Antenne e fulmini GPF 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Antenna Si indica con questo termine sia il captatore di onde elettromagnetiche sia la struttura metallica posta generalmente sopra un fabbricato a sostegno del captatore Non interessa a questo riguardo l’antenna singola, posata a terreno e non su un fabbricato 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Antenna e sostegni L’antenna intesa come captatore di onde elettromagnetiche si comporta anche come captatore di fulmini Il sostegno inteso come parte integrante del fabbricato si comporta, nei riguardi di questo, come captatore di fulmini 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Protezione contro i fulmini La protezione contro i fulmini viene studiata dal Comitato elettrotecnico italiano ( ente normatore ) che ha emesso al riguardo una serie di Norme 81-1 protezione di strutture contro i fulmini 81-3 elenco dei Comuni 81-4 valutazione del rischio 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Filosofia della Norma Non è possibile proteggere al 100% una struttura contro i fulmini Calcolare la probabilità di fulminazione di una struttura e confrontarla con il numero di fulmini sopportabili Prendere provvedimenti se la probabilità di fulminazione è maggiore del numero di fulmini sopportabile 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Tipi di strutture Ordinarie Non ordinarie Di notevole altezza ( > 60 m.) Con rischio di esplosione Con rischio di rilascio di sostanze pericolose Con impianti interni sensibili Provvisorie o particolari 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Procedure della Norma La Norma CEI 81-1 presenta una procedura di calcolo semplificata La Norma CEI 81-4 presenta una procedura di calcolo analitica 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Applicabilità alle strutture La Norma CEI 81-1 può essere applicata nel caso che: La struttura sia ordinaria La struttura non sia un ospedale Il terreno presenti una resistività superficiale superiore a 5 kW*m e non sia previsto un costante ed elevato numero di persone nelle vicinanze dei dispersori 01/12/2018 Antenne e Fulmini

La Norma CEI 81-4 può essere applicata sempre 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Danni prodotti dal fulmine Perdita di vite umane Perdita di patrimonio artistico o culturale insostituibile Perdita di un servizio pubblico essenziale Danno economico 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Perdita di vite umane A causa di incendio Per fulminazione diretta Per scariche laterali dovute a sovratensioni dirette o indirette A causa di tensioni di passo e contatto Per sovratensioni di origine diretta o indiretta 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Perdita di patrimonio artistico A causa di incendio Per fulminazione diretta Per scariche laterali dovute a sovratensioni dirette o indirette 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Perdita di servizio pubblico A causa di incendio Per fulminazione diretta Per scariche laterali dovute a sovratensioni dirette o indirette Per andata fuori servizio degli apparati Per sovratensioni di origine diretta o indiretta 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Danno economico A causa di incendio Per fulminazione diretta Per scariche laterali dovute a sovratensioni dirette o indirette A causa di tensioni di passo e di contatto Per sovratensioni di origine diretta o indiretta in presenza di animali 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Parametri caratteristici I parametri sono vari e diversi generalmente per la norma 81-1 e per la norma 81-4 Due parametri sono peraltro comuni alle due norme: Area di raccolta della struttura Condizioni all’intorno della struttura (coefficiente ambientale) 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Origine dell’area di raccolta Nuvole Terreno 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Origine dell’area di raccolta Nuvole Terreno 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Area di raccolta La Norma CEI 81-1 stabilisce il valore dell’area in funzione Delle dimensioni del fabbricato in pianta Dell’altezza del fabbricato 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Area di raccolta di una struttura E’ rappresentata dalla somma di: Superficie in pianta della struttura Superficie in pianta delimitata dalla linea esterna della struttura e da una linea posta a distanza dalla struttura pari a tre volte l’altezza della struttura stessa 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Planimetria di una struttura composita 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Area Ac della struttura bassa 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Area Ac della torretta 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Area di raccolta complessiva 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Area di raccolta risultante 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Coefficiente ambientale (C) Disposizione relativa della struttura C In presenza di altre strutture di altezza maggiore o uguale 0,25 In presenza di altre strutture più basse 0,5 Senza altre struttura entro la distanza di 3H 1 Struttura isolata in cima a collina o montagna 2 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Numero di fulmini che possono colpire la struttura ogni anno Nd = Nc * Ac * C Dove: Nc = numero di fulmini per km.quadrato/anno del Comune, ricavato da Norme CEI 81.3 Ac = Area di raccolta in km.quadrati C = Coefficiente ambientale 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Numero fulmini accettabili Na Dipendono da: Tipo di struttura Rischio di incendio 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Caratteristiche struttura Tipo A: grandi alberghi, grandi locali spettacolo, grandi mercati, grandi musei Tipo B: Civili, piccoli alberghi, prigioni, piccoli stabilimenti, uffici Tipo C: Chiese, scuole, piccoli mercati, grandi stabilimenti, edifici agricoli Tipo D: Piccoli locali di pubblico spettacolo, piccoli musei 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Rischio di incendio Si distingue in funzione del carico di incendio: Ridotto: con carico di incendio minore di 20 kg/metro quadrato Ordinario: con carico di incendio fra 20 e 45 kg/metro quadrato Elevato: con carico di incendio superiore a 45 kg/metro quadrato 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Numero di fulmini tollerabili Na Tipo struttura Rischio ridotto Rischio ordinario Rischio elevato A 0,05 0,005 0,0005 B 0,5 C 1 0,1 0,01 D 5 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Quando occorre il parafulmine Il parafulmine occorre quando il numero di fulmini che possono colpire la struttura Nd supera il numero dei fulmini che sono accettabili su quella struttura Na Nd > Na 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Casi di antenne La presenza dell’antenna non altera l’area di raccolta La presenza dell’antenna altera l’area di raccolta 01/12/2018 Antenne e Fulmini

