Lo studio della TU Graz dimostra che il limite resistivo da solo non garantisce la sicurezza contro le tensioni di

Un fulmine colpisce l’angolo di un campo fotovoltaico. La corrente si scarica a terra, il suolo si carica, e per qualche metro intorno al punto d’impatto la differenza di potenziale tra i piedi di una persona può superare la soglia che il corpo umano tollera senza danni. Succede anche quando l’impianto di messa a terra misura meno di 10 Ω, il valore che la norma IEC 62305 indica come riferimento. Lo hanno mostrato con simulazioni elettromagnetiche i ricercatori della Graz University of Technology, in uno studio pubblicato nei giorni scorsi su Electric Power Systems Research e rilanciato da pv magazine. Il limite resistivo, da solo, non mette al riparo nessuno.

Il mito dei 10 Ω

Chi progetta un impianto a terra conosce la regola: resistenza di terra sotto i 10 Ω, e la protezione contro i fulmini è a posto. La IEC 62305 la suggerisce come buona pratica, e in molti capitolati quel numero è diventato un passaggio obbligato, quasi una formula magica. Peccato che le simulazioni della TU Graz raccontino un’altra storia. I ricercatori austriaci hanno messo alla prova il vincolo dei 10 Ω in scenari realistici di fulminazione su array fotovoltaici, scoprendo che il rispetto del limite resistivo non garantisce affatto il rispetto della soglia di sicurezza per le tensioni di passo: 25 kV, stando a quanto raccomandato dalla IEC per l’incolumità umana. In altre parole, puoi avere un impianto di terra che misura 9 Ω, eppure dopo un fulmine il gradiente di potenziale al suolo può salire ben oltre i 25 kV. La norma ti dice che sei conforme, la fisica ti dice che sei in pericolo.

Il punto è che la resistenza di terra è un parametro concentrato, un numero unico che schiaccia in una cifra sola un fenomeno distribuito. Quando un fulmine inietta nel terreno correnti con tempi di salita dell’ordine dei microsecondi, non contano solo gli ohm misurati con la strumentazione a bassa frequenza: contano l’induttanza del percorso, la geometria dei dispersori, la capacità del suolo di smaltire la carica senza creare gradienti letali. E qui entra in gioco una variabile che nessun limite sui 10 Ω può domare: la resistività del terreno.

Quando il suolo decide la partita

Lo studio della TU Graz non si limita a smontare il mito. Propone una strada: la messa a terra equipotenziale. Collegare tutte le strutture metalliche — telai dei moduli, tracker, recinzioni — con una maglia di conduttori interrati che forzi il suolo a comportarsi come un unico piano a potenziale controllato. Funziona, e le simulazioni in frequenza lo confermano: con una rete equipotenziale ben dimensionata, le tensioni di passo crollano. Ma qui arriva la seconda doccia fredda. L’efficacia di quella rete dipende in modo drammatico dalla resistività del suolo. In terreni ad alta resistività — rocce, sabbie asciutte, suoli vulcanici — la corrente fatica a disperdersi in profondità, il gradiente di potenziale in superficie resta alto, e anche una maglia fitta può non bastare a tenere la tensione di passo sotto i 25 kV.

C’è un dettaglio che aggrava il quadro: i fulmini agli angoli. Le simulazioni mostrano che quando il colpo cade sul vertice dell’array, i potenziali di passo e contatto sono sistematicamente più alti rispetto a un impatto al centro. La geometria conta: all’angolo la corrente ha meno percorsi di fuga, il fronte d’onda si concentra, e il suolo lì intorno diventa un punto caldo. Per un progettista significa che non basta mediare la protezione su tutta l’area dell’impianto: bisogna presidiare i bordi, e farlo con una conoscenza puntuale della resistività locale.

Il succo tecnico è questo: la sicurezza contro i fulmini in un campo fotovoltaico non si misura con un tester sulla puntazza di terra. Si misura con una mappa di resistività del primo strato di suolo, con simulazioni elettromagnetiche che tengano conto del tempo di salita dell’impulso, e con una maglia equipotenziale disegnata su quella mappa. Tutto il resto è fiducia mal riposta in un numero a due cifre.

Fulmini e scelte di campo

Ora allarghiamo lo sguardo. Il fotovoltaico a terra sta migrando lontano dalle prime aree di sviluppo, come la California, e si sta installando in regioni dove l’attività temporalesca è maggiore. Lo segnala un’analisi pubblicata da North American Clean Energy: il rischio fulmini è spesso trascurato nella selezione del sito per impianti utility-scale, nonostante rappresenti una minaccia operativa ed economica significativa. Si sceglie il terreno per disponibilità, irraggiamento, vicinanza alla rete. La carta della resistività del suolo, se compare, arriva dopo. Dovrebbe arrivare prima — o almeno insieme alle altre.

Se il suolo comanda la partita della sicurezza, allora la mappa di resistività diventa un criterio di selezione del sito importante quanto la producibilità attesa. Un terreno con 1.000 Ω·m non è solo più difficile da mettere a terra: è un terreno dove il costo della protezione contro i fulmini può salire in modo rilevante, perché servono più rame, più scavi, più maglie. E in un impianto utility-scale, dove i margini si giocano sui centesimi di euro al watt, ignorare quel costo in fase di sviluppo significa scoprirlo dopo, quando le trincee sono già aperte.

Per il progettista, l’indicazione che arriva da Graz è concreta: il limite dei 10 Ω non è un salvacondotto. La messa a terra va pensata come un sistema distribuito, modellato sulla resistività del sito e sulla geometria dell’array. E la scelta del terreno — soprattutto oggi che gli impianti si spingono in aree a maggior rischio temporalesco — deve diventare un atto di consapevolezza elettrica, non solo di disponibilità di suolo e buona esposizione al sole.