi. Provvedimenti particolari devono invece essere adottati quando gli ambienti sono a maggior rischio in caso d’incendio o quando esiste il pericolo di esplosione per la presenza di polveri combustibili.   Protezione contro l’incendio e il pericolo di esplosione    Un luogo è da considerare a maggior rischio in caso d’incendio quando la classe del compartimento antincendio calcolata secondo i dettami della C.M.I. n° 91/1961 risulta superiore a 15. Solitamente, vista la difficoltà nello stabilire la quantità massima di prodotti combustibili che potrebbero essere stoccati in un determinato ambiente e quando sono presenti animali in numero rilevante, si preferisce prevedere un impianto elettrico adatto a luoghi con maggior rischio in caso di incendio. In questo caso si deve far riferimento alla sezione 751 della Norma CEI 64-8 ponendo particolare attenzione ai problemi legati all’evacuazione degli animali. Per la protezione contro gli incendi vige la necessità di installare almeno un interruttore differenziale con Idn non superiore a 0,5 A. Tutti i componenti che nel funzionamento ordinario possono produrre archi, scintille o punti caldi, devono avere involucri con grado di protezione non inferiore a IPX4 (in pratica IP44). Questa disposizione non si applica se i componenti sono installati su o dentro strutture non combustibili o se di tipo mobile.   Gli apparecchi per il riscaldamento devono essere tenuti a distanza di sicurezza dagli animali ed essere installati in modo sicuro per evitare rischi d’incendio e scottature agli animali stessi (distanza dagli animali di almeno 0,5 m). I prodotti agricoli che presentano componenti in polvere combustibile possono, in particolari condizioni, creare atmosfere tendenzialmente esplosive. E’ un problema che non interessa generalmente i prodotti freschi quanto piuttosto lo stoccaggio e la manipolazione di quelli secchi e che, nelle strutture agricole, si può presentare ad esempio in silos e tramogge in fase di carico e scarico, nei depositi di farine, quando l’involucro non è perfettamente sigillato, ecc. Si possono formare pertanto zone 21, con atmosfere esplosive presenti per un tempo limitato durante la fase di normale lavorazione, zone 22, nelle quali durante il funzionamento normale è improbabile il formarsi di atmosfera esplosiva che quindi può essere presente solo occasionalmente e zona 20, con presenza permanente o per lunghi periodi dell’atmosfera esplosiva (fig. 4).   Fig. 4 – Esempi di sorgenti di emissione tipiche delle strutture agricole 

      Impianti elettrici nelle strutture agricole e zootecniche  5  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.  In questi casi l’impianto elettrico deve rispondere alla Norma 31-36 che richiede componenti protetti da custodie con grado di protezione IP 6X per le zone 20 e 21 e IP 5X per la zona 22 (se la polvere non è conduttrice, in caso contrario occorre IP 6X anche nelle zone 22). Queste custodie devono essere conformi alla direttiva ATEX e riportare sigle identificative EEx II 1 D per la zona 20, EEx II 2 D per la zona 21 e EEx II 3 D per la zona 22. Oltre a questo la superficie delle custodie non deve mai raggiungere, nelle peggiori condizioni, la temperatura di accensione della nube di polvere (per i prodotti agricoli vale circa 350° C). Il pericolo di esplosione può manifestarsi anche negli impianti di riscaldamento alimentati con gas metano o GPL. In questi casi l’individuazione delle zone pericolose (l’estensione di queste zone è funzione del rapporto fra l’emissione in caso di guasto e la portata d’aria di ventilazione) deve essere condotta con i criteri forniti dalla norma CEI 31-30 e dalla guida CEI 31-35.    

      Impianti elettrici nelle strutture agricole e zootecniche  6  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.  3.  Alimentazione dei circuiti tramite gruppo elettrogeno   Per l’alimentazione temporanea di aree non elettrificate o in alcuni casi per sopperire alla mancanza di alimentazione dalla rete di distribuzione, può essere necessario l’uso di un gruppo elettrogeno. Solitamente si utilizzano macchine trifase col centro stella collegato a terra a costituire un temporaneo sistema TN (fig. 5). In questo caso l’interruttore di protezione generale al verificarsi di un gusto a terra deve intervenire in tempi inferiori a 0,2 s. Solo l’impiego di un dispositivo differenziale può garantire un intervento nei tempi stabiliti perché gli usuali interruttori magnetotermici, essendo l’impedenza interna dei piccoli generatori piuttosto elevata, difficilmente possono garantire un corretto coordinamento.   Val la pena ricordare che, a particolari condizioni, è ammesso anche l’uso di un gruppo elettrogeno monofase con adeguate caratteristiche di separazione che alimenta un solo utilizzatore alla volta (fig.6).             Fig. 5 – Alimentazione mediante gruppo elettrogeno con centro stella collegato a terra a costituire un sistema TN  Fig. 6 – Alimentazione di un solo utensile mediante gruppo elettrogeno con caratteristiche di separazione elettrica 

      Impianti elettrici nelle strutture agricole e zootecniche  7  Le informazioni contenute nel presente documento sono tutelate dal diritto d’autore e possono essere usate solo in conformità alle norme vigenti. In particolare Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico si riserva tutti i diritti sulla scheda e su tutti i relativi contenuti. Il materiale e i contenuti presentati nel documento sono stati attentamente vagliati e analizzati, e sono stati elaborati con la massima cura. In ogni caso errori, inesattezze e omissioni sono possibili. Voltimum Italia s.r.l. a socio Unico declina qualsiasi responsabilità per errori ed omissioni eventualmente presenti nel sito.  4.  Impianto di illuminazione   L'impianto di illuminazione deve garantire, a seconda del luogo di installazione, livelli di illuminamento e di comfort visivi sufficienti. Indicativamente si possono consigliare i seguenti valori (Norma UNI EN 12464-1):     Tabella 2 - Valori delle principali grandezze illuminotecniche da adottare all’interno di ambienti in strutture  agricole   Tipo di locale  Illuminamento medio mantenuto  (lx)  Abbagliamento  Resa del  colore  Postazioni ricovero degli animali malati, celle parto  200  25  80  Carico e gestione delle merci, lavorazione con macchinari  e utensili  200 25  80  Preparazione mangimi, mungitura, lavaggio utensili  200  25  80  In alcuni casi (grandi allevamenti, sala mungitura, ecc..) potrebbe essere necessario prevedere un impianto di illuminazione di sicurezza (norme CEI 64-8 cap. 35 e 56) che può essere scelto indifferentemente sia di tipo centralizzato sia del tipo con apparecchi autonomi.