Necessità "piastra porosa" massa su piccolo natante

[zarzero3]

Sera a tutti, scusate la domanda che sembrerà molto stupida probabilmente:

Ho cercato un poco su internet e sul forum, ma non ho trovato risposta.

Leggendo su "lavori a bordo" di Zerbinati ho trovato il punto in cui parla della piastra porosa di massa.

Io sto rimettendo in sesto un natante di 7 metri (motore fuoribordo partenza a strappo, quindi no batteria motore) al cui interno ho previsto un piccolo impianto 12v per luci, presa USB, luce di fonda, pompa per una doccetta e radio con casse alimentati da una batteria servizi da circa 80Ah.

Sinceramente pensavo di collegare tutto in un pannello interruttori al quale collegare la batteria (con un interruttore magnetotermico sul positivo).

Leggendo la parte del libro di cui sopra non ho capito se è necessario portare i negativi su una piastra porosa immersa in acqua, perchè qui si creerebbe il problema in quanto io non ho accesso allo scavo dall'interno.

Che mi dite? in un circuito tutto 12V (no inverter) in cui la cosa più "grossa" è la pompa per doccia (massimo 2 A) devo necessariamente installare una piastra di massa?

[IanSolo]

No

[zarzero3]

Grazie IanSolo

[gc-gianni]

alcune correnti di pensiero ritengono che la piastra sia necessaria anche in presenza di impianti elettrici che non necessitano di messa a terra, come in questo caso

[danielef]

(06-05-2019 06:38)gc-gianni Ha scritto:  alcune correnti di pensiero ritengono che la piastra sia necessaria anche in presenza di impianti elettrici che non necessitano di messa a terra, come in questo caso

Senz'altro se hai un ricetrasmettitore HF-SSB marino, ma non mi sembra questo il caso...
Come ha risposto sinteticamente IanSolo: no - punto!

Daniele

[gc-gianni]

tratto da internet

"Anche in barca quando si parla di corrente a 220V si pone il problema delle dispersioni elettriche dunque della messa a terra (per la salvaguardia delle persone) nonchè della protezione delle attrezzature dalla corrosione galvanica. Anche se la barca non possiede un impianto a 220V è buona norma dotarsi di un elemento di “messa terra” soprattutto sulle imbarcazioni a vela, più soggette al rischio fulmini per la presenza dell’albero."

anche se non condivido, questa è una delle "correnti di pensiero" peraltro condivisa da alcuni esperti ADV in altre discussioni

ps,: il "no punto" in campo elettrico è poco applicabile

[IanSolo]

Sono problemi distinti la messa a terra di strutture metalliche quali albero, sartiame e pulpiti come protezione dalle scariche atmosferiche e il ritorno a massa di un circuito elettrico che non prevede collegamenti alla rete. La domanda e' specifica per il secondo caso e per questo la risposta e' negativa, non serve.
Va da se' che le strutture saranno invece collegate alla chiglia se metallica come di solito o a parte conduttrice immersa se la chiglia non fosse metallica.

[gc-gianni]

sarebbe il caso di essere più chiari,
perché la piastra porosa immersa in acqua è sempre la stessa sia che serva come terra funzionale dell'impianto elettrico, ma non è questo caso, che per il collegamento delle strutture metalliche esterne per la protezione contro le scariche atmosferiche,
ma qui cadiamo nelle "correnti di pensiero" sulla sua effettiva o conveniente necessità
quindi la risposta al quesito dipende da come si valuta la seconda necessità,
la chiglia anche se metallica è comunque isolata dalla verniciatura

[IanSolo]

La verniciatura non e' un isolante quando si ha a che fare con uns scarica atmosferica e questo per almeno due ragioni principali: la scarica e' a tensione talmente elevata che quei pochi decimi di millimetro di vernice e' come se non esistessero, inoltre il fronte della scarica equivale ad una corrente ad altissima frequenza e l'isolamento eventualmente adeguato sarebbe visto come il dielettrico di un condensatore di grossa capacita' in serie e quindi di bassa impedenza alla frequenza media del fronte della scarica stessa che lo attraverserebbe senza difficolta'.

