Come visto in precedenti articoli, per “Messa a terra” si intende l’insieme delle parti di impianto elettrico nessarie per portare tutti i punti di una determinata struttura metallica (appartenente o non ad un impianto elettrico) al medesimo potenziale elettrico (tensione) del suolo che è di 0 volt.

L’impianto di messa a terra coordinato con un idoneo sistema di protezione (interruttori differenziali o salvavita, interrutori magnetotermici), garantisce la massima sicurezza di un impianto elettrico.

Collegando tutte le strutture metalliche (in maniera adeguata che nel seguito esamineremo) alla terra, si poterà il loro potenziale a 0 volt, e nella eventualità di contatto accidentale con un elemento in tensione questa si scaricherà al suolo.

Si eviterà in tal modo che persone che accidentalmente tocchino detti oggetti possano rimanere folgorate.

Ad esempio la carcassa di un elettrodomestico che di norma è a potenziale 0, per deterioramento della guaina isolante di un conduttore, va in tensione. La presenza della messa a terra favorirà l’intervento del differenziale (se questo come dovrebbe è installato nell’impianto) a causa della circolazione di una corrente di dispersione verso terra.

Anche nel caso in cui disgraziatamente non sia presente il differenziale salvavita la messa a terra difende egualmente le persone da eventuali folgorazioni. In tal caso infatti colui che tocca la carcassa in tensione costituirà col suo corpo una resistenza che risulterà in parallelo con la resistenza verso terra dell’impianto molto più bassa di quella corporea.

Ora, poiché tra due resistenze in parallelo la corrente si distribuisce in maniera inversamente proporzionale alle resistenze, si avrà che la maggior parte della corrente fluirà al suolo attraverso la resistenza di terra. Provocando in tal modo danni sicuramente minori al malcapitato.

Cosa dice la legge

La messa a terra degli impianti è obbligatoria: dal 1955 per il DPR 547/1955 ogni luogo di lavoro deve avere la messa a terra. Oggi il dpr 547/1955 è sostituito dal d.lgs. 81/2008. Dove non si lavora, cioè in casa l'art. 7 della L.46/90 (e quindi l'art.112 del dpr 380/2001) prevedeva che gli "impianti elettrici devono essere dotati di impianti di messa a terra e di interruttori differenziali ad alta sensibilità".

Il dm 37/2008 ha cancellato l'art.112 del dpr 380 e, relativamente all'adeguamento dei vecchi impianti, ha scritto (art.6 comma 3): "Gli impianti elettrici nelle unita' immobiliari ad uso abitativo realizzati prima del 13 marzo 1990 si considerano adeguati se dotati di sezionamento e protezione contro le sovracorrenti posti all'origine dell'impianto, di protezione contro i contatti diretti, di protezione contro i contatti indiretti o protezione con interruttore differenziale avente corrente differenziale nominale non superiore a 30 mA."

Le norme di buona tecnica, le CEI 64-8, prevedono per la protezione contro i contatti indiretti che: "Le masse devono essere collegate ad un conduttore di protezione nelle condizioni specifiche di ciascun modo di collegamento a terra. Le masse simultaneamente accessibili devono essere collegate allo stesso impianto di terra."

Cosa collegare all'impianto di terra

Un impianto di messa a terra di un edificio si realizza collegando ad una unica linea, tutti i cavi di diramazione che provengono dalle cassette di derivazione, che collegano le filature provenienti da tutti i poli di terra delle prese di ciascun appartamento dell’edificio, nonché ogni massa metallica contenuta nelle abitazioni (lampadari, finestre, cancelli, tubature idriche e del gas, antenne televisive,etc.).
All'impianto di terra vanno quindi collegate tutte le "masse" e le "masse estranee":

Massa

Per massa si intende: una parte conduttrice, facente parte dell'impianto elettrico, che può essere toccata e che non è in tensione in condizioni ordinarie di isolamento, ma che può andare in tensione in caso di cedimento dell'isolamento principale. Quindi tutte le attrezzature di lavoro, motori, apparecchi di illuminazione, che non siano a doppio isolamento, rientrano in questa definizione. Per capire meglio facciamo l'esempio di una lampada metallica installata su una trave anch'essa metallica. Ci sono due possibilità:

• Se la carcassa della lampada, che è massa, è in collegamento elettrico con la trave, quindi in caso di difetto di isolamento della lampada, anche la trave che è a diretto contatto con la lampada va in tensione. pertanto è una massa e anche la trave dovrà essere collegata a terra.
• Se la carcassa della lampada è isolata dalla trave, la trave, non va in tensione, quindi è inutile collegarla a terra, anzi potrebbe essere pericoloso perchè, realizzando tale collegamento, mandiamo in tensione, e quindi rendiamo pericolosa, una parte che rimarrebbe a potenziale zero, anche in caso di guasto.

