Quiz di Livello 1 – A

Gli ioni (positivi o negativi ) sono responsabili della conduzione di corrente negli elettroliti (acqua, terreno, calcestruzzo,…); in questi ambienti si parla di conduzione ionica. Nel materiale metallico, che è un ottimo conduttore, la corrente è trasportata esclusivamente dagli elettroni liberi, per cui si parla di conduzione elettronica. Gli atomi, essendo neutri, non sono responsabili del trasporto di corrente.

La misura delle cadute di tensione nel terreno permette di valutare la direzione e l’intensità delle correnti circolanti nel terreno stesso. Deve essere effettuata con uno strumento registratore tra due elettrodi di riferimento dello stesso tipo; si deve verificare inoltre che la differenza di potenziale tra i due elettrodi sia limitata, inferiore a 20 mV. La norma di riferimento per i metodi di misura è la UNI EN 13509.

La potenza reale (attiva), in corrente alternata, è misurata in W e vale V x I x cos Φ , dove V è la tensione, I la corrente e cos Φ il coseno trigonometrico dell’angolo di sfasamento tra corrente e tensione; a titolo di esempio, cos Φ è pari a 1 per un angolo di sfasamento Φ = 0°.

Per tradurre in termini di tensioni i valori di corrente pericolosi per le persone si deve valutare l’impedenza che il corpo umano offre al passaggio della corrente. Mediante la legge di Ohm e conoscendo i valori statistici dell’impedenza corporea (forniti dalle norme CEI) si possono ricavare i valori delle tensioni pericolose in funzione del tempo di applicazione della tensione.
Le norme hanno definito valori limite minimi per la resistenza con conseguenti valori massimi di tensione di contatto sopportabili senza conseguenze per tempi prestabiliti. Una tensione di 50V alternati a 50Hz o di 120 V in continua, è considerata tollerabile indefinitamente in condizioni normali.

Nel settore elettrico la disciplina comunitaria attuale (direttiva 93/68 CEE) consente il riferimento non soltanto alle norme ma anche alle certificazioni (attestati di conformità) da parte di organismi competenti i quali a mezzo di accurate verifiche di laboratorio, accertano la conformità dei materiali alle norme tecniche. Questo accertamento è rimesso per legge all’operato di organismi designati a livello nazionale e notificati a livello comunitario.
Il simbolo CE significa "Conformity Essential" indica che il prodotto che lo porta è conforme ai requisiti essenziali previsti da Direttive in materia di sicurezza, sanità pubblica, tutela del consumatore, ecc..
La certificazione del Sistema Qualità di una azienda non equivale alla certificazione del prodotto che la stessa produce.

La sigla UNI o CEI contraddistingue una norma elaborata da un organismo nazionale: nel caso sia l’unica sigla presente, significa che la norma è stata elaborata direttamente dalle commissioni tecniche UNI, dagli Enti federati o dal CEI.
La presenza della sigla EN identifica una norma elaborata dal CEN o dal CENELEC. Le norme EN devono essere recepite dai Paesi membri e la loro sigla di riferimento diventa, nel caso dell’Italia UNI EN o CEI EN.
La sigla ISO o IEC individua le norme elaborate dall’ISO o dall’IEC. Queste norme sono un riferimento applicabile in tutto il mondo e ogni Paese può decidere di rafforzarle ulteriormente adottandole come proprie norme nazionali. In questo caso, in Italia la sigla diventa UNI ISO o CEI IEC e se la norma è stata recepita anche a livello europeo, la sigla diventa UNI EN ISO o CEI EN IEC. Altre forme di pubblicazione di documenti tecnici emessi dagli organismi di normazione internazionali, europei e nazionali, sono la Specifica Tecnica (TS) che è un documento tecnico ad applicazione volontaria che rappresenta uno stato dell’arte non ancora consolidato di prodotti, processi e servizi e che è sottoposto a un periodo di applicazione e di verifica delle conoscenze e validità ed il Rapporto Tecnico (TR) che è un documento tecnico a carattere informativo ad applicazione volontaria il quale ha lo scopo di fare cultura normativa e descrivere diversi approcci e prassi in uso.

La corrosione localizzata per aerazione differenziale s’instaura quando sono presenti strati di terreno a diversa permeabilità all’ossigeno. Tipico è il caso riguardante la presenza di uno strato d’argilla e uno di sabbia: la superficie metallica a contatto con l’argilla, poco permeabile all’ossigeno, diventa “anodica” e sede del solo processo anodico di dissoluzione, mentre quella a contatto con la sabbia, permeabile all’ossigeno, diventa “catodica”, in cui avviene la riduzione dell’ossigeno. Si instaura, perciò, una macrocoppia, con separazione delle aree anodiche e catodiche.