01/12/2018 Antenne e Fulmini

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Coefficiente ambientale C può aumentare se con la nuova altezza per l’antenna il fabbricato in questione passa da più basso delle strutture vicine a più alto C può diminuire se il fabbricato passa da isolato a fabbricato con strutture vicine comprese entro 3h 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Casi quando l’antenna altera (non considerando il coefficiente ambientale) Il fabbricato è dotato di impianto di protezione contro le scariche atmosferiche Il fabbricato non è dotato di impianto di protezione contro le scariche atmosferiche 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Con fabbricato dotato di LPS Occorre connettere il sostegno al captatore posto in copertura con il più breve percorso possibile, utilizzando i conduttori ammessi per il parafulmine. Occorre avvertire il cliente di far verificare da un progettista se con le nuove altezze occorra variare qualcosa nell’LPS esterno o interno 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Fabbricato non dotato di LPS Si presentano due casi Eseguendo un calcolo di verifica risulta sempre che Nd < Na: non si fa niente Se invece Nd > Na allora occorre proteggere dal fulmine il sostegno di antenna. Lo si collegherà a terra con le modalità di esecuzione di un impianto di parafulmine. 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Materiali da utilizzare in impianti di parafulmine (captatori e calate) Nastro Acciaio sezione minima 30x2 mm. Alluminio sezione minima 30x2 mm. Rame sezione minima 20x2 mm. Tondo o corda (non isolata) Acciaio 50 mmq. Alluminio 50 mmq. Rame 35 mmq. 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Dimensioni minime del dispersore Elettrodo dimensioni Acciaio zincato caldo Acciaio ramato Rame Piastra Spessore mm 3 - Nastro Sezione mmq. 100 50 Tondo 35 Corda Diam filo mm Spesore 1,8 Picchetto a tubo Diam.esterno Spessore 40 2 30 Picchetto massiccio Diametro 20 15 Profilato Dim trasv mm 5 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Attenzione alle calate Tenersi distanti da finestre Tenersi distanti da parti metalliche Tenersi distanti da impianti Attenzione ai fissaggi in modo da consentire la dilatazione Proteggere meccanicamente ed isolare la calata fino a 3 m dal suolo 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Attenzione ai dispersori Evitare le tensioni di contatto isolando la calata fino a 3 metri dal suolo, o impedire l’accesso alla calata per mezzo di barriere Evitare la tensione di passo aumentando la resistività superficiale del suolo all’intorno Con asfalto di spessore 10 cm Con ghiaia di spessore 20 cm 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Valori della resistenza di terra Secondo il DPR 547 del 27/04/1955 (sicurezza nei posti di lavoro) il valore deve essere non superiore a 20 Ohm Secondo la norma CEI il valore deve essere coordinato con le protezioni in modo che la tensione di contatto non raggiunga valori pericolosi V=R . I 01/12/2018 Antenne e Fulmini

V = R . I Dove V = 50 V normalmente V = 25 V in : cantieri locali uso medico ricoveri animali I = corrente di soglia del differenziale (da 30 a 1000 mA cioè da 0,03 a 1 A) R può allora variare tra 25/1 = 1 ohm e 50/0,03 = 1.666 Ohm 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Come ottenere una buona terra? Dispersore verticale o picchetto Dispersore orizzontale Dispersore a piastra o a maglia Plinti di fondazione Il valore dipende dalla resistività del terreno r 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Calcolo della resistenza Rd Resistenza di un dispersore verticale: Rd = rm / L rm = Resistività media del terreno in W.m L = lunghezza dell’elemento a contatto in m. 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Calcolo della resistenza Rd Resistenza di un dispersore orizzontale Rd = 2 . rm / L rm = Resistività media del terreno in W.m L = lunghezza dell’elemento a contatto in m. 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Calcolo della resistenza Rd Resistenza di un sistema di elementi magliati Rd = rm / 4 . r dove r = raggio del cerchio che circoscrive la maglia in m. 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Calcolo della resistenza Rd Ferri delle fondazioni Rd = rm / p . d dove d = 3 V . 1,57 essendo V il volume del calcestruzzo armato a contatto con il terreno di fondazione in metri cubi 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Calcolo della resistenza Rd Dispersore a piastre rm p Rd = 4 S dove S superficie di un lato della piastra a contatto con il terreno in metri quadrati 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Resistenza Rt totale 1 Rt = S La resistenza totale è data dalla formula: 1 Rt = 1 S i Rd i Quando si può considerare che i vari elementi di Rt non si influenzino a vicenda, siano cioè distanti almeno il doppio della loro dimensione maggiore 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Determinazione della resistività Sulla base della natura del terreno Da misura di resistività eseguita con il metodo Wenner ( a 4 sonde) Da misure di resistenza applicando la formula al contrario 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Resistività in funzione della natura del terreno ( valori in W.m) Terreno paludoso da 2 a 15 Argille e marne da 3 a 15 Arenarie, gessi, scisti argillosi da 10 a 50 Calcare quarz., granito, ghiaia da 50 a 500 Terreno sabbioso umido da 70 a 100 Calcare da 100 a 150 Terreno sabbioso secco da 150 a 200 Rocce da 500 a 10000 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Resistività con il metodo Wenner a a a si infiggono 4 elettrodi alla stessa distanza a e si effettua la misura con lo strumento che fornisce una lettura diretta in W della resistenza R La resistività vale : r = 2 p a R (W.m) 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Resistività con misura di resistenza con dispersore verticale rm = Rd . L con dispersore orizzontale rm = Rd . L/2 si effettua una misura di resistenza e si applica al contrario la formula per ricavare la resistività 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Tipi di presa di antenna Secondo Norma CEI 12-43 Totalmente isolate Semi isolate Non isolate con elemento di protezione Non isolate senza elemento di protezione Tranne che per le prese isolate il connettore esterno della presa, connesso allo schermo del coassiale, deve essere collegato a terra con resistenza inferiore a 5 W 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Messa a terra e collegamenti equipotenziali Si omette quando si utilizzano prese totalmente isolate e componenti elettrici di classe II Il collegamento va effettuato in corrispondenza del terminale di testa Vanno collegati con sezione almeno 4 mmq: I conduttori esterni dei cavi coassiali Gli involucri metallici che contengono apparecchiature alimentate da rete 01/12/2018 Antenne e Fulmini

Grazie dell’attenzione 01/12/2018 Antenne e Fulmini