[BornFree]

Dal mio punto di vista questo estratto di internet è una "insalata mista" con un errore grossolano:
Alle 2 funzionalità già citate di protezione da scariche elettrostatiche e delle incolumità delle persone, ce n'è una terza che è la protezione da corrosione galvanica delle parti metalliche immerse (prevista dalle norme USA ma non europee) e che si realizza con un circuito di bonding verso uno zinco e non una piastra metallica.

Esperti scatenatevi

(06-05-2019 13:38)gc-gianni Ha scritto:  tratto da internet

"Anche in barca quando si parla di corrente a 220V si pone il problema delle dispersioni elettriche dunque della messa a terra (per la salvaguardia delle persone) nonchè della protezione delle attrezzature dalla corrosione galvanica. Anche se la barca non possiede un impianto a 220V è buona norma dotarsi di un elemento di “messa terra” soprattutto sulle imbarcazioni a vela, più soggette al rischio fulmini per la presenza dell’albero."

anche se non condivido, questa è una delle "correnti di pensiero" peraltro condivisa da alcuni esperti ADV in altre discussioni

ps,: il "no punto" in campo elettrico è poco applicabile

[gc-gianni]

dalle scariche atmosferiche non ci protegge scaricando la scarica principale del fulmine, dalla quale non c'è scampo per l'enormità dell'intensità di corrente, ma "semmai" deionizzando l'aria soprastante la sommità dell'albero, e questo lo si può ottenere avendo un dispersore di terra a bassissima resistenza non ottenibile con una chiglia verniciata
questa deionizzazione dovrebbe e potrebbe evitare, sfavorendo la possibilità che la scarica del fulmine si abbatta sull'albero

@Bornfree - non si parla di scariche elettrostatiche' che sono un'altra cosa, e per le quali semmai la presenza di una piastra di terra potrebbe peggiorare l'effetto, e neanche di corrosione galvanica che non avrebbe effetto sulla piastra di terra

ritornando alla richiesta originaria di questo thread non si vede la necessità di mettere la piastra di terra perché la protezione contro le scariche atmosferiche che darebbe, salvo opinioni diverse, è aleatoria e discutibile, in ogni caso comunque di effetto trascurabile

[danielef]

(06-05-2019 20:57)gc-gianni Ha scritto:  dalle scariche atmosferiche non ci protegge scaricando la scarica principale del fulmine, dalla quale non c'è scampo per l'enormità dell'intensità di corrente, ma "semmai" deionizzando l'aria soprastante la sommità dell'albero, e questo lo si può ottenere avendo un dispersore di terra a bassissima resistenza non ottenibile con una chiglia verniciata
questa deionizzazione dovrebbe e potrebbe evitare, sfavorendo la possibilità che la scarica del fulmine si abbatta sull'albero

@Bornfree - non si parla di scariche elettrostatiche' che sono un'altra cosa, e per le quali semmai la presenza di una piastra di terra potrebbe peggiorare l'effetto, e neanche di corrosione galvanica che non avrebbe effetto sulla piastra di terra

ritornando alla richiesta originaria di questo thread non si vede la necessità di mettere la piastra di terra perché la protezione contro le scariche atmosferiche che darebbe, salvo opinioni diverse, è aleatoria e discutibile, in ogni caso comunque di effetto trascurabile

Intervengo per l'ultima volta e poi faccio silenzio.
Sulle questioni portate in ballo qui c'è NON una vasta ma una immensa letteratura e quindi non vedo assolutamente la necessità di discuterne per l'ennesima volta in più con poco rigore. Purtroppo insieme alla letteratura scientifica seria si trova anche molta "spazzatura"; sta a chi se ne intende un po' cercare di capire cosa prendere per buono e cosa no.
Naturalmente anche nella letteratura "seria" s'incontreranno pareri diversi ma - notare - questi solamente su questioni ancora non perfettamente chiare dal punto di vista scientifico e su eventuali ipotesi di soluzione che non hanno ancora una statistica sufficiente per essere stabilite in maniera inconfutabile come ottimali; NON sulle elementari basi della fisica del tipo che uno strato di vernice sulla chiglia non ha nessun effetto né sui campi elettrostatici e neppure su una scarica rapida e intensa come quella di un fulmine.
Anche sulla ionizzazione che anticipa la scarica del fulmine e ne permette la trasmissione c'è parecchia letteratura ma, in particolare, un vasto sfruttamento commerciale. L'idea che ha maggiore accreditamento scientifico è che nel momento in cui questa ionizzazione si forma è ormai già troppo tardi per evitare la scarica e quindi agire per prevenirla è totalmente inutile.