Le procedure di attribuzione dei punteggi delle singole prove e di valutazione dell’esame, definite dall’organismo di certificazione conformemente alla norma, prescrivono una votazione uguale o maggiore a 70/100 (percentuale delle risposte esatte sul totale delle domande) in ciascuna delle tre parti dell’esame (prove scritte e prova pratica) e una valutazione finale pesata uguale o maggiore a 80/100. Un candidato che non abbia ottenuto in nessuna delle prove la votazione minima deve ripetere l'esame per intero. Qualora non abbia acquisito la valutazione richiesta per la certificazione, può ripetere, per una sola volta, l’esame per una qualsiasi delle parti (generale, settoriale e pratico), a condizione che la ripetizione dell’esame avvenga entro i dodici mesi successivi.

Parte integrante del Regolamento sulla Qualificazione e certificazione del Personale addetto alla protezione catodica, come riportato nella normativa UNI EN 15257 “Protezione catodica - Livelli di competenza e certificazione del personale nel campo della protezione catodica”.Parte integrante del Regolamento sulla Qualificazione e certificazione del Personale addetto alla protezione catodica, come riportato nella normativa UNI EN 15257 “Protezione catodica - Livelli di competenza e certificazione del personale nel campo della protezione catodica”.

Tra le tecniche utilizzate per eliminare il contributo di caduta ohmica, l’uso di sonde di potenziale e/o piastrine è il più adatto per le strutture rivestite. In questo modo si simula in modo artificiale la presenza di una falla nel rivestimento.
La sonda di potenziale esterna o la piastrina sono collegate alla condotta in un posto di misura. La piastrina deve essere collegata alla struttura in modo da ricevere la corrente di protezione. Le definizioni relative a questo tipo di misure sono riportate nella normativa UNI EN 13509.

Le norme che riguardano le installazioni dei sistemi di protezione catodica sono tutte italiane, nell’attesa di norme europee.

• UNI 10166:1993 Protezione catodica di strutture metalliche interrate. Posti di misura
• UNI 10167:1993 Protezione catodica di strutture metalliche interrate. Posti di misura Custodie per dispositivi e posti di misura
• UNI 10428:1994 Impianti di drenaggio unidirezionale
• UNI CEI 8:1997 Dispositivi di protezione catodica - Alimentatore di protezione catodica
• UNI 10835:1999 Anodi e dispersori per impianti a corrente impressa - Criteri di progettazione e installazione
• UNI 10950:2001 Telecontrollo dei sistemi di protezione catodica

In un sistema di protezione catodica a corrente impressa possono essere impiegati diverse tipologie di generatori di corrente continua. Un alimentatore automatico a corrente costante consente di mantenere costante nel tempo la corrente erogata al valore prefissato. Pertanto un sistema di controllo verifica il valore della corrente erogata.
Un alimentatore automatico a potenziale costante consente invece di regolare la corrente di uscita in modo tale da non permettere al potenziale della struttura di assumere valori più positivi rispetto al valore di potenziale prefissato. Il controllo pertanto è effettuato mediante la lettura del potenziale della struttura.

Le misure di corrente continua possono essere effettuate su giunti isolanti, sugli impianti di protezione, sui drenaggi, o nelle situazioni in cui la continuità elettrica della tubazione è interrotta. La misura di corrente su giunto isolante cortocircuitato può essere effettuate con amperometro, oppure con un millivoltmetro, inserendo uno shunt di caratteristiche adeguate.

Le procedure di attribuzione dei punteggi delle singole prove e di valutazione dell’esame, definite dall’organismo di certificazione conformemente alla norma, prescrivono una votazione uguale o maggiore a 70/100 (percentuale delle risposte esatte sul totale delle domande) in ciascuna delle tre parti dell’esame (prove scritte e prova pratica) e una valutazione finale pesata uguale o maggiore a 80/100. Un candidato che non abbia ottenuto in nessuna delle prove la votazione minima deve ripetere l'esame per intero. Qualora non abbia acquisito la valutazione richiesta per la certificazione, può ripetere, per una sola volta, l’esame per una qualsiasi delle parti (generale, settoriale e pratico), a condizione che la ripetizione dell’esame avvenga entro i dodici mesi successivi.

Parte integrante del Regolamento sulla Qualificazione e certificazione del Personale addetto alla protezione catodica, come riportato nella normativa UNI EN 15257 “Protezione catodica - Livelli di competenza e certificazione del personale nel campo della protezione catodica”.

