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Ciabatta elettrica, UPS e protezione contro i fulmini

Ciabatta elettrica, UPS e protezione contro i fulmini

Come difendere le proprie apparecchiature elettroniche da fulmini e sbalzi di tensione. Qualche consiglio di carattere generale.

Capita spesso di leggere che alcune tipologie di ciabatte elettriche (chiamate anche multiprese) e gli UPS offrono una protezione efficace contro i fulmini. Ma le cose stanno veramente in questi termini?

Iniziamo col dire che proteggersi in maniera efficace contro eventi quali le fulminazioni è qualcosa di piuttosto complicato. Assurdo pensare di proteggere tutto ciò che è collegato a valle con una semplice ciabatta elettrica dotata di apposito fusibile.

Era il 1752 quando lo scienziato e politico statunitense Benjamin Franklin scoprì che le scariche elettriche prodotte dai fulmini possono presentarsi tra terreno e nuvola (fulmine ascendente, solo nel caso di presenza di oggetti di altezza considerevole), tra una nuvola e terreno (fulmine discendente) o tra nuvola e nuvola.
La scarica diretta di un fulmine è certamente un evento che può provocare danni ingenti: in fisica è ben noto il fenomeno del "potere disperdente delle punte". In corrispondenza di oggetti appuntiti tendono a formarsi campi elettrici più intensi ed è proprio lì che vi è una maggiore probabilità che venga a manifestarsi una scarica elettrica dovuta alla fulminazione.
I parafulmini sono appuntiti proprio per questo motivo e sono posizionati in zone a più elevato rischio di fulminazione per attirare la scarica elettrica e disperderla in sicurezza verso terra, evitando che possa causare danni altrove. Ma ovviamente, campanili, guglie, tralicci, alberi sono altri oggetti che i fulmini "prediligono".

L'energia scaricata a terra o sulla struttura colpita da un fulmine è davvero impressionante. In termini di intensità della corrente, il valore varia di solito tra 10 e 200 kA (il passaggio di carica è quantificabile in circa 5-10 Coulomb in tempi brevissimi).
Un'antenna colpita direttamente da un fulmine generalmente non sopravvive alla scarica e contemporaneamente si verifica la fusione dei conduttori attraversati per effetto Joule (riscaldamento degli stessi in forza dell'energia scaricata dal fulmine).

Ciabatta elettrica, UPS e protezione contro i fulmini

Edifici che sono collocati in luoghi ad alto rischio (come la cima di una montagna o in collina) dovrebbero essere dotati di una protezione esterna contro i fulmini (LPS, Lightning Protection System esterni) accanto a quella realizzata internamente.
Mentre le aziende che operano nel campo delle utilities e le società di telecomunicazioni si trovano frequentemente a dover gestire i danni derivanti dalle fulminazioni dirette, in termini probabilistici imprese e cittadini sono più frequentemente esposti alle cosiddette fulminazioni indirette. Con questo termine ci si riferisce agli effetti di un fulmine "che cade" in prossimità dell'edificio (con "in prossimità" si intenda anche ad un paio di chilometri di distanza) oppure alle interazioni tra nube e nube citate in precedenza.
Eventi di questo tipo generano sovratensioni di tipo impulsivo (LEMP) che se non sono distruttive per le antenne, possono causare malfunzionamenti e danneggiare anche in via definitiva i dispositivi collegati.


La protezione da sovratensioni previene danni agli impianti elettrici contro le fulminazioni indirette così come picchi derivanti da altre fonti.
Un improvviso picco di tensione può non solo danneggiare immediatamente un dispositivo elettrico ma anche ridurne significativamente la vita utile.

Come proteggere le apparecchiature elettroniche dai fulmini

Bisogna necessariamente partire dal presupposto che tutti i cavi che entrano in casa, in ufficio o in azienda devono essere protetti. Ciò significa che la protezione dovrebbe agire sul cavo di rete elettrica ma anche sul cavo telefonico e sui cavi per la TV (digitale terrestre e satellite).

La protezione per la sovratensione va installata a monte dell'impianto: le soluzioni tipiche consistono nell'installazione di moduli SPD (Surge Protection Device) o scaricatori di sovratensione che vanno inseriti a livello di quadro elettrico.
Gli SPD funzionano molto bene nel proteggere l'impianto a valle e quindi tutti i carichi collegati a patto però che il collegamento a terra sia buono e che il cavo di collegamento tra primo differenziale e scaricatore sia il più corto possibile. Va comunque tenuto presente che non tutti gli SPD sono uguali e che la valutazione relativa alla scelta di uno o dell'altro dovrebbe essere sempre svolta da un tecnico qualificato.
Di solito la meccanica dell'SPD mostra una diversa colorazione a indicare se la protezione è in funzione oppure se fosse necessario l'intervento di un tecnico.
In generale, comunque, tutti gli interventi sul quadro elettrico vanno eseguiti esclusivamente da un elettricista specializzato. Evitare qualunque "improvvisazione".


Ciabatta elettrica, UPS e protezione contro i fulmini

Protezioni SPD di tipo "medio" potrebbero lasciare un picco di tensione residuo sull'impianto che potrebbe risultare letale o quasi per buona parte dei dispositivi elettronici di utilizzo comune. È quindi bene installare comunque una protezione supplementare come un gruppo di continuità (UPS) o almeno una multipresa di qualità con funzionalità di filtro integrata.

UPS e ciabatte elettriche da soli possono non offrire la protezione sufficiente ma utilizzati in aggiunta all'utilizzo di scaricatori di sovratensione permettono di fidare su un livello di difesa addizionale.
Nell'articolo Scegliere gruppo di continuità (UPS) per PC e altri dispositivi abbiamo visto che gli UPS non proteggono solo nei confronti dei blackout, evitando che le apparecchiature connesse a valle si spengano improvvisamente, ma difendono i dispositivi collegati anche rispetto agli sbalzi di tensione. I migliori (UPS online e alcuni line interactive) tentano di produrre sinusoide pura in uscita o comunque una pseudo-sinusoide che ricalca da vicino la forma d'onda del segnale della corrente alternata. Un apposito AVR (Automatic Voltage Regulator) opera un'azione di filtro in caso di variazioni importanti e quindi potenzialmente pericolose.


Va detto che per scongiurare le sovratensioni, non è strettamente necessario un UPS ma un molto meno costoso AVR (qui alcuni esempi).

Ciabatta elettrica, UPS e protezione contro i fulmini

Per quanto riguarda le ciabatte elettriche o multipresa, è bene orientarsi su modelli realizzati da produttori noti e apprezzati per l'affidabilità e l'efficacia dei loro prodotti. Una buona scelta è certamente la ciabatta elettrica APC by Schneider Electric PMF83VT-IT Performance Surge Arrest.
Si tratta di una ciabatta multipresa filtrata con 8 uscite di tipo Schuko/Italiane e protezione telefonica/coassiale.


Ciabatta elettrica, UPS e protezione contro i fulmini

A differenza dei prodotti SurgeArrest di APC, molti dispositivi di filtraggio delle sovratensioni continuano a lasciar passare l'alimentazione anche dopo che i circuiti sono stati danneggiati, per cui gli apparati collegati a valle continuano a rimanere esposti ad altre pericolose sovratensioni.
La multipresa SurgeArrest di APC avvisa inoltre se la circuiteria fosse stata danneggiata da un fulmine o da un picco di potenza e non garantisse più protezione (il prodotto in garanzia viene in questo caso sostituito gratuitamente da APC).

Ciabatta elettrica, UPS e protezione contro i fulmini

Un prodotto come quello presentato in questa pagina è sottoposto a test che simulano sovratensioni pari a 6.000 V, simili a quelle rilevate durante la caduta di un fulmine.

Ulteriori informazioni possono essere reperite in queste pagine gestite dal CESI di Milano (SIRF, Sistema Italiano Rilevamento Fulmini). Qui la mappa dei fulmini in tempo reale.

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