Avete idea dei campi elettrici che si formano all'interno di una nube temporalesca e tra la sua base e la superficie terrestre?

Capisco che sarò considerato polemico e forse redarguito ma il mio invito è che visto che ci sono già in giro molte idee e notizie false, vediamo di non aggiungerne altre.

Daniele

[IanSolo]

(06-05-2019 20:57)gc-gianni Ha scritto:  ..questo lo si può ottenere avendo un dispersore di terra a bassissima resistenza non ottenibile con una chiglia verniciata...

Prendendo spunto da questa frase aggiungo a cio' che ha detto Danielef una semplice constatazione e qualche banale calcolo conseguente. Una comune buona vernice poliestere bicomponente (che non e' specificamente prevista per isolamento elettrico come nel caso degli smalti per filo dei trasformatori) ha da specifica una resistivita' allo stato secco di circa 5x10e6 Ohmxcm/cmq (5 MegaOhm per centimetro di spessore ogni centimetro quadrato) e richiede da 6 a 8 mani per fare uno spessore di 100 micron (0,1mm). Ora assumendo di dare proprio uno spessore di 0,1mm=1/100cm (uno strato molto spesso quindi) questo presentera' una resistivita' di 5x10e6/100=50000 Ohm per centimetro quadro. Assumendo di avere almeno 1 metro quadro (10000cm quadri) di superficie in chiglia la resistenza risultante sara' di 50000/10000=5 Ohm che e' una resistenza gia' molto bassa considerato che i valori di specifica sono per vernice secca in ambiente asciutto, la nostra chiglia sta' pero' in acqua e sappiamo che la vernice un po' di acqua l'assorbe (e la resistivita' cala) e sappiamo inoltre che la nostra chiglia ha una superficie totale esposta sicuramente superiore al metro quadro anche nelle barche piu' piccole (salvo le derive): ne consegue che la chiglia sia pur verniciata e' tutt'altro che isolata dal mare, presenta invece una resistenza notevolmente bassa. Ricordo che il valore limite prescritto come sicurezza per impianti di terra dal DPR 547/55 e' di 20 Ohm e qui solo con 1 metro quadro siamo gia' ad un quarto di tale limite.

[gc-gianni]

@danielef
la letteratura in materia è immensa
ma le conclusioni quali sono?

@zarzero3 vuole sapere se deve mettere la piastra di massa

nelle discussioni qui sopra si è detto che la chiglia, anche se verniciata, può fare da piastra di massa perché offre una bassa resistenza verso terra e quindi non è necessario aggiungerne altre
però si è anche detto che non serve scaricare la ionizzazione della zona sopra l'albero perché comunque non eviterebbe la scarica del fulmine e quindi non è necessario collegare l'albero alla chiglia per questo scopo
questo collegamento non è necessario neanche per proteggere la barca dalla eventuale fulminazione dato l'enorme intensità elettrice del fulmine
si arriva quindi alla conclusione che le piastre di terra servono solo per un eventuale presenza di un ricetrasmettitore HF-SSB marino, non servono per la protezione contro le scariche atmosferiche e, a questo punto, non servono neanche per la messa a terra in caso di presenza di impianto elettrico a tensione 220Vca, perché la chiglia assolve egregiamente anche per quello scopo
viene anche il dubbio se sia necessario collegare l'albero alla chiglia, perché non serve a proteggere la barca dalle scariche atmosferiche per i motivi sopradetti ed anzi potrebbe essere nocivo al riguardo perché offrirebbe al fulmine una via preferenziale per scaricarsi sulla barca e non altrove

ma è proprio tutto vero?

[danielef]

Avevo detto che non sarei più intervenuto e l'avrei preferito ma essendo chiamato direttamente mi sembra maleducato non rispondere.

@danielef
la letteratura in materia è immensa
ma le conclusioni quali sono?

Su quale dei mille argomenti? Spero di rispondere qui a qualcuno.

