Le elevate temperature che stanno caratterizzando questi giorni riportano l’attenzione su un aspetto spesso sottovalutato delle infrastrutture elettriche: l’influenza del calore ambientale sulle linee di distribuzione interrate. Se normalmente si pensa agli effetti del caldo sulle persone o sui consumi energetici, meno evidente è il fatto che anche i materiali isolanti dei cavi elettrici siano sottoposti a condizioni di forte stress termico.
L’asfalto urbano, durante le giornate estive più intense, può raggiungere temperature superiori a 60 °C e, in determinate condizioni di esposizione solare, arrivare localmente anche oltre gli 80 °C. Tale valore non rappresenta semplicemente una temperatura superficiale: parte dell’energia termica viene trasferita agli strati sottostanti, influenzando il terreno e le infrastrutture tecnologiche presenti nel sottosuolo, compresi i cavidotti elettrici.
Dal punto di vista elettrotecnico il problema assume particolare rilevanza perché il cavo non è un elemento passivo dal punto di vista termico. Durante il funzionamento esso produce calore per effetto Joule, secondo la relazione:
P = R · I²
dove:
P rappresenta la potenza dissipata;
R è la resistenza del conduttore;
I è la corrente che attraversa il cavo.
Questo significa che un cavo fortemente caricato produce già internamente una quantità significativa di calore. Se a tale riscaldamento interno si aggiunge un ambiente esterno già molto caldo, si può verificare un incremento della temperatura complessiva oltre i limiti di progetto.
Gli isolanti impiegati nelle reti elettriche — PVC, XLPE (polietilene reticolato) e altri materiali polimerici — possiedono precise temperature massime di esercizio. Superare tali limiti può produrre diversi effetti:
- perdita delle caratteristiche dielettriche;
- accelerazione dell’invecchiamento del materiale;
- deformazioni meccaniche;
- microfessurazioni;
- riduzione della rigidità elettrica;
- degrado progressivo dell’isolamento.
Nel caso di isolanti già invecchiati o sottoposti per anni a stress termici ripetuti, il rischio aumenta ulteriormente. Un materiale isolante degradato può infatti perdere la propria capacità di separare elettricamente i conduttori.
Le conseguenze operative possono essere significative. In presenza di un isolamento indebolito, aumentano le probabilità che si verifichino guasti elettrici, tra cui cortocircuiti tra fasi o dispersioni verso terra. Tali eventi determinano l’intervento dei sistemi di protezione della rete — interruttori automatici, relè e dispositivi di sezionamento — che scollegano il tratto interessato per evitare danni maggiori.
Durante i periodi di caldo intenso, i gestori delle reti elettriche possono osservare un aumento delle condizioni di stress sulle infrastrutture, soprattutto nelle aree caratterizzate da elevati carichi elettrici dovuti all’utilizzo massiccio di climatizzatori e sistemi di raffrescamento. È però importante sottolineare che le interruzioni di servizio non dipendono esclusivamente dalla temperatura dell’asfalto: esse possono derivare dalla combinazione di più fattori, tra cui sovraccarichi, età delle infrastrutture, qualità delle installazioni e condizioni del terreno.
Da un punto di vista progettuale esistono diverse strategie di mitigazione:
- utilizzo di cavi con maggiore resistenza termica;
- adeguato dimensionamento delle sezioni dei conduttori;
- installazione in cavidotti con migliori capacità dissipative;
- monitoraggio termico in tempo reale;
- manutenzione preventiva delle linee più datate.
Le future reti elettriche dovranno probabilmente affrontare una sfida aggiuntiva: progettare infrastrutture capaci di operare in un contesto climatico caratterizzato da temperature medie sempre più elevate e da eventi estremi più frequenti.
Il caldo, dunque, non è soltanto un problema di comfort o di consumo energetico. Può trasformarsi in un fattore tecnico capace di incidere direttamente sull’affidabilità delle infrastrutture elettriche, ricordandoci che anche pochi gradi in più possono fare la differenza tra il normale funzionamento di una rete e l’insorgere di un guasto.
Ing Aldo Domenico Ficara