Chiusura circuito contatto indiretto

[drGremi]

Scusate la domanda banale, ma chiedo per una mia sicurezza personale.
Il motivo di questa domanda è che oggi ho avuto uno "scazzo" con un docente di Biomedica relativamente ad un argomento di sicurezza elettrica.
La fine del confronto poi si è risolto con io che ho rigirato la domanda della serie: bene, se non è come ho affermato come altro dovrebbe essere?
Non sapendo cosa replicare è finita che ho avuto ragione, però non è che personalmente questa faccenda mi abbia lasciato troppo contento. Mi chiedo se per qualche motivo ho preso io una cantonata.

Dando per scontato il concetto di contatto indiretto

L'"utente" viene in contatto con una parte in tensione, ovviamente questo non è sufficiente affinché scorra attraverso il suo corpo una corrente, ma è necessario che si chiuda in un circuito verso il neutro (nel discorso si parlava in realtà di sistemi T-T, ma poco dovrebbe cambiare nel nostro discorso).

Faccio ora la domanda, per quale meccanismo fisico l'utente prevalentemente chiude il circuito verso massa? La mia risposta ce l'ho, ma non vi influenzo. Spero vivamente che sia la stessa che penso perché se no vado a restituire la mia laurea

[sebago]

In che senso "prevalentemente"? E in che senso "verso massa"?
La persona viene attraversata da corrente se fra due sue parti (mano-mano, mano-piede, ecc.) è presente una differenza di potenziale. Siccome la resistenza offerta dal corpo umano non è infinita (quantunque non di facilissima determinazione e variabile da persona a persona), tale corrente dipende dalla differenza di potenziale (alla quale le Norme pongono un limite).
Il meccanismo fisico è sostanzialmente riassumibile nella legge di Ohm.
Ma probabilmente la tua domanda aveva qualche aspetto più sottile che però non ho colto, io arrivo fin qui:
https://www.electroyou.it/sebago/wiki/dad-20-21-2-sintesi-sulla-protezione-contro-i-contatti-indiretti-in-tt-e-tn

[Goofy]

Ovviamente sono d'accordo con sebago al quale faccio i complimenti per il materiale che ha pubblicato.
drGremi anche io non ho capito la domanda, intendi forse chiedere perché il corpo umano è conduttore?

Quando dici "verso massa" ti riferisci al contatto fra la mano e la massa della lavatrice?
(Nel disegno manca l'oblò, ma il contatto indiretto è sempre con una lavatrice )

[drGremi]

Perdonatemi, per non scucirmi troppo sono stato eccessivamente criptico.

l contatto indiretto è sempre con una lavatrice

Sempre ahahah

la resistenza offerta dal corpo umano non è infinita

Si certo, ovviamente dipende da molte condizioni (pelle asciutta, bagnata, integra, lesionata, etc).

Il meccanismo fisico è sostanzialmente riassumibile nella legge di Ohm.

La discussione è avvenuta sul valore dell'impedenza di chiusura del circuito. Ipotizzando che il paziente tocchi con la mano la carcassa in tensione della lavatrice e abbia i piedi sul pavimento (asciutto, magari ha un paio di calzini e basta) perché il piede conduce?
Cioè l'impedenza piede-neutro è prevalentemente resistiva, induttiva o capacitiva?

[Goofy]

Alla tensione di 230 V e frequenza di 50-60 Hz punterei sul "resistiva".
Ho vinto qualche cosa o devo restituire la laurea?

[Goofy]

Figure tratte dal sempre benemerito Tuttonormel, marzo 2007

La resistenza coincide con la resistenza interna del corpo perché l'impedenza capacitiva della pelle è pressoché nulla

[drGremi]

Ho vinto qualche cosa o devo restituire la laurea?

La posizione in cui l'ho posta sul primo messaggio probabilmente è dettata da una risposta all'incazzatura della mattina.
Inizio a pensare che questa faccenda sia non così scontata e che probabilmente anche non troppo studiata per via del fatto che poi non è così interessante.
A questo punto non saprei, in effetti è necessaria una analisi sui dati e fare dei conti.
Cosa che né io né il docente abbiamo mai fatto. Entrambi abbiamo risposto di pancia e sarei propenso a pensare a questo punto che indipendentemente da chi ci abbia preso nessuno dei due sapeva la risposta. Io sono stato corretto in pubblico pertanto come risposta sono stato aggressivo e il docente alla mia richiesta di spiegazione non l'ha saputa fornire quindi si è scusato.

A questo punto però una risposta la vorrei trovare. Non tanto per il batti-becco che ormai è passato ma per sapere.

La resistenza coincide con la resistenza interna del corpo perché l'impedenza capacitiva della pelle è pressoché nulla

Si, ma questo comunque non risolve il problema che è a valle del corpo. Ipotizziamo l'impedenza del corpo sia puramente resistiva e pari a 1600Ω.

Quindi abbiamo Z2=1600Ω, l'impedenza di guasto (Z1) è nulla quindi la carcassa della lavatrice è direttamente collegata alla tensione, Z1=0Ω.
Quello che manca e che non sto neanche vedendo trattato in letteratura (può darsi che sia io che ho cercato male) è come la corrente torni al neutro.

Alla fine se l'utente è ben isolato e quindi Z3 è infinita il paziente non ha problemi (un po' come se Z1 fosse molto alta grazie ad un trasformatore di isolamento).

Alla tensione di 230 V e frequenza di 50-60 Hz punterei sul "resistiva".

A questo punto mi devo andare a cercare un po' di informazioni sui materiali da costruzione.
Ipotizzando che il differenziale scatti con una corrente efficace dispersa di 30mA avremo che per far scattare il differenziale per essere resistiva Z3<230/(30*10^-3)-1600≈6kΩ.
Se invece fosse totalmente reattiva con |Ztot|≈7,66kΩ
C3 >= 1/(√(7666^2-1600^2)*2π*50) ≈ 400 nF
Spero di non aver fatto cavolate con i conti che non ho ricontrollato da smartphone sono impazzito (e ci farei una discreta figura di cacca).

Dove Z3 è l'impedenza dei materiali da costruzione verso il neutro.

[Goofy]

Ah, avevo capito male.
Vuoi sapere, in assenza di impianto di terra, se l'impedenza fra il pavimento e il centro stella del trasformatore è di tipo resistivo o capacitivo?
A parte che non capisco l'utilità pratica della questione, potrei sbagliare ma in genere non vedo dove sia la capacità, ci sono vari elementi conduttori in serie ciascuno con la sua resistività: rivestimento, sottofondo, soletta, pilastri, plinti, vari strati di terreno, dispersore lato cabina.
Vero che se c'è qualche membrana isolante che fa da dielettrico fra due armature, senza collegamenti sul perimetro, la resistenza aumenta e interviene la capacità ma ... che ti importa?

[drGremi]

Ah, avevo capito male.

Mi dispiace di essermi espresso male

Vuoi sapere, in assenza di impianto di terra, se l'impedenza fra il pavimento e il centro stella del trasformatore è di tipo resistivo o capacitivo?

Si esatto. Tra l'altro, anche in presenza di impianto di terra il circuito in qualche modo deve chiudersi al centro stella del trasformatore (o sto sfarfallando?).

non capisco l'utilità pratica della questione

Non c'è. Alla fine poco importa. Mi è stata chiesta mentre parlavo di altro, probabilmente l'interlocutore neanche sapeva la risposta.

ci sono vari elementi conduttori in serie ciascuno con la sua resistività: rivestimento, sottofondo, soletta, pilastri, plinti, vari strati di terreno, dispersore lato cabina.

Si esatto, tra l'altro molti rivestimenti sono in gres porcellanato, etc. Ovviamente è una cosa mista.

che se c'è qualche membrana isolante che fa da dielettrico fra due armature, senza collegamenti sul perimetro

Avevo ipotizzato piastrelle in gres (che dovrebbe essere simile alla porcellana) con al di sotto una armatura metallica. (Da qui si deduce che avevo previsto accoppiamento capacitivo).

che ti importa?

Probabilmente, in ogni caso, per far prevalere la componente capacitiva quella resistiva è talmente elevata che non si raggiunge nemmeno la soglia di percezione.
Comunque è perché mi è stato chiesto a caso da un docente che passava in laboratorio mentre discutevo di altro attinente con un altro docente (che nulla aveva a che fare con me). Probabilmente era solo per darsi arie

[EdmondDantes]

Inizio a pensare che questa faccenda sia non così scontata e che probabilmente anche non troppo studiata per via del fatto che poi non è così interessante.

Quali sono i tuoi dati che supportano questa affermazione?

A me non risulta visto che ci sono norme internazionali che descrivono modelli e situazioni da considerare per calcolare e misurare le correnti che attraversano il corpo umano e il conduttore di protezione in d.c., a.c. e, se necessario, anche in situazioni non sinusoidali. E qui rimaniamo, lasciami passare il termine, in ambito impiantistico.

Se ci spostiamo in ambito accademico e, in generale, nell'ambito della ricerca, anche industriale, le reti elettriche equivalenti del corpo umano si moltiplicano.
Ogni rete equivalente si differenzia dalle altre per i valori dei parametri caratteristici, per la topologia della rete equivalente, numero degli elementi coinvolti, per l'intervallo di frequenza di validità, linearità e non della rete e cosi' via.
E la ricerca non e' ferma. I ricercatori studiano reti equivalenti piu' articolate (vedi per esempio fractional order circuit models), anche al fine di renderle "pratiche all'utilizzo giornaliero", cercando di superare le limitazioni in frequenza presenti nei modelli delle norme internazionali ed ottenere impedenze equivalenti piu' cautelative.
Per quanto ne so, tutte queste reti equivalenti sono di tipo RC, anche quelle non lineari.

Tutto questo se ci limitiamo ai modelli equivalenti cosiddetti di contatto.
Esistono altri studi analoghi sui modelli per le tensioni di passo.
Lo studio di questi argomenti non riguarda solo quelle poche paginette presenti nei libri di sicurezza elettrica o nelle riviste.

[...] scorra attraverso il suo corpo una corrente, ma è necessario che si chiuda in un circuito verso il neutro

[...] chiude il circuito verso massa?

Dovresti fare un po' di chiarezza nei termini utilizzati. Questa e' una macedonia.

nel discorso si parlava in realtà di sistemi T-T

E tu a cosa ti riferisci?

Faccio ora la domanda, per quale meccanismo fisico l'utente prevalentemente chiude il circuito verso massa?

Secondo me non dovresti fare gli indovinelli.
Tu a cosa ti riferisci esattamente? La tua seconda risposta non e' chiara per niente.
Con o senza l'impianto di terra locale (non consideriamo le protezioni in quanto inutili per questo tipo di ragionamento) l'uomo chiuderà il circuito attraverso il contatto massa-mano-corpo-piedi-pavimento-terra-centro stella-generatore.
Quali sono le leggi fondamentali da conoscere? Legge di Ohm e le due leggi di Kirchhoff.

Probabilmente, in ogni caso, per far prevalere la componente capacitiva quella resistiva è talmente elevata che non si raggiunge nemmeno la soglia di percezione.

Che significa questa affermazione?

I disegni in FidoCadJ e le formule in .