@zarzero3 vuole sapere se deve mettere la piastra di massa

nelle discussioni qui sopra si è detto che la chiglia, anche se verniciata, può fare da piastra di massa perché offre una bassa resistenza verso terra e quindi non è necessario aggiungerne altre
però si è anche detto che non serve scaricare la ionizzazione della zona sopra l'albero perché comunque non eviterebbe la scarica del fulmine e quindi non è necessario collegare l'albero alla chiglia per questo scopo

Fino a qui, tutto vero.

questo collegamento non è necessario neanche per proteggere la barca dalla eventuale fulminazione dato l'enorme intensità elettrice del fulmine

Questo non l'ho scritto né io né IanSolo ed infatti secondo me è falso (suppongo che lo pensi anche lui ma, se vuole, lo dirà lui stesso).

si arriva quindi alla conclusione che le piastre di terra servono solo per un eventuale presenza di un ricetrasmettitore HF-SSB marino, non servono per la protezione contro le scariche atmosferiche

si, a parte l'avverbio "solo" che non ci va (vedi sotto)

e, a questo punto, non servono neanche per la messa a terra in caso di presenza di impianto elettrico a tensione 220Vca, perché la chiglia assolve egregiamente anche per quello scopo

questo, di nuovo, non l'abbiamo scritto. In genere la chiglia viene lasciata badare ai fulmini mentre qualche altro sistema (piastre o altro) viene utilizzato per la messa a terra dell'impianto elettrico. Chiarifico che in caso di "bonding", ciò non è vero.

viene anche il dubbio se sia necessario collegare l'albero alla chiglia, perché non serve a proteggere la barca dalle scariche atmosferiche per i motivi sopradetti ed anzi potrebbe essere nocivo al riguardo perché offrirebbe al fulmine una via preferenziale per scaricarsi sulla barca e non altrove

a questo ho già risposto sopra.

ma è proprio tutto vero?

mah!, decidi tu - o "decida lei" per essere educati.

@zerzero3 ha chiesto se gli serve una piastra di massa per l'impianto elettrico che è solamente 12v DC. La risposta a questa domanda è semplice e rimane: NO.

Dopodiché il discorso si è allargato ai fulmini e li la risposta è più complicata perché, purtroppo, non ci sono studi statistici affidabili. Poiché sembra che essere colpiti è un avvenimento casuale non controllabile e per fortuna raro (possiamo chiamarla "sfiga" anche se poco scientifico), qualora capiti, la cosa che sembra opportuno fare è incanalare nel percorso più breve possibile la carica verso terra (il mare) evitando che faccia danni vagando per la barca. D'altra parte questa è una cosa che Franklin, l'inventore del parafulmine, ha scoperto molto tempo fa.

Daniele

[IanSolo]

(07-05-2019 18:44)danielef Ha scritto:  questo collegamento non è necessario neanche per proteggere la barca dalla eventuale fulminazione dato l'enorme intensità elettrice del fulmine

Questo non l'ho scritto né io né IanSolo ed infatti secondo me è falso (suppongo che lo pensi anche lui ma, se vuole, lo dirà lui stesso).

Con riferimento al collegamento ad una parte immersa che agisca da scaricatore per le strutture metalliche esposte eventualmente colpite da una scarica atmosferica ebbi gia' modo di esprimere la mia opinione quando descrissi qui sul Forum l'evento di questo tipo capitatomi pochi anni fa' quando proprio la cura di aver collegato con cavi di buona sezione alla chiglia (tramite i suoi bulloni) tutte le parti metalliche (albero, sartiame e pulpiti), oltre ad alcuni ulteriori accorgimenti sulle linee elettriche, mi salvo' la piu' gran parte della strumentazione di bordo da uno di questi eventi che colpi' la mia barca, ebbi anche a rimarcare che probabilmente si era trattato di una scarica "secondaria" poiche' i danni alle strutture a quota piu' elevata dove ho visto (ero a bordo e stavo proprio guardando in quella direzione) il fenomeno non furono tanto rilevanti risultando limitati al solo danneggiamento del trasduttore di testa d'albero.

