Proprietà elettriche

Il pavimento sopraelevato deve possedere proprietà elettriche tali da evitare la generazione di scariche elettrostatiche ai fini del benessere delle persone e della sicurezza delle apparecchiature o lavorazioni sensibili, ovvero ambienti a rischio.

L’accumulo delle cariche elettrostatiche per deambulazione è caratteristica intrinseca del materiale del piano di calpestio, è dunque importante che le cariche elettriche possano migrare dalla superficie superiore del pannello verso la massa dell’edificio o direttamente a terra. A questo scopo si possono scegliere soluzioni diverse come incollaggio conduttivo e messa a terra in alcuni punti, in funzione delle specifiche esigenze applicative.

ESD e gestione delle cariche elettrostatiche

ESD è l’abbreviazione di ElectroStatic Discharge, ovvero scarica elettrostatica. Generalmente si verifica in caso di grandi differenze di potenziale, causando un flusso elettrico sotto forma di scintilla o di scarica.

A seconda della differenza di potenziale – cioè del valore di tensione – questo fenomeno può essere avvertito (da 3.000 volt), sentito (da 5.000 volt) o visto sotto forma di scintilla o flash (da 10.000 volt). Tuttavia, molte scariche elettrostatiche si verificano sotto la soglia di percezione umana, ma possono comunque causare danni, ad esempio ai componenti elettronici; 30 volt infatti sono sufficienti a distruggere un gruppo di semiconduttori.

Anche sul pavimento sopraelevato infatti, ad esempio in seguito a sfregamento da calpestio, si possono generare sulla superficie delle cariche elettrostatiche di maggior potenziale, le quali potrebbero risultare dannose alle persone e/o al buon funzionamento dell’elaboratore.

È dunque importante che le cariche elettriche possano disperdersi sulla superficie, migrare dalla superficie superiore del pannello verso la massa dell’edificio o direttamente a terra. A questo scopo si possono scegliere soluzioni diverse in funzione delle specifiche esigenze applicative (incollaggio conduttivo e conduttori di terra per le strutture con traversi).

Per eliminare il fenomeno elettrostatico, il pavimento sopraelevato deve avere una resistenza elettrica normalmente compresa tra min. 1.5 x 10⁵ ohm e max. 2 x 10¹⁰ ohm. Dal punto di vista normativo, la UNI EN 1815 consente la valutazione della propensione all’accumulo di elettricità statica, mentre la UNI EN 14041 definisce “antistatico” qualunque materiale il cui valore di accumulo sia inferiore a 2kV.

E’ altresì importante considerare le condizioni ambientali nei locali, la carica elettrostatica può essere infatti causata da livelli ridotti di umidità dell’aria, motivo per il quale dovrebbe essere compresa tra il 40% e il 60%.

Comportamento elettrico dei rivestimenti

Materiali isolanti

Materiali la cui resistenza elettrica è maggiore di 10 ¹² ohm/m2; non garantisce la dissipazione delle cariche elettrostatiche;

Materiali antistatici

Materiali che non si caricano elettrostaticamente sulla superficie, favoriscono la dissipazione delle cariche elettriche sulla superficie di materiali sottoposti ad azioni di sfregamento sulla superficie.

Materiali conduttivi (o conduttori)

Materiali che trasferiscono facilmente elettroni (o carica) attraverso la loro superficie o volume sono chiamati conduttori e si dice che abbiano elettroni “liberi”. ESD ADV 1.0 definisce conduttivo un materiale che ha una resistenza superficiale inferiore a 1 × 10⁴ ohm o una resistenza di volume inferiore a 1 × 10⁴ ohm”. La messa a terra funziona efficacemente per rimuovere le cariche elettrostatiche dai conduttori a terra, tuttavia l’elemento messo a terra deve essere conduttivo.

I materiali altamente conduttivi hanno i loro limiti a causa della velocità con cui si trasferiscono gli elettroni. Se un dispositivo sensibile alle scariche elettrostatiche incontra una superficie altamente conduttiva mentre è esposto a un campo elettrostatico, può verificarsi un evento CDM (Charge Device Model). Questo ci porta ai materiali dissipativi, che molte aziende usano a causa delle preoccupazioni CDM.

Materiali dissipativi / statico – dissipativi

L’altro termine spesso utilizzato nel controllo ESD è “dissipativo” che va da 1 × 10⁴ a meno di 1 x 10¹⁰ ohm, ed è sufficientemente conduttivo per rimuovere le cariche elettrostatiche quando collegato a terra. Gli elettroni possono fluire attraverso, ma è controllato dalla resistenza superficiale o dalla resistenza del volume del materiale.

I materiali conduttivi, dissipativi e isolanti sono tutti in grado di tribocaricare, ma solo i materiali conduttivi e dissipativi consentiranno il trasferimento della carica a terra o ad altri conduttori.

Se prendiamo in esame un rivestimento in pvc o in moquette, dove risulta eseguita la prova secondo EN 1815, la tensione risulta essere < 2 kV, quindi inferiore a 2.000 volt e non percepibile dall’uomo, ma come già sopra scritto potrebbe causare problemi ai componenti elettronici.

Il ponte elettrico

Il ponte elettrico e l’incollaggio conduttivo diventa sicuramente efficace con un materiale che abbia almeno le seguenti caratteristiche:

10⁶ ≤ R ≤ 10⁸ Ω ESD – SP metodo 2472
R1 ≤ 10⁸ Ω secondo EN 1081
≤ 10⁸ Ω secondo EN/IEC 61340 – 4 – 1, 100 V

Il materiale con queste caratteristiche è statico dissipativo ed in questo caso è consigliabile effettuare l’incollaggio sul pannello con adesivo conduttivo, creare il ponte elettrico tra l’estradosso e l’intradosso del pannello, utilizzare nuovamente il collante conduttivo per l’applicazione del foglio di alluminio nella parte inferiore del pannello.

Particolare attenzione deve essere posta ai materiali non classificati secondo la normativa EN/IEC 61340, che descrive i principi fondamentali dei fenomeni elettrostatici tra cui la generazione, la ritenzione e la dissipazione di carica e le scariche elettrostatiche.

Misurazione della resistenza elettrica nei pavimenti sopraelevati

In una stanza a 20°C e 50% U.R. si climatizzano per 24 ore i pannelli da misurare. Come in figura, si applica una tensione di 100 e/o 500 (*) Volt tra il rivestimento superiore e il sottofondo del pannello, e si legge con apposito strumento il valore della resistenza elettrica.

In genere si può avere questa casistica:

ANTISTATICO – uffici, sale riunioni, halls, CED – 1 x 10⁹ < R > 2 x 10¹⁰Ω
STATICO – DISSIPATIVO – camere bianche – 1 x 10⁵ < R > 2 x 10⁹Ω
CONDUTTIVO – sale quadri, laboratori, TAC e sale operatorie, depositi di esplosivo – R ≤ 10⁴ Ω

(*) Secondo normativa EN 1081 100 Volt; Secondo UNI 10467-5 100 Volt; Secondo NFPA 99 500 Volt.