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Misura della resistenza di terra
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1. Generalità

I rilievi strumentali da effettuare sugli impianti di terra hanno lo scopo, vista l'importanza che riveste l'impianto dal punto di vista della sicurezza, di accertarne l'effettiva rispondenza alle specifiche di progetto. Accertare l'efficienza di un impianto di terra significa controllare il buono stato dei materiali ed operare le seguenti misure e verifiche:

misura della resistività del terreno;

misura della resistenza di terra;

misura delle tensioni di passo e di contatto;

verifica dell'equipotenzialità delle masse;

verifica della pericolosità di eventuali potenziali trasferiti.

La misura della resistività del terreno è preliminare alla stesura del progetto perché, nonostante i risultati della misura siano piuttosto aleatori e variabili, ci permette di calcolare  in prima approssimazione il valore  che dovrebbe assumere la resistenza del nostro impianto di terra. Ad impianto ultimato, possibilmente nelle normali condizioni di esercizio, si effettua la misura della resistenza di terra il cui valore non si deve discostare troppo da quello calcolato in fase di progetto. Ad impianto funzionante saranno effettuate misurazioni a scadenze periodiche per verificare il mantenimento nel tempo delle caratteristiche originali dell'impianto. Con il presente articolo, trascurando momentaneamente sia  la misura delle tensioni di passo e di contatto sia la verifica delle equipotenzialità delle masse e della presenza di  potenziali trasferiti, si intendono approfondire le tecniche di misurazione della resistenza di terra evidenziandone limiti e difficoltà di esecuzione.

2. La resistenza di terra e i potenziali del terreno

 

Il terreno funge da conduttore elettrico ogni qualvolta tra due punti viene applicata, attraverso degli elettrodi  (dispersori), una differenza di potenziale. La resistenza di terra è quella che esiste tra il dispersore infisso nel terreno ed un punto preso sufficientemente lontano a potenziale indisturbato (potenziale nullo). Il valore di questa resistenza, che coincide praticamente con la resistenza di una certa porzione di terreno che circonda il dispersore (la resistenza di contatto del dispersore col terreno è praticamente trascurabile), può essere rilevato con opportune misure. Con una semplice misura voltamperometrica possiamo esaminare come varia il potenziale del terreno fra i due dispersori E-A in funzione della distanza (fig. .11).

Fig. 1.1 Andamento del potenziale nel terreno tra due dispersori collegati allo stesso generatore


1) Se il collegamento fosse ottenuto, anziché attraverso il terreno, con un conduttore a sezione costante

2) In presenza di impedenza (quando la resistenza del dispersore in misura è molto bassa) non trascurabile sull'anello costituito dal circuito di prova

3) Lungo la retta che unisce i due dispersori

4) Lungo la retta, in direzione opposta alla precedente, che esce dal dispersore in misura

Spostando l'elettrodo di tensione dal dispersore E verso il dispersore A, lungo la retta che congiunge i due dispersori, le indicazioni fornite  dal voltmetro tendono a crescere in modo non lineare fino a raggiungere il punto P1 (curva n. 3). Tra il punto P1 e il punto P2 la tensione si mantiene costante per riprendere a crescere da P2 verso A sino a quando l'elettrodo di tensione si congiunge  col dispersore ausiliario A. Il tratto P1-P2  si può considerare a potenziale nullo o meglio, la resistenza del terreno assume tra P1-P2  valore  zero  rispetto ai punti E-A. Se l'elettrodo del voltmetro viene spostato lungo la retta che si sviluppa in direzione opposta alla precedente la tensione tende ad aumentare fino a raggiungere un valore asintotico costante rappresentato in figura dalla curva n. 4. Qualora la resistenza di terra del dispersore fosse molto bassa potrebbe  non essere più trascurabile la componente induttiva. Si deve allora considerare l'impedenza determinata  dall'anello costituito dal circuito percorso dalla corrente di  prova e la curva assume la forma n. 2.  Abitualmente si parla di resistenza di terra piuttosto che di impedenza di terra perché si considera, come normalmente accade, prevalente l'effetto resistivo rispetto a quello induttivo. La semplificazione risulta accettabile nel caso di impianti di piccole dimensioni (resistenze di terra maggiori di 1ohm), mentre potrebbe non esserlo per gli impianti molto estesi quando presentano valori di resistenza minori di 0,1 ohm.

2.1 Misura della resistività del terreno

La conoscenza della resistività del terreno risulta fondamentale per una corretta progettazione dell'impianto di terra e influenza in modo determinante il valore complessivo della resistenza che si potrà ottenere. Uno dei metodi di misura più comuni è il metodo del Wenner (fig. 2.1).

Fig. 2.1 Circuito di misura della resistività del terreno col metodo dei quattro punti. 

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