[gc-gianni]

come giustamente riportato da ian. il collegamento dell'albero alla chiglia è utile per scaricare rami "secondari" del fulmine, ed io sostengo anche per deionizzare la zona sovrastante l'albero per diminuire la probabilità che queste avvengano
però il vantaggio è accompagnato dallo svantaggio di offrire una punta privilegiata alla scarica del fulmine sia principale che secondaria
la resistenza elettrica aggiuntiva della chiglia dovuta alla verniciata, empiricamente valutata in 5 ohm, per via delle elevatissime correnti in gioco delle fulminazioni darebbero dei valori RxI^2 enormi
esempio: 20kA (il minimo valore valutato dei fulmini che arriverebbero fino a 200kA) darebbero un valore di 2000MW ( per dare un idea di questo valore si consideri che una centrale termoelettrica standard dell'ENEL è di 500MW),
i tempi per trasformare questa potenza in energia sono molto piccoli (ma può arrivare anche a qualche secondo) e darebbero comunque valori di qualche centinaio di kWh ( nel caso di 1s)
inoltre che sezione dovrebbe avere il conduttore di collegamento tra albero e chiglia per sopportare questi elevati valori di corrente?
insomma, l'argomento è andato molto OT e comunque molto difficile da trattare in questo ambito, resta il dubbio pratico di cosa bisogna fare

[danielef]

(08-05-2019 07:43)gc-gianni Ha scritto:  ...
la resistenza elettrica aggiuntiva della chiglia dovuta alla verniciata, empiricamente valutata in 5 ohm, per via delle elevatissime correnti in gioco delle fulminazioni darebbero dei valori RxI^2 enormi
...
inoltre che sezione dovrebbe avere il conduttore di collegamento tra albero e chiglia per sopportare questi elevati valori di corrente?
...

Questi sono appunti giusti che però hanno risposta perché con queste correnti e tensioni intervengono fenomeni non lineari che in qualche modo risolvono il problema da solo.
1) nel caso della vernice o anche al limite di uno strato di vetroresina sulla chiglia, si supera la rigidità dielettrica del materiale isolante che si buca e brucia portando la resistenza a valori trascurabili in brevissimo tempo. L'energia totale prodotta per effetto Joule attorno alla chiglia rimane in complesso contenuta.
2) un cavo sottodimensionato di collegamento tra albero e chiglia, lo fa fondere e vaporizzare immediatamente. Tuttavia la fusione non impedisce il collegamento anzi lo migliora; i vapori prodotti e l'aria attorno ionizzano e producono un canale altamente conduttivo. Certo è un vero e proprio saldatore ad arco e se ne vedranno le conseguenze a cose finite ma, anche in questo caso, l'energia totale prodotta per effetto Joule rimane in complesso contenuta.

Quanto all'evitare di offrire una punta privilegiata alla scarica del fulmine rimango sempre molto perplesso. Conosco bene la teoria sul campo elettrico nelle vicinanze di punte e la questione della ionizzazione ma conoscendo abbastanza bene anche i fenomeni che avvengono alla base di uno cumulonembo temporalesco (in particolare i fenomeni di induzione elettrostatica che precedono la scarica) ho forti dubbi che i fulmini siano così educati dall'evitare l'albero di una barca solo perché tenuto isolato dal mare oppure perché gli è stata messa in testa una scopetta da spazzacamino di fili conduttori magari radioattivi.

Daniele

[IanSolo]

Siamo OT e invito a proseguire il discorso su una di queste altre discussioni:
Questo contenuto non e' visualizzabile da te Ospite. Se vuoi vederlo, REGISTRATI QUI .
o su una delle molte altre che risultano usando la funzione "Cerca" con chiave "fulmini".

[gc-gianni]

(08-05-2019 11:11)IanSolo Ha scritto:  Siamo OT e invito a proseguire il discorso su una di queste altre discussioni:
Questo contenuto non e' visualizzabile da te Ospite. Se vuoi vederlo, REGISTRATI QUI .
o su una delle molte altre che risultano usando la funzione "Cerca" con chiave "fulmini".

credo sarebbe il caso di mettere in evidenza quella principale sulla quale continuare, altrimenti ci si perde, considerando l'argomento piuttosto ampio complesso e controverso, e si eviterebbe la possibilità di ulteriori nuovi inserimenti
inoltre così facendo si potrebbe anche dedurre più facilmente a che conclusioni si arriva