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RISCHIO ELETTRICO nei lavori sotto tensione

In questo articolo sarà illustrato uno dei maggiori rischi elettrici specifici nei lavori sotto tensione: l’arco elettrico. Dopo aver presentato in dettaglio i metodi di lavoro che possono originare tale rischio e come si configura, saranno analizzati gli effetti più comuni. Saranno poi presentate le norme, i metodi di test in esse standardizzate per la certificazione degli indumenti omologati per proteggere i lavoratori esposti a tale rischio.

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GIACCA 3ACTIVE – DPI di 3° categoria -Trivalente

Una precisazione è d’obbligo.

L’abbigliamento professionale per la protezione dai rischi di arco elettrico è un DPI – Dispositivo di protezione Individuali.

La regola generale da rammentare per le misure di prevenzione e protezione è che i DPI devono essere impiegati quando i rischi non possono essere evitati o sufficientemente ridotti da misure tecniche di prevenzione, da mezzi di protezione collettiva, da misure, metodi o procedimenti di riorganizzazione del lavoro.

Ciò premesso, quando occorre dotare di DPI i lavoratori, la scelta deve essere effettuata analizzandogli specifici “metodi di lavoro” adottati dal personale e da cui originano i rischi specifici da prevenire.

Metodi di lavoro sotto tensione

Nel caso dei “lavori sotto tensione” la letteratura, negli anni, si è orientata nel distinguere le lavorazioni in base

  • alla posizione dell’operatore rispetto alle parti a potenziale diverso
  • ai mezzi utilizzati (attrezzature e DPI) per prevenire eventuali danni.

Ne scaturiscono 3 gruppi di metodi di lavoro distinti:

  1. Sotto tensione a distanza

Metodo di lavoro in cui l’operatore mantiene una distanza specificata dalla parte attiva su cui opera e da tutte le altre parti a tensione diversa dalla sua ed esegue il proprio lavoro per mezzo di aste isolanti;

  1. Sotto tensione a contatto

Metodo di lavoro in cui l’operatore, opportunamente protetto dal punto di vista elettrico con guanti isolanti e, se necessario, con altri indumenti isolanti, esegue il proprio lavoro in diretto contatto fisico con le parti attive in tensione su cui opera (< 30 kV);

  1. Sotto tensione a potenziale

Metodo di lavoro in cui l’operatore esegue il proprio lavoro restando in contatto elettrico con una parte attiva in tensione, dopo essersi o essere stato portato alla stessa tensione di questa e mantiene distanze specificate dalle circostanti parti a tensione diversa dalla sua.

Rischi specifici dei lavori sotto tensione

I rischi specifici cui sono esposti i lavoratori in presenza di tensione sono essenzialmente:

    1. FOLGORAZIONE, ossia il passaggio di una forte corrente elettrica attraverso il corpo.

      I fattori che determinano la gravità della folgorazione sono:

      • intensità, tensione e frequenza della corrente
      • resistenza del corpo (superficie di contatto, spessore della pelle, peso, salute, sesso, umidità ..)
      • tempo di esposizione durante il quale il corpo rimane nel circuito
      • tipo di corrente (alternata o diretta)
 

Gli effetti possono essere molteplici e di diversa gravità e vanno da una leggero formicolio all’arresto cardiaco.

    1. ARCO ELETTRICO, ossia la chiusura di un circuito accidentale ed imprevisto, tra due poli ad alto potenziale.

      Un “arco elettrico” provoca un “flash” di energia ad alto potenziale in un tempo molto ridotto (inferiore a 1 secondo), che genera:

      • Altissime temperature (fino a 12.000 °C nel centro)
      • Onde d’urto (esplosioni)
      • Altissimi livelli di rumore
      • Luce molto intensa, tra cui raggi ultravioletti
      • Vaporizzazione di metalli
      • Vapori e fumi tossici
      • Schegge ad alta velocità
      • Liquidi incandescenti (negli impianti di isolamento e in quelli raffreddati ad olio)

I danni prodotti all’organismo sono di tipo termico (ustioni) e meccanico (fratture, danni agli organi interni). Si registrano inoltre, in molti casi di incidente, una contrazione muscolare involontaria che può provocare movimenti bruschi e pericolosi, cadute e altri incidenti.

Ustioni

In entrambi i casi di incidente  le lesioni più comuni riscontrate sono le ustioni, nei vari gradi di gravità..