Il potenziale di un elettrodo metallico in un elettrolita (semipila) deve essere misurato rispetto a un elettrodo di riferimento (o semipila). L’elettrodo di riferimento al quale è stato attribuito convenzionalmente il potenziale standard pari a zero è l’elettrodo all’idrogeno (SHE), non adatto per le misurazioni in campo. Per tale motivo, sono stati preferiti altri tipi d’elettrodi di riferimento di facile reperibilità, costruzione e impiego, facilmente riproducibili e con caratteristiche fisiche molto stabili. L’elettrodo di riferimento impiegato nei terreni è l’elettrodo al rame-solfato di rame saturo (Cu-CuSO4). Il suo potenziale è di +0,32 V vs elettrodo SHE.

Il circuito di misura del potenziale è costituito da

• un voltmetro a elevata impedenza
• un elettrodo di riferimento (a contatto con l’elettrolita, terreno, acque, calcestruzzo) collegato al polo negativo
• la struttura, collegata al polo positivo.

La misura del potenziale può essere affetta da errori, in particolare dalla caduta ohmica, che è influenzata dalla resistività del terreno, dalla corrente circolante e dalla distanza tra la struttura e l’elettrodo di riferimento. L’elettrodo di riferimento deve essere posizionato più vicino possibile al metallo, quindi nell’esempio sulla verticale della struttura.

Il potenziale di lavoro e la capacità caratterizzano le prestazioni di un anodo galvanico.
Quando l’anodo lavora, cioè eroga corrente, si consuma a seguito della reazione elettrodica:
M → M^Z+ + ze-
dove M è il generico materiale anodico e z è la valenza degli ioni prodotti.
La massa di metallo che passa in soluzione è ricavabile in base alle leggi di Faraday, cioè è proporzionale, attraverso il suo equivalente elettrochimico, alla carica che eroga. Per ogni materiale anodico è quindi definibile il consumo teorico, cioè la massa che passa in soluzione per unità di carica prodotta (kg/A•anno). Il consumo reale di un anodo dipende anche dal rendimento dello stesso, ridotto dai fenomeni di autocorrosione, più significativi per gli anodi di magnesio rispetto agli altri materiali.

Gli anodi galvanici sono impiegati negli ambienti aventi elevata conducibilità, ad esempio in acqua di mare, e possono essere convenienti quando sono richieste piccole correnti anche negli ambienti con bassa conducibilità, come nei terreni. La protezione catodica con anodi galvanici può essere realizzata con un qualsiasi materiale metallico, purché il suo potenziale sia meno nobile di quello del materiale da proteggere. In pratica, nelle applicazioni si utilizzano leghe di zinco, alluminio o magnesio.

La norma non è obbligatoria ed equivale al concetto di “regola dell’arte” previsto dal Codice Civile. Lo stato dell’arte trova una sua definizione nella norma UNI CEI EN 45020 secondo cui esso è lo “stadio dello sviluppo, raggiunto in un determinato momento, dalle capacità tecniche relative a prodotti, processi e servizi basato su pertinenti scoperte scientifiche tecnologiche e sperimentali”. L’aspetto della volontarietà permette di distinguere le “norme tecniche” dalle “regole tecniche”, poiché queste ultime, al pari delle norme tecniche, sono specifiche che definiscono le caratteristiche e/o i requisiti tecnici di prodotti, processi o servizi, ma hanno natura obbligatoria, essendo contenute o citate come obbligo in atti (leggi, decreti, ecc.) emanati da un’autorità avente potere legislativo o regolamentare (Parlamento, Governo, Regioni, Comuni).

Per una struttura rivestita, la densità di corrente di protezione è ridotta dalla presenza del rivestimento. Tanto più elevata è la qualità (efficienza) della barriera isolante, tanto minore risulta essere la corrente di protezione catodica necessaria.
Le riparazioni delle falle hanno lo scopo di ridurre la superficie metallica esposta all’ambiente, e questo può essere realizzato mediante:

• mastice adesivo più pezza di riparazione in polietilene da applicare a caldo per rivestimenti in polietilene
• fascia bituminosa da applicare a caldo per rivestimenti bituminosi
• primer, nastro di polietilene autoadesivo e nastro di protezione meccanica per nastri di polietilene autoadesivi

Il rischio elettrico deriva dagli effetti dannosi che la corrente elettrica può produrre sul corpo umano. Gli effetti della corrente attraverso il corpo umano dipendono da vari fattori, tra i quali l’intensità della corrente elettrica.
Per diminuire l’intensità della corrente elettrica è necessario aumentare la resistenza globale del circuito: in pratica ciò è possibile solo aumentando la resistenza di contatto in entrata e in uscita, e non aumentando la resistenza interna del corpo.