L'esempio si può applicare anche al portello del quadro o al banco di lavoro metallico. Non sono masse neanche le tubazioni o canaline metalliche al cui interno sono posati cavi considerati in doppio isolamento, perchè, per definizione, il doppio isolamento è "sicuro", e non è ragionevolmente prevedibile un guasto che coinvolga tutti e due gli isolamenti. Non sono masse, perchè non possono essere toccate, neppure quelle parti metalliche poste dietro una barriera o un involucro che possono essere rimosse solo con l'uso di un attrezzo. Ad esempio le guide DIN di fissaggio degli interruttori in un quadro con carpenteria esterna isolante e apribile solo con un attrezzo.

Masse estranee

La massa estranea è definita nell'art. 23.3 delle CEI 64-8 come "Parte conduttrice non facente parte dell'impianto elettrico in grado di introdurre un potenziale, generalmente il potenziale di terra".

Prendiamo ad esempio un appartamento, dotato di impianto di terra, posto al terzo piano di un palazzo. Si verifica un guasto verso terra in un punto qualsiasi dell'impianto all'interno dell'appartamento. Prima che intervengano le protezioni differenziali (questione di qualche millisecondo), tutto l'impianto di terra dell'appartamento si eleva di tensione. Essendo tutte le masse collegate fra loro dai conduttori di protezione dell'impianto di terra, se un punto qualsiasi dell'impianto "va in tensione" anche tutte le masse ad esso collegato vanno in tensione. Ma una persona che tocchi contemporaneamente due masse, ad esempio un frigorifero e la lavatrice, non è sottoposto a nessuna tensione, sia il frigorifero sia la lavatrice sono a 230 V, e la persona si trova nelle stesse condizioni dei piccioni posati sui fili dell'alta tensione, sono in tensione, ma non sono sottoposti a nessuna differenza di potenziale, quindi non circola corrente.

Immaginiamo ora che il malcapitato, durante il guasto tocchi contemporaneamente, non due masse, ma la lavatrice (che è andata in tensione) e un termosifone che è a tensione zero. Tale tubo metallico non è collegato all'impianto di terra e arriva da molto lontano, da un punto che non è influenzato dal guasto, pertanto rimane a potenziale zero. Per il tempo di intervento delle protezioni la persona è sottoposta ad una tensione di circa 230 V. Se però colleghiamo a terra anche il tubo dell'acqua tutto questo non succede in quanto anche il tubo si eleva di tensione. Chiaramente per poter essere a "potenziale zero", la massa estranea deve provenire da fuori dell'impianto di terra, o per essere più precisi deve provenire dall'"esterno della geometria del dispersore di terra". Se è interna all'impianto, quindi in pratica collegata all'impianto stesso, in caso di guasto si eleverà di tensione, quindi non potrà creare pericoli, e pertanto non rientra nella definizione di massa estranea.

Entrambe, massa e massa estranea, vanno collegate all'impianto di terra e le definizioni servono proprio per individuare le parti metalliche da collegare a terra. A seguire un diagramma per capire siamo davanti ad una "massa":

Da quanto detto sopre è evidente che la struttura metallica di una lavatrice è parte integrante dell'apparecchiatura. Quindi se, come in genere è, solo un isolamento principale la separa dai conduttori attivi, è una massa.

Di contro, un termosifone non nasce come parte di un impianto elettrico. Anche se qualcuno ci appoggia provvisoriamente sopra un'apparecchiatura elettrica, non diventa una massa.

Nemmeno se qualcuno vi installa sopra permanentemente un'apparecchiatura elettrica di classe I (con un singolo isolamento + conduttore di protezione), diventa una massa. Tanto meno se vi installa un apparecchio in classe II cioè con doppio isolamento, contrassegnato, come noto, dal doppio quadrato.

Analoghe considerazioni valgono per pareti metalliche, tavoli metallici ecc.

Ma se qualcuno vi installa sopra un apparecchio elettrico dotato del solo isolamento principale, cioè un apparecchio che non è di classe I, cioè non ha il morsetto di terra, e non è nemmeno di classe II, cioè non ha un isolamento doppio, quale potrebbe essere un corpo illuminante oppure una cordina (un cavo con semplice isolamento), la scaffalatura diventa, suo malgrado, una massa: è una massa estranea.

Esempi di masse estranee:

• elementi metallici che fanno parte di strutture di edifici
• condutture metalliche di gas, acqua e riscaldamento.
• tubazioni, acquedotto e gasdotto che arrivano dall'esterno del fabbricato.
• tubazioni di riscaldamento centralizzato

È sufficiente collegarle a valle del contatore per risolvere anche i problemi delle masse estranee.

Una tubazione dell'acqua in plastica non è una massa estranea in quanto essendo isolante non può introdurre nessun potenziale, nello stesso modo una tubazione del gas con giunto dielettrico non è massa estranea.