Di Sergio Roberto Santos
Secondo i dati dell'Istituto di Ricerca Spaziale (INPE) [1], le scariche atmosferiche sono responsabili del 70% dei blocchi della trasmissione e del 40% della distribuzione elettrica, oltre a causare il 40% dei guasti ai trasformatori in Brasile. Questi numeri indicano che i fulmini danneggiano la qualità dell’energia elettrica consumata nel Paese, come può essere dimostrato dalla correlazione tra la densità di fulmini al suolo (Ng) in un luogo e gli indici di durata equivalente di interruzione per unità di consumatore ( DEC) e la Frequenza di Interruzione Equivalente per Unità di Consumatore (FEC) delle società elettriche brasiliane.
Nel settore delle energie rinnovabili, le scariche atmosferiche sono una delle principali cause di guasti agli impianti fotovoltaici (SFV), secondo i dati degli assicuratori tedeschi, che indicano che causano il 26% dei danni agli SFV in Germania [2], un paese con un Ng molto elevato, inferiore a quello del Brasile. Anche in questo caso è necessario valutare non solo l'incendio delle apparecchiature, ma anche l'interruzione dell'erogazione di energia mentre l'impianto non viene riparato.
In un caso specifico, avvenuto nell'interno dello stato di San Paolo, l'interruzione dell'elettricità da parte del concessionario locale ha provocato il controllo dell'incendio di tre ascensori, in quello che è noto come impulso di commutazione, per un costo di R$ 7000,00 , solo a pezzi, con ascensore. Se gli ascensori fossero protetti da dispositivi di protezione contro le sovratensioni (DPS) di classe 3 per l'energia, che costano circa R $ 200,00 per ascensore, ustioni come questa non si verificherebbero.
In un’economia dinamica, dove il tempo vale più denaro, l’interruzione della comunicazione tra aziende e clienti, o tra settori della stessa azienda, può causare innumerevoli perdite, immediate o a medio e lungo termine, causate dalla perdita di ordini o clienti. Anche se i sistemi tornassero in funzione dopo un certo periodo di tempo, gran parte di ciò che è andato perduto non verrà recuperato. Pertanto, l'obiettivo della protezione dalle sovratensioni va oltre la protezione delle apparecchiature, coinvolgendo l'affidabilità del processo, consentendo alle installazioni elettriche, di potenza e di segnale di continuare a funzionare durante e dopo il verificarsi dei fulmini. Se servizi come l’emissione di fatture o la ricezione di ordini vengono interrotti, le perdite potrebbero essere superiori ai costi di sostituzione di macchine o attrezzature.
Da quanto detto, attualmente la Protezione dalle Scariche Atmosferiche (PDA) si articola in due parti indipendenti ma complementari:
1) Sistema di protezione dalle scariche atmosferiche (SPDA), standardizzato nella parte 3 della norma tecnica ABNT NBR 5419:2015 Versione corretta 2018, Protezione dalle scariche atmosferiche [3].
2) Misure di protezione dalle sovratensioni (MPS), standardizzate nella parte 4 della norma tecnica ABNT NBR 5419:2015 Versione corretta 2018, Protezione dalle scariche atmosferiche [4].
Mentre SPDA protegge un edificio o una struttura dall'impatto diretto di una scarica atmosferica, MPS, inclusa l'installazione di DPS, protegge gli impianti elettrici, di potenza o di segnale di tale edificio/struttura da picchi di tensione o corrente causati da scariche atmosferiche dirette o indirette condizioni. Ciò che sarà necessario, SPDA, MPS o entrambi, è definito nella parte 2 della norma tecnica ABNT NBR 5419:2015, che tratta della gestione del rischio (GR) [5]. Dei 4 rischi esistenti, il quarto rischio (R4) associa gli scarichi atmosferici alla perdita di valore economico di un edificio o struttura. Secondo tale norma le perdite economiche causate da una scarica atmosferica devono essere minimizzate attraverso l'utilizzo di MPS, principalmente installando DPS.
In questo modo, il PDA va ben oltre l’installazione di un “parafulmine” sulla sommità di un edificio. Si tratta di ridurre la vulnerabilità dei sistemi elettronici alle scariche atmosferiche dirette e indirette (molto frequenti), evitando che un processo venga interrotto. Poiché un edificio/struttura può essere costruito e utilizzato con o senza il PDA, i responsabili devono essere consapevoli che non installare un DPS non significa risparmio, ma il trasferimento del costo di capitale (CAPEX) al costo operativo (OPEX), con il valore se il secondo è maggiore del primo, corrispondente ad un tasso di interesse che verrà addebitato per una decisione sbagliata.
Gli MPS dovrebbero essere visti come un investimento nell'affidabilità dei processi, rendendo le attività di un'azienda molto meno vulnerabili agli effetti dei fulmini.
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