Esistono diversi tipi di alimentatori: a corrente costante, a potenziale costante, a potenziale costante con corrente di base.
L’alimentatore a potenziale costante impone che il potenziale della struttura non sia più positivo del valore prefissato, l’imposizione della corrente di base consente all’alimentatore anche di erogare una corrente minima prefissata.

La norma UNI EN 15257 differenzia i settori d’applicazione in cui si esercita l’attività di PC, in base agli ambienti in cui la struttura è collocata, e precisamente in: strutture metalliche interrate e immerse, strutture metalliche in mare, strutture di calcestruzzo armato e superfici interne di apparecchiature.

Per i livelli 1 e 2 la verifica della preparazione teorico-pratica è prevista mediante un esame composto da tre prove nel settore di applicazione richiesto. Due prove sono di tipo teorico (prova scritta generale e prova scritta specifica settoriale), la terza è una prova pratica (settoriale).

Il personale, in funzione della sua qualifica (addestramento, conoscenze professionali, esperienza, abilità), è classificato nei seguenti livelli di competenza, correlati al settore in cui opera:

• Livello 1, detto anche Operatore di protezione catodica
• Livello 2, detto anche Tecnico di protezione catodica
• Livello 3, detto anche Esperto di protezione catodica

Una persona certificata al livello 1 è capace di eseguire misurazioni corrette tramite le quali si possa accertare la funzionalità di sistemi di protezione catodica. Queste misurazioni devono comprendere le misurazioni ordinarie di funzionamento del sistema e anche un numero limitato di misurazioni specifiche atte a determinare l’efficacia di funzionamento del sistema di protezione catodica.
Non è nelle mansioni del personale di livello 1 l’interpretazione dei dati raccolti.

Si faccia riferimento al meccanismo elettrochimico della corrosione a umido, in figura. La dissoluzione del metallo corrisponde alla reazione anodica, che libera elettroni nella fase metallica. Nella zona anodica la corrente passa dal metallo nell’ambiente (elettrolita).

I DPI sono qualsiasi attrezzatura destinata ad essere indossata e tenuta dal lavoratore allo scopo di proteggerlo contro uno o più rischi suscettibili di minacciarne la sicurezza o la salute durante il lavoro, nonché ogni complemento o accessorio destinato a tale scopo. Si ricorre alla protezione individuale se si verifica la permanenza di un rischio residuo nello svolgere l’attività considerata, in quanto i rischi non possono essere evitati o sufficientemente ridotti,

I materiali sono classificati in base alla resistività elettrica in: conduttori (resistività Ρ molto bassa, inferiore a 10^-6 Ωm), isolanti ( Ρ molto alta, superiore a 10¹⁰ Ωm) e semiconduttori. Per un conduttore elettrico, la seconda legge di Ohm afferma che la resistenza elettrica di un conduttore è pari al prodotto della resistività elettrica del conduttore moltiplicato per il rapporto tra la lunghezza e la sezione del conduttore.

La nobiltà pratica di un materiale metallico è definita come il potenziale di corrosione libera (o potenziale naturale) che un detto materiale assume quando è immerso in uno specifico elettrolita (acqua di mare, terreno, calcestruzzo): dipende sia dal materiale che dall’ambiente.
Nell’esempio proposto, il materiale con minore nobiltà pratica è lo zinco. A titolo di esempio, nella tabella illustrata sono riportati alcuni valori tipici di potenziali pratici nel terreno.

Il primo principio di Kirchhoff afferma che la somma algebrica delle correnti in un nodo è pari a 0: quindi la somma delle correnti entranti è pari di intensità alla somma delle correnti uscenti dal nodo stesso.
Il secondo principio, riferito alle maglie, invece afferma che la somma algebrica delle forze elettro-motrici (f.e.m.) e delle differenze di potenziale (d.d.p.) è uguale a zero. Nel caso in esame, le correnti entranti sono: I1 + I2 = 15 A
Quindi I3 + I4 = 15 A e I4 = 15 A – 3 A = 12 A.

Gli strumenti di misura non devono interferire e perturbare il sistema fisico.
In una misura di potenziale il voltmetro è collegato in parallelo al sistema, e deve avere un’elevata impedenza di ingresso, di modo da evitare che anche una minima corrente del circuito circoli all’interno del voltmetro. Questo offre un duplice vantaggio: riduce le perturbazioni sul circuito e i disturbi all’elettrodo di riferimento.
L’amperometro invece è collegato in serie al circuito poiché deve intercettare la corrente circolante in esso. Per non modificare la corrente stessa durante la misura, l’amperometro deve possedere la minima resistenza interna; in caso opposto la resistenza del circuito aumenta e quindi, a parità di fem, la corrente circolante diminuisce.