Tecnicamente l’ustione è definita come una lesione dei tessuti tegumentari causata dall’esposizione del tessuto stesso a fonti termiche, a sostanze chimiche (causticazione), a sorgenti elettriche o a radiazioni.

Per i nostri fini, con tessuti tegumentari intendiamo i tre strati principali che ricoprono il corpo, ossia:

      1. L’epidermide

        è la zona più esterna della pelle, con alla base numerosi strati di cellule che si riproducono continuamente e che, per sostituire quelle esterne che muoiono e si staccano, migrano verso gli strati più esterni. Questo strato non contiene vasi sanguigni e viene nutrita per diffusione dal derma;

      2. Il Derma

        è lo strato sottostante l’epidermide. Funge da ammortizzatore per i traumi meccanici della pelle. Contiene vasi sanguigni, vasi linfatici, ghiandole sebacee, ghiandole sudoripare, ghiandole apocrine e follicoli piliferi;

      3. Tessuto sottocutaneo (o ipoderma)

        è la parte più interna della pelle. Ha la funzione di di isolante, riserva di lipidi, ammortizzatore e favorisce la mobilità della pelle rispetto alle strutture più profonde.

Le ustioni che interessano solo il primo strato di pelle sono definite «ustioni superficiali» o «di primo grado»; quando il danno penetra in alcuni degli strati sottostanti, la lesione è denominata «ustione a spessore parziale» o «di secondo grado»; se invece l’alterazione coinvolge tutti gli strati della cute, si classifica come «ustione a tutto spessore» o «di terzo grado»; un’ustione «di quarto grado» comporta lesioni ai tessuti più profondi, come muscoli o ossa.

Nella tabella sono schematizzate le diverse tipologie di ustioni e i tessuti interessati dagli effetti termici.

Tabella gravità ustioni e tessuti interessati

Norme per la certificazione dell’abbigliamento da lavoro contro i rischi elettrici. La IEC 61482-2:2009

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PANTALONE 3ACTIVE – CE 3 categoria -Trivalente (Ignifugo, Antiacido, Antistatico)

Gli abiti da lavoro progettati per garantire la sicurezza nei lavori in presenza di arco elettrico – rischio elettrico sono sottoposti a prove specifiche, standardizzate specificate in 3 norme.

Quindi, oltre ad avere la “marcatura CE” – requisito fondamentale per i DPI che rispettano le Direttive Europee in materia (adottate nel D. Lgs. 81/08), avranno esplicitati alcuni pittogrammi che ne contrassegnano la rispondenza alle norme applicabili.

Cominciamo dalla norma che standardizza la definizione di ” Indumenti di protezione contro i rischi termici di un arco elettrico” (qui trovi tutti quelli offerti da SAFEJOE in questa categoria).

La norma IEC 61482-2:2009 Lavori sotto tensione – Indumenti di protezione contro i rischi termici di un arco elettrico. Parte 2.

è applicabile agli indumenti protettivi utilizzati nel lavoro se c’è un pericolo di arco elettrico .

Specifica i requisiti e metodi di prova applicabili ai materiali e capi di abbigliamento per indumenti di protezione per i lavoratori esposti ai rischi termici di un arco elettrico basato su:

      • le pertinenti caratteristiche generali dei tessuti, testati con i metodi di prova tessili selezionati e
      • le proprietà di resistenza termica dell’arco, quali:

a) la valutazione dei materiali per l’arco (ATPV o EBT50), quando testato con un arco elettrico aperto in condizioni di laboratorio definite secondo IEC 61482-1-1 (“arco aperto”), o

b) la classe di protezione all’arco di materiali e capi di abbigliamento (Classe 1 o 2), quando testato con un arco elettrico diretto e forzato in condizioni di laboratorio definite secondo la norma IEC 61482-1-2 (“arco chiuso”).

Gli indumenti che proteggono dagli archi elettrici possono ricevere la certificazione IEC 61482-2 se soddisfano uno dei seguenti requisiti:

      • La resistenza all’arco dell’indumento deve essere di almeno 4 cal/cm2
      • L’indumento deve superare almeno il test all’arco chiuso di Classe 1

Vediamo adesso le norme che forniscono gli standard per i test citati nella norma precedente.

