La messa a terra dell’impianto elettrico: cos’è, come funziona e a cosa serve

L'impianto di messa a terra è l'insieme di elementi che realizzano un collegamento elettrico tra il terreno e tutte le parti dell'impianto che potrebbero accidentalmente torvarsi in tensione in condizioni di guasto (o perdite di isolamento), sebbene non lo siano nel loro normale funzionamento. In linea generale, un impianto elettrico deve essere dotato di un impianto di messa a terra, a eccezione di alcuni casi particolari (per esempio sistemi a bassissima tensione). In sostanza, stiamo parlando di uno dei sistemi di protezione che permettono di limitare eventuali danni, incidenti o pericoli, garantendo la sicurezza di tutto l'impianto elettrico e delle persone che lo utilizzano e di chi lo utilizza (protezione dai contatti indiretti).

Cos'è la messa a terra e come funziona

Immaginiamo un semplice sistema elettrico in cui ci sia almeno un dispositivo che ha necessità, per il suo funzionamento, di corrente elettrica. In caso di guasto, per esempio la perdita di isolamento di un conduttore attivo, il dispositivo in questione potrebbe andare in tensione e diventare così fonte di trasferimento di corrente elettrica per chi ci entra in contatto. Se questo avviene, esposizione e durata del contatto possono diventare pericolosi per la salute e la sicurezza. In queste condizioni, l'impianto di terra crea una corsia preferenziale di migrazione della corrente, allontanando il pericolo, unitamente alla presenza dell'interuttore differenziale (il cosiddetto “salvavita”) che interrompe automaticamente l'alimentazione.

Possiamo quindi dire che l'impianto di terra rappresenta quella parte di impianto elettrico in cui, in caso di guasto, circola corrente in maniera preferenziale rispetto alla rimanente parte a contatto con l'elemento in tensione. Questa viene poi scaricata effettivamente a terra, cioè nel terreno. La migrazione verso il terreno avviene perché il circuito offre la minore resistenza possibile al passaggio dell'elettricità (rispetto all'alternativa della persona che tocca la massa in tensione) e quindi incentiva naturalmente questo percorso di protezione dal contatto indiretto.

L'impianto deve essere dimensionato di modo da ottenere questa migrazione di corrente in maniera controllata, calcolata e sicura. Per esempio, il tipo di terreno in cui andiamo a "chiudere" questo circuito può mostrare diversi valori di resistività al variare della sua composizione/tipologia. In alcuni casi, può essere necessario lavorare su più punti disperdenti o applicare altre strategie per ottimizzare la resa: l'impianto disperdente (definito dispersore) può essere composto da picchetti infissi nel terreno, corde nude in rame in intimo contatto con lo stesso, ferri d'armatura/fondazioni e altri elementi previsti dalle norme. Il rischio maggiore è per persone e animali: un dispositivo in tensione può provocare uno shock elettrico, con conseguenze anche gravi derivanti da folgorazione o elettrocuzione.

Di cosa si compone un impianto di messa a terra

Principalmente, l'impianto di messa a terra si compone di 4 elementi.

• Conduttori di protezione, ovvero tutti i conduttori che collegano le possibili masse e masse estranee al collettore o al nodo di terra.
• Il dispersore, ovvero tutti gli elementi che disperdono la corrente elettrica nel terreno e in intimo contatto con esso. Sono elementi di acciaio zincato o rame (in alcuni casi, è possibile utilizzare anche le gabbie di armatura delle strutture di fondazione annegate in calcestruzzo), direttamente infissi nel terreno e collegati all'impianto elettrico per il tramite dei conduttori di terra.
• Conduttori di terra, ovvero i conduttori che collegano i dispersori e l'impianto disperdente al collettore o nodo principale di terra.
• Conduttori equipotenziali ed equipotenziali supplementari, per esempio quei conduttori che stabiliscono l'equipotenzialità di tubazioni acqua o gas all'ingresso dell'edificio, o di apparecchiature in alcune tipologie di locali medici.

Per la sua funzione di protezione dai contatti indiretti, l'impianto di terra è affiancato (per esempio nei sistemi con cui sono alimentate le nostre abitazioni) dagli interruttori differenziali, dispositivi che interrompono automaticamente l'alimentazione della linea oggetto di dispersione verso terra. Il differenziale monitora costantemente l'equilibrio di andata e ritorno ai suoi poli. Se la somma non è zero significa che parte della corrente sta andando altrove: in tal caso il differenziale si attiva e nel giro di qualche millisecondo disattiva la linea elettrica sottesa a esso (posta “a valle” del differenziale), interrompendo il passaggio di corrente. La tarature Idn (corrente differenziale) stabilisce la soglia di intervento: più questo valore è basso più il differenziale è sensibile e più la linea è protetta (compatibilmente con la necessaria continuità di servizio).

In generale dall'elemento in tensione solo una parte – sebbene sostanziosa – di corrente passerà verso la messa a terra, mentre ci sarà sempre una minima parte che tenderà a arrivare a terra per altra strada. Ciononostante, questa quantità risulta esigua e tale da non causare danni a persone nel periodo di esposizione fino all'attivazione del salvavita, ad esempio. Per questo motivo, l'impianto di terra non è sufficiente da solo a garantire la sicurezza; è efficace solo se tutte le parti dell'impianto che compongono la protezione dai contatti indiretti lo sono, motivo per cui sono richiesti controlli periodici per evitare la presenza di malfunzionamenti, gusti e rotture che purtroppo potrebbero essere latenti fino all'effettiva necessità del suo funzionamento.

I controlli periodici, richiesti dalla legge, sono di diversa natura e tipologia. Per i luoghi di lavoro, l'art. 86 del L.Lgs 81/08 prevede controlli sull'impianto elettrico periodici, e il DPR462/01 prevede l'obbligo di verifica degli impianti di messa a terra nei luoghi di lavoro ogni 2 o 5 anni a seconda del luogo di installazione (ogni 2 anni nei cantieri, locali medici e luoghi a maggior rischio in caso di incendio; ogni 5 anni nei restanti ambienti, definiti “ordinari”).

Come riconoscere la messa a terra

In un impianto elettrico, il conduttore di messa a terra è convenzionalmente indicato mediante il colore della sua guaina di isolamento/protezione, che è giallo-verde. Questi conduttori, che raccolgono tutte le diramazioni provenienti da tutto l'impianto (quindi da tutte le masse), nella parte finale del loro percorso si attestano su una barra equipotenziale o collettore di terra, per poi proseguire all'impianto disperdente, protetto solitamente all'interno di un pozzetto (rendendo i dispersori ispezionabili al fine di verificarne la natura e lo stato di conservazione): è proprio in questo punto che in caso di dispersione verso terra confluisce la corrente elettrica al terreno. In alcuni casi, oltre a essere indicata in planimetria del progetto elettrico, la protezione dei dispersori è indicata anche da uno specifico cartello.

Ricordiamo che vi sono diversi metodi di protezione dai contatti indiretti, ed anche dai contatti diretti. La scelta della misura di protezione dai contatti indiretti dipende inoltre dalla tipologia del sistema di alimentazione, dalla sua tensione e dalla tipologia di attività in esame. Nulla è uguale per tutti, ogni situazione deve essere attentamente valutata da un professionista.

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