Incendi di natura elettrica: i sistemi di protezione e i metodi di indagine | Ingegneri.info

Incendi di natura elettrica: i sistemi di protezione e i metodi di indagine

Termina qui l’approfondimento sugli incendi di natura elettrica, a cura del Nucleo investigativo antincendi dei Vigili del fuoco

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Il documento del Nucleo investigativo antincendi dei Vigili del fuoco si conclude con l’analisi dei sistemi di protezione e dei metodi di indagine da applicare, per l’individuazione di eventuali responsabilità delle figure coinvolte (progettisti, fabbricanti, installatori o utilizzatori).
Come noto, esiste un consistente numero di fattori che possono giocare un ruolo decisivo in ogni tipo d’incendio. Nel corso di un’indagine relativa ad un incendio, di cui si sospetta che le cause possano essere attribuite a fenomeni elettrici, sarà probabilmente necessario ricorrere all’analisi da parte di esperti per ottenere risultati accurati e sostenibili. L’applicazione attenta dei principi e procedimenti scientifici, in combinazione con una chiara comprensione di come l’elettricità e il fuoco si comportano, è il modo migliore per ridurre al minimo il rischio di una valutazione errata.

Consulta nella sezione delle Linee Guida il documento Gli incendi di natura elettrica, realizzato dal NIA dei Vigili del Fuoco

Come detto in precedenza, l’incendio di natura elettrica è sicuramente l’evento più grave legato all’impiego dell’energia elettrica e derivando da difetti e malfunzionamenti in conseguenza di una cattiva progettazione/realizzazione, di una carente o inesistente manutenzione o dello scorretto utilizzo di:
• impianti elettrici utilizzatori;
• apparecchi elettrici utilizzatori;
• organi di collegamento mobile.
Come requisito minimo, perché un difetto o malfunzionamento elettrico possa essere considerato una possibile causa, devono sussistere tre condizioni fondamentali:
• al momento dell’incendio il circuito doveva essere alimentato;
• deve essersi verificata una qualche “attività elettrica” inusuale;
• deve essersi creato il calore sufficiente nonché la temperatura minima necessaria perché il primo elemento nella sequenza dell’incendio abbia potuto prendere fuoco.

Sistemi di protezione
Il compito di proteggere le condutture elettriche dalle sovracorrenti è affidato a dispositivi come fusibili, relè di corrente, relè differenziali e interruttori automatici posti a monte delle condutture stesse e dimensionati in modo tale da limitare le sollecitazioni termiche associate ad ogni evento di sovracorrente entro soglie ritenute convenzionalmente tollerabili.
Per difendere le condutture in cavo da possibili cortocircuiti vengono utilizzati, solitamente, dispositivi di interruzione in grado di interrompere e chiudere la massima corrente presunta di cortocircuito e di realizzare l’interruzione delle correnti di guasto in tempi sufficientemente brevi da evitare effetti termici dannosi per le condutture.
La protezione da sovraccarico e da cortocircuito è affidata, generalmente, all’interruttore magnetotermico, dispositivo composto da uno sganciatore termico (la lamina bimetallica la cui deformazione provoca l’intervento del dispositivo contro le sovracorrenti) e uno sganciatore magnetico (una bobina che, attraversata dalla corrente di cortocircuito, attira un’ancora metallica e provoca l’intervento dell’interruttore).
Quando in un impianto si verifica una dispersione significativa verso terra intervengono i cosiddetti interruttori differenziali, dispositivi amperometrici adibiti al calcolo della somma vettoriale delle correnti di linea del sistema monofase o trifase: finché la somma è pari a zero, permettono l’alimentazione elettrica delle utenze mentre se la somma supera un valore prestabilito in funzione della sensibilità del dispositivo la interrompono immediatamente.
Per fronteggiare le sovratensioni causate dalle correnti di fulmine vengono impiegati, infine, speciali dispositivi chiamati limitatori di sovratensione.
Sebbene i guasti di isolamento e i sovraccarichi siano eventi più frequenti dei guasti ai collegamenti e ai conduttori, gli incendi sono spesso causati proprio da questa seconda categoria di guasti.
L’apparente paradosso è spiegato dal fatto che tutte le installazioni elettriche sono dotate di dispositivi automatici di protezione atti ad intervenire qualora si verifichi un’anomalia di funzionamento mentre non esistono dispositivi per uso generale in grado di rilevare i guasti dovuti alla presenza di collegamenti inadeguati o allentati, di conduttori rotti o danneggiati e al deterioramento della pressione di contatto. Per ovviare, almeno in parte, al problema, sono disponibili sul mercato dispositivi di rilevamento dell’arco elettrico (Arc Fault Detection Device – AFDD) che sono in grado di riconoscere, dall’esame dello spettro armonico della corrente che fluisce attraverso il circuito monitorato, la presenza di archi elettrici di tipo serie.

Importanza dell’indagine sull’incendio di natura elettrica e metodi di indagine
Nell’individuare le cause di natura elettrica che hanno provocato un incendio è di fondamentale importanza capire, attraverso un’accurata indagine, quali siano le responsabilità delle figure coinvolte (progettisti, fabbricanti, installatori o utilizzatori), soprattutto nei seguenti casi:
– impianti elettrici non realizzati a regola d’arte: errato dimensionamento delle condutture e/o delle protezioni, prescrizione di materiale non idoneo, mancanza di coordinamento delle protezioni sovracorrenti, ecc.;
– impianti elettrici non realizzati a regola d’arte a causa di errata esecuzione: difformità di materiali e componenti utilizzati rispetto a quelli previsti dal progetto, uso di prese domestiche per apparecchiature elettriche con elevati assorbimenti e utilizzo continuo, apparecchiature con basso grado di protezione, collegamenti elettrici instabili, ecc.;
– impianti elettrici non conformi al luogo di installazione e all’uso previsto;
– impianti elettrici non manutenuti a regola d’arte: materiali e componenti che presentano segni di degrado e/o usura e che non vengono sostituiti e/o opportunamente serrati, interventi manutentivi effettuati da personale non competente, ecc.;
– riparazioni o modifiche di impianti effettuate da persone non qualificate;
– apparecchi utilizzatori o organi di collegamento mobili non conformi alla normativa di prodotto;
– apparecchi utilizzatori non mantenuti a regola d’arte o utilizzati in difformità alle istruzioni del costruttore;
– cattiva gestione degli organi di collegamento mobili;
– modifiche non autorizzate degli apparecchi utilizzatori.
Per poter attribuire la responsabilità di un incendio a un difetto o a un malfunzionamento elettrico, devono sussistere tre condizioni fondamentali:
– il circuito doveva essere alimentato al momento dell’incendio;
– deve essersi verificata una qualche “attività elettrica” inusuale;
– deve essersi creato il calore sufficiente nonché la temperatura minima necessaria perché il primo elemento nella sequenza dell’incendio abbia potuto prendere fuoco.
Oltre a questi fattori, è necessario valutare anche la possibilità che siano verificate scariche atmosferiche o eventi generati dall’accumulo di cariche elettrostatiche.
In un’indagine relativa ad un incendio di sospetta di natura elettrica è molto importante prendere visione della documentazione progettuale per verificare il corretto dimensionamento delle condutture dell’impianto e del sistema di protezione dello stesso, appurare la conformità della realizzazione dell’impianto alla “buona tecnica” e controllare le certificazioni o le marcature relative ad apparecchiature e macchinari.
Un’indagine completa ed accurata, inoltre, non può prescindere dalla consultazione del registro di manutenzione, fondamentale per poter comprendere quali siano stati gli interventi di manutenzione, se vi siano state trasformazioni nel corso della vita dell’impianto e se, in passato, si siano stati già riscontrati difetti o anomalie di funzionamento.
Non meno importante è la possibilità di assumere informazioni in merito alle condizioni di esercizio e alla presenza di eventuali materiali combustibili nei locali interessati dall’evento così come è indispensabile raccogliere le eventuali testimonianze dirette relative a eventi insoliti che hanno preceduto l’incendio:
– apparecchi elettrici o parti dell’impianto che sono risultati, al tatto, più caldi del normale;
– sensazione di formicolio avvertita dall’operatore dopo aver toccato un apparecchio elettrico o parti dell’impianto che non avrebbero dovuto trovarsi in tensione;
– interventi dei dispositivi di protezione piuttosto frequenti;
– effetto flicker (“sfarfallamento”) o oscuramento delle luci;
– rumori ed odori insoliti;
– segni di bruciature sulle spine, sulle prese di corrente o su qualsiasi altra parte dell’impianto elettrico e delle apparecchiature (nerofumo);
– mancanza improvvisa di energia elettrica;
– danneggiamento degli isolamenti come cavi o interruttori che mostrano conduttori scoperti.

Diagnosi
Gli incendi di natura elettrica sono spesso diagnosticati sulla base di evidenze circostanziali, come la posizione d’innesco dell’incendio, la presenza di cavi e componenti elettrici in quell’area o il tempo apparente di combustione, anche se, in presenza di componenti bruciati o fusi, è piuttosto complesso distinguere la causa dall’effetto.
Per poter appurare se un incendio sia o meno di natura elettrica, è necessario compiere le seguenti operazioni:
– tracciare tutti i circuiti e definire i carichi di corrente;
– nel caso in cui i conduttori risultino spezzati, procedere alla misurazione della sezione trasversale o al conteggio dei pezzi di filo per tracciare il percorso delle parti rimaste;
– esaminare i dispositivi di protezione contro i sovraccarichi anche perchè il tipo di rottura del fusibile può fornire delle indicazioni utili. I fili dei fusibili che si spezzano a causa di un modesto sovraccarico tendono a fondersi mentre se la causa è un cortocircuito è probabile che si verifichi una loro vaporizzazione;
– documentare accuratamente la scena.
Lo strumento principale per la determinazione dell’origine di un incendio consiste nell’analisi dei percorsi dell’incendio, cosa è tutt’altro che agevole in presenza di un incendio generalizzato (flashover).
La posizione degli archi sull’impianto elettrico può rivelare dove l’incendio è iniziato e come ha attaccato l’isolamento dei conduttori in tensione. Proprio per questo motivo può risultare molto utile procedere alla mappatura degli archi, un procedimento che consiste, per prima cosa, nell’identificazione dell’area di ricerca (che va riportata su disegno) e nell’individuazione di tutti i punti del sistema di distribuzione in cui si sono verificati gli archi. Dopo aver individuato la causa della fusione del rame dei conduttori (arco o riscaldamento ambientale), bisogna annotare le caratteristiche fisiche delle perlinature e riportare tutte le posizioni sulla piantina.
Il rame dei conduttori investito da un incendio, qualora non sia in tensione, presenta segni di fusione ma non di perlinatura; la presenza di perlinatura in uno scenario di incendio, infatti, indica soltanto che l’impianto elettrico era in tensione al momento dell’incendio, ma non dà alcuna garanzia circa la natura elettrica della sua causa scatenante.
Malgrado la validazione sperimentale del sistema della mappatura degli archi, esistono difficoltà oggettive legate al riconoscimento degli archi soprattutto quando si tratta di stabilire se questi siano stati la causa scatenante dell’incendio o se, di contro, si siano prodotti a seguito del coinvolgimento dei cavi conduttori nell’incendio.
Se si ritiene che un incendio possa essere stato provocato da un apparecchio elettrico o se, di contro, si vuole escludere che possa esserne stato la causa, è necessario svolgere un esame accurato secondo la seguente procedura:
– seguire la traccia dell’alimentazione elettrica;
– controllare le condizioni dei dispositivi di protezione in caso di sovracorrente;
– annotare la posizione di tutti gli interruttori e i comandi.
Il passo successivo è quello di accertare se l’apparecchio elettrico era in funzione al momento dell’incendio, se l’interruttore dell’apparecchio era acceso, se l’apparecchio era utilizzato in modo consono all’uso per cui era stato progettato, se era stato installato correttamente e in un luogo appropriato e, infine, se l’apparecchio aveva subito modifiche o riparazioni.
L’ultimo step consiste nel verificare la marca, il modello dell’apparecchio, la sua età, la modalità di funzionamento e nel ricostruire la storia completa del suo utilizzo.

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