CEI EN 61482-1-1:2010 (IEC 61482-1-1:2009)

Lavori sotto tensione – Indumenti protettivi contro l’effetto termico dell’arco elettrico. Parte 1-1: Metodi di prova – Metodo 1 – Determinazione della caratteristica d’arco (ATPV o EBT50) di materiali resistenti alla fiamma per vestiario.

Questa parte specifica i metodi di prova per misurare il valore della caratteristica di tenuta all’arco termico dei materiali destinati all’uso per vestiario resistente al calore ed alla fiamma, per i lavoratori esposti agli archi elettrici, nonché il ruolo del vestiario confezionato con detti materiali.

Lo scopo è di riportare i metodi di prova che evidenzino i materiali rispondenti a determinati requisiti.

Il metodo proposto (detto anche “metodo americano” o “dell’arco aperto”) è condotto in apparecchiature della tipologia adatta..

Si prefigge di valutare il valore del

ATPV (“Arc Thermal Performance Value”, misurato in cal/cm2)

inteso come limite di energia termica (convettiva e radiante) che il tessuto può sopportare prima che l’utilizzatore subisca ustioni di secondo grado (più è alto il valore di ATPV maggiore è la protezione agli effetti termici offerta dal tessuto).

Un’altra caratteristica del tessuto determinata è l’energia limite di rottura (o EBT),

che misura la massima esposizione all’energia incidente che un indumento può sostenere senza rompersi: infatti la formazione di fori nel tessuto, causata da queste rotture, consentirebbe il passaggio di calore o fiamme.

La resistenza all’arco di un tessuto equivale al suo ATPV o EBT (nei casi in cui l’EBT sia inferiore all’ATPV o l’ATPV sia impossibile da determinare).
La classificazione dei rischi e delle performance degli indumenti protettivi conformemente ai valori ATPV è contenuta nella norma NFPA 70E.

Caratteristiche del tessuto e ATPV

L’ATPV, in generale, si incrementa con il peso (la grammatura) dei tessuti protettivi.

Inoltre il livello di protezione termica fornito da due strati di tessuto leggero è molto superiore rispetto a quello di un singolo strato pesante e superiore alla somma dei due strati presi singolarmente, grazie allo strato isolante di aria tra i tessuti.

Linee guida per la scelta dell’abbigliamento protettivo dal rischio di arco elettrico – Du Pont

CEI EN 61482-1-2:2008

Lavori sotto tensione – Indumenti protettivi contro l’effetto termico dell’arco elettrico Parte 1-2: Metodi di prova – Metodo 2: Determinazione delle classi di protezione dall’arco, di materiale e indumenti usando il metodo di prova dell’arco forzato e diretto (camera di prova o “box test” – Metodo dell’”arco chiuso”).

Questa norma specifica un altro metodo di prova dei materiali e degli indumenti destinati ad essere utilizzati per il vestiario resistente al calore e al fuoco dei lavoratori esposti agli archi elettrici.
Il metodo porta ad una “classificazione” in classi di protezione del materiale e del vestiario e, per il test, è utilizzato un arco elettrico diretto e forzato in un circuito a bassa tensione (appunto il “box test”).

Da notare che la norma prevede dei test che sono effettuati non solo sui tessuti (box test sui materiali), ma anche sugli indumenti confezionati (“garmet box test”), quest’ultimo adatto per valutare la reazione all’arco del capo di abbigliamento nella sua interezza e valutare visivamente gli effetti sull’indumento, sui fili della cuciture, sulle chiusure e sul tessuto.

Le classi di omologazione sono 2 e definite in base a due “archi standard” riprodotti dalla macchina di prova, secondo uno schema impiantistico standard (foto nello slider).

ClassificazioneCorrente di prova (Ka)Tensione di prova (V)Durata d’arco (ms)
Classe I4400500 (0,5s)
Classe II7400500 (0,5s)

Le prove si intendono superate dal tessuto o dal indumento, per quella classe, se

REQUISITI DEL TESSUTO DOPO L’ESPOSIZIONE ALL’ARCO
REQUISITI DELL’INDUMENTO DOPO L’ESPOSIZIONE ALL’ARCO

Tempo di combustione = <5 sec Fusione attraverso il lato interno = Nessuna Foro > 5mm nello strato interno = Nessuno

Flusso termico inferiore alla curva Stoll

Tempo di combustione < 5 sec Fusione attraverso il lato interno = Nessuna Foro > 5mm nello strato interno = Nessuno

Le chiusure devono rimanere = funzionanti

Gli accessori non devono avere influenza negativa sulla combustione formazione di fori

Curva di STOLL

La cosiddetta “curva di Stoll” è un modello matematico che permette di quantificare la risposta della pelle e dei tessuti umani alle fonti di energia termica.

