La fibra ottica viene spesso scelta anche perché il vetro non conduce corrente e consente di trasmettere dati senza creare un collegamento elettrico tra gli apparati posti alle due estremità.
Questa proprietà appartiene alla fibra. Il cavo completo, però, può contenere elementi metallici destinati alla protezione meccanica, alla resistenza alla trazione, alla barriera contro l’umidità, al sostegno nelle installazioni aeree o alla localizzazione del tracciato interrato.
Quando è presente un’armatura metallica, il collegamento mantiene le proprie caratteristiche ottiche, ma il percorso fisico cessa di essere interamente dielettrico. Tra i due estremi può esistere una parte conduttrice continua, capace di trasferire correnti accidentali, sovratensioni o differenze di potenziale.
La domanda corretta riguarda quindi la costruzione completa del cavo: quali elementi metallici contiene, dove terminano, se mantengono la continuità elettrica e in quali punti devono essere collegati alla rete equipotenziale.
Questo aspetto è distinto dalla costruzione loose tube o tight buffer. Come spiegato nell’articolo Loose tube o tight buffer: che cosa cambia realmente attorno alla fibra, le due espressioni descrivono il rapporto meccanico tra la fibra e la protezione immediatamente circostante. La presenza dell’armatura rappresenta una caratteristica ulteriore del cavo e deve essere valutata separatamente.
Le indicazioni riportate in questo articolo descrivono principi generali di progettazione e installazione. La soluzione applicabile al singolo impianto deve essere definita in relazione alle norme pertinenti, alle caratteristiche dell’edificio, al sistema equipotenziale, all’eventuale protezione contro i fulmini e alle istruzioni dei costruttori.
La messa a terra riguarda gli elementi metallici del cavo
Dire che un cavo in fibra ottica armato deve essere messo a terra è un modo sintetico di descrivere il problema, ma tecnicamente le fibre in vetro restano estranee al collegamento elettrico.
Il collegamento riguarda l’armatura e gli eventuali altri componenti conduttivi. Nel cavo possono essere presenti:
- un nastro di acciaio corrugato disposto attorno al nucleo ottico;
- fili o trefoli di acciaio;
- un’armatura a fili metallici per posa interrata;
- una guaina o barriera metallica contro l’umidità;
- un elemento centrale di rinforzo in acciaio;
- una fune portante per posa aerea;
- un filo metallico destinato alla localizzazione del cavo;
- conduttori elettrici inseriti in un cavo ibrido.
Questi elementi svolgono funzioni differenti. Alcuni costituiscono l’armatura vera e propria, altri aumentano la resistenza alla trazione, formano una barriera ambientale oppure consentono di localizzare il tracciato interrato.
Dal punto di vista del collegamento equipotenziale, conta la loro capacità di creare una continuità elettrica lungo la tratta.
La scheda tecnica e la sezione costruttiva del cavo devono quindi essere esaminate prima della posa. La dicitura generica “cavo armato” non basta a identificare materiale, geometria, continuità elettrica e modalità di terminazione.
Perché un’armatura metallica può diventare pericolosa
L’armatura metallica svolge principalmente una funzione meccanica. Gli altri elementi metallici presenti nel cavo possono avere funzioni strutturali, ambientali o di localizzazione. Durante il normale funzionamento nessuno di questi componenti è destinato a trasportare corrente.
La loro condizione può però cambiare in seguito a eventi esterni.
Un contatto accidentale con un conduttore di energia, il danneggiamento contemporaneo di più impianti, un guasto su una struttura metallica vicina, un fenomeno atmosferico o una differenza di potenziale tra due edifici possono portare tensione sulla parte metallica del cavo.
I cavi installati all’esterno, interrati, in condotto, lungo strutture metalliche o tra edifici richiedono particolare attenzione. Le raccomandazioni ITU-T dedicate ai cavi ottici esterni considerano espressamente la presenza di armature, guaine ed elementi portanti metallici e i possibili effetti delle fulminazioni.
Il collegamento equipotenziale limita le differenze di potenziale tra l’armatura e le altre parti conduttrici e, secondo la configurazione prevista dal progetto, contribuisce a convogliare le eventuali correnti anomale verso il sistema di terra dell’edificio.
Lasciare l’armatura senza un trattamento definito può invece permettere alla parte metallica di raggiungere un potenziale diverso rispetto a rack, pannelli, muffole, strutture e persone che intervengono sul cavo.
La presenza della guaina esterna riduce l’accessibilità ordinaria dell’armatura, ma non elimina il problema. Il metallo viene esposto nei punti di preparazione, giunzione e terminazione e può diventare accessibile anche in seguito a tagli, schiacciamenti o deterioramento del rivestimento.
Collegamento equipotenziale e messa a terra
Nel linguaggio corrente si parla di messa a terra dell’armatura. Nel progetto dell’edificio è utile distinguere due funzioni.
Il collegamento equipotenziale unisce le parti conduttrici affinché rimangano, per quanto possibile, allo stesso potenziale. La messa a terra collega il sistema equipotenziale al sistema disperdente dell’edificio.
L’armatura del cavo viene normalmente collegata alla barra equipotenziale prevista per l’infrastruttura di telecomunicazioni oppure al collettore individuato dal progetto elettrico. Da quel punto entra a far parte della rete equipotenziale complessiva.
La CEI EN 50310 tratta le reti equipotenziali per le telecomunicazioni negli edifici e nelle altre strutture. La serie CEI EN 50174 disciplina la pianificazione e l’installazione del cablaggio negli ambienti interni ed esterni. Anche ISO/IEC 14763-2 comprende, nel quadro della pianificazione e dell’installazione del cablaggio, i percorsi, gli spazi e i collegamenti per telecomunicazioni.
Il collegamento dell’armatura va quindi coordinato con:
- rete equipotenziale dell’edificio;
- collettore principale di terra;
- barre equipotenziali dei locali tecnici;
- sistema di protezione contro i fulmini, o LPS, quando presente;
- strutture metalliche, passerelle e armadi;
- istruzioni del costruttore del cavo e degli accessori;
- progetto elettrico e condizioni reali del sito.
La realizzazione di un dispersore separato dedicato al solo cavo rappresenta, in assenza di un progetto specifico e coordinato, una scelta impropria. Due sistemi di terra indipendenti possono assumere potenziali differenti proprio durante il fenomeno dal quale si cerca protezione.
Il riferimento deve essere la rete equipotenziale progettata per l’edificio.
Il punto di ingresso nell’edificio
Il passaggio tra ambiente esterno e interno è uno dei punti tecnici più delicati.
Quando un cavo proveniente dall’esterno contiene componenti metallici, il loro trattamento deve essere definito in relazione alle norme applicabili, al sistema equipotenziale dell’edificio e al progetto elettrico.
In linea generale, il collegamento viene realizzato in prossimità del punto di ingresso, evitando che una parte metallica priva di un trattamento definito attraversi liberamente locali, cavedi e sale apparati.
La raccomandazione ITU-T K.35 riguarda specificamente siti elettronici remoti, come shelter, armadi e locali tecnici di dimensioni contenute. Nel proprio campo applicativo prevede che gli schermi e gli altri componenti metallici dei cavi provenienti dall’esterno siano collegati alla barra equipotenziale interna o direttamente al collettore principale di terra il più vicino possibile al punto di ingresso.
Per queste installazioni indica inoltre che la distanza misurata lungo il cavo tra il punto di ingresso e il collegamento non dovrebbe superare due metri.
Questa misura appