Le fluttuazioni di tensione all’interno degli edifici sono un problema frequente, che spesso si manifesta con luci tremolanti, comportamento irregolare degli apparecchi e suoni affaticati del motore. Anche se spesso vengono considerate inconvenienti minori, queste fluttuazioni possono ridurre significativamente la durata delle apparecchiature e aumentare i costi di manutenzione. Molti presumono che il problema risieda nell’azienda di servizi pubblici, ma in realtà i sistemi di costruzione interni spesso contribuiscono. Comprendere le cause è fondamentale per una mitigazione efficace.
Perché le fluttuazioni di tensione sono importanti
Queste fluttuazioni non sono solo fastidiose; sono un problema di qualità del servizio che può erodere l’affidabilità dei sistemi elettrici. L’instabilità ripetuta mette a dura prova i componenti, portando a guasti prematuri e spese più elevate. Il problema è spesso intermittente, rendendo difficile la diagnosi. Questa guida analizza le cause più comuni, dall’avviamento di apparecchiature pesanti al cablaggio inadeguato, e offre soluzioni ingegneristiche pratiche.
Cause comuni di fluttuazioni di tensione
Le fluttuazioni di tensione si verificano quando la tensione elettrica si discosta dal suo livello standard. Queste variazioni possono essere sottili o drammatiche, influenzando nel tempo i componenti elettronici sensibili e danneggiando i motori. Ecco i principali colpevoli:
1. Avvio e arresto di carichi elettrici pesanti
La causa più frequente: dispositivi di grandi dimensioni come condizionatori, pompe dell’acqua, ascensori e lavatrici assorbono una corrente elevata durante l’avvio. Questa richiesta improvvisa riduce temporaneamente la tensione. Quando il dispositivo si spegne, si verificano picchi di tensione. Più avviamenti simultanei peggiorano l’effetto.
2. Sistemi di cablaggio e distribuzione sottodimensionati
Molti edifici dispongono di impianti elettrici progettati per soddisfare i requisiti minimi delle normative, lasciando poco margine di errore. I cavi sottili o lunghi aumentano la caduta di tensione sotto carico, rendendo le fluttuazioni più frequenti. I piani superiori dei grattacieli sono particolarmente vulnerabili.
3. Collegamenti elettrici scadenti
Collegamenti allentati o corrosi nei quadri di distribuzione, collegamenti neutri e prese creano resistenza, causando cadute di tensione localizzate e fluttuazioni intermittenti. Questi peggiorano nel tempo a causa dell’espansione e della contrazione termica.
4. Carichi elettrici squilibrati
Negli edifici trifase, la distribuzione non uniforme tra le fasi causa instabilità. Una fase fortemente caricata subisce una caduta di tensione, mentre la tensione neutra si sposta. Ciò spesso influisce sulle apparecchiature monofase, causando un comportamento irregolare.
5. Variazioni nella fornitura di servizi pubblici
Le fluttuazioni di potenza esterne dovute a picchi di domanda, commutazione di rete o perdite di trasmissione contribuiscono al problema. Gli edifici lontani dalle sottostazioni o alla fine delle linee di distribuzione subiscono maggiori variazioni. I sistemi interni amplificano questi problemi esterni se non progettati in modo robusto.
6. Fattore di potenza e carichi reattivi
Motori, pompe e sistemi HVAC assorbono potenza reattiva, aumentando il flusso di corrente senza aggiungere potenza utile. Questa corrente più elevata porta a cadute di tensione e al riscaldamento dei cavi, rendendo i sistemi più sensibili alle variazioni di carico.
7. Problemi con il generatore e l’UPS
Gli edifici con generatori di riserva o sistemi UPS potrebbero presentare instabilità durante i cambi a causa di una sincronizzazione errata, di una commutazione ritardata o di disadattamenti di tensione.
L’impatto sui sistemi costruttivi
Le fluttuazioni di tensione influiscono in modo diverso sui vari sistemi: le luci sfarfallano, l’elettronica si ripristina, i motori si surriscaldano e gli ascensori si comportano in modo irregolare. I sistemi antincendio e di sicurezza possono attivare falsi allarmi. Nel tempo, ciò accelera l’usura delle apparecchiature e aumenta i costi di manutenzione.
Diagnosi e mitigazione delle fluttuazioni
Gli ingegneri utilizzano registratori di tensione, analizzatori della qualità dell’alimentazione e studi sui carichi per diagnosticare le fluttuazioni. Il monitoraggio della tensione nel tempo rivela modelli legati al funzionamento delle apparecchiature e al comportamento dell’alimentazione esterna.
Una mitigazione efficace richiede un approccio su più fronti: corretto dimensionamento dei cavi, distribuzione equilibrata delle fasi, circuiti dedicati per carichi pesanti, avviatori statici per motori e sistemi di correzione del fattore di potenza. Per le apparecchiature sensibili, la regolazione localizzata della tensione potrebbe essere necessaria ma non dovrebbe sostituire le correzioni a livello di sistema.
Ammodernamento di edifici esistenti
Sono ancora possibili miglioramenti negli edifici più vecchi: stringere le connessioni, ridistribuire i carichi, aggiungere condensatori per la correzione del fattore di potenza, installare soft starter e aggiornare i trasformatori quando necessario. Gli aggiornamenti mirati possono risolvere reclami di lunga data senza la sostituzione completa del sistema.
Conclusione
Le fluttuazioni di tensione sono un problema elettrico comune ma spesso trascurato. Per affrontarli è necessario comprenderne le cause profonde, che si tratti di problemi di cablaggio interno o variazioni di fornitura esterna, e implementare soluzioni ingegneristiche adeguate. Diagnosi proattiva, progettazione attenta e retrofit strategici possono migliorare significativamente l’affidabilità elettrica dell’edificio e ridurre i costi di manutenzione a lungo termine.