Quando i tessuti passano dalla temperatura normale del sangue di 36,5°C a una temperatura superiore a 44°C, cominciano a verificarsi ustioni della pelle ad una velocità che dipende dal livello della temperatura.

Per esempio, a 50°C il danno alla cute è circa 100 volte più rapido di quello che si avrebbe a 45°C, mentre a 72°C la cute subisce quasi istantaneamente una distruzione completa.

Partendo dal lavoro di Stoll (e Chianta e altri), sono stati sviluppati sensori calorimetrici per rappresentare il modo in cui la cute umana risponde all’aumento della temperatura e prevedere l’insorgere di ustioni di secondo grado in condizioni di laboratorio.

Curva di Stoll - CEI EN 61482 1-2
Tipica curva di Stoll per tessuti resistenti al calore da arco elettrico

La Figura mostra un’uscita tipica, che rappresenta l’aumento limite di temperatura in funzione del tempo sulla superficie del rilevatore prima di provocare ustioni di 2° grado.

Dopo avere stabilito il livello di energia termica generato dalla fonte di energia, i tessuti possono essere sistemati di fronte al rilevatore: la capacità del tessuto di impedire all’energia termica di raggiungere il rilevatore è una misura delle sue prestazioni termiche protettive.

Questo fattore di protezione può essere espresso in cal/cm2 (o j/cm2): più questo valore è grande, più è elevato il fattore di protezione fornito dal sistema tessile protettivo.

Questo metodo permette di classificare i sistemi tessili in base alle loro prestazioni protettive (l’ultimo requisito di quelli normati visti in precedenza).

I pittogrammi sugli indumenti certificati

Vediamo infine cosa devi cercare nelle schede degli indumenti certificati per protezione contro l’arco elettrico (e, poi, sulle etichette degli indumenti stessi). Riportiamo in figura l’esempio della scheda della “TUTA 3ACTIVE” offerta da SAFEJOE.Pittogrammi Trivalente 3ACTIVE

TUTA 3ACTIVE - Peso 260 g/mq
TUTA 3ACTIVE – Protezione arco elettrico e Trivalente (Ignifugo, Antiacido, Antistatico)

Per prima cosa si nota come il prodotto è un

DPI MARCATO CE DI 3° CATEGORIA: rispetta quindi le direttive europee ed è classificato come Dispositivo di Protezione Individuale di 3° categoria.

Poi, il pittogramma di certificazione rispetto alla IEC 41682.

Sotto i due triangoli viene indicata la norma specifica (in questo caso la 1-2, ossia il “box Test”) e la classe di omologazione (la Classe 1 con arco da 4KA).


Inoltre il prodotto in questione è anche un prodotto di TIPO TRIVALENTE – ossia, proteggendo contro altri tipi di rischi, viene definito anche IGNIFUGO, ANTIACIDO E ANTISTATICO.

Sono quindi riportate i pittogrammi, le norme (e relative classi di omologazione) del prodotto.

Nel caso specifico:

      1. EN 1149-5 ( Indumenti di protezione – Proprietà elettrostatiche – Parte 5: Requisiti prestazionali dei materiali e di progettazione): certificazione INDUMENTO ANTISTATICO
      2. EN ISO 11612 (Indumenti di protezione – Indumenti per la protezione contro il calore e la fiamma – Requisiti prestazionali minimi): certificazione INDUMENTO IGNIFUGO
      3. EN ISO 11611 (Indumenti di protezione utilizzati per la saldatura e i procedimenti connessi ): certificazione INDUMENTO PER LA SALDATURA
      4. EN 13034 (Indumenti di protezione contro agenti chimici liquidi – Requisiti prestazionali per indumenti di protezione chimica che offrono una protezione limitata contro agenti chimici liquidi (equipaggiamento tipo 6 e tipo PB [6])):  certificazione INDUMENTO ANTICIDO
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Giovanni Rissone

Giovanni è fondatore e Managing Partner di SJConsulting. Advisor in sostenibilità e executive. Ingegnere Chimico, Master in Business Administration, 6 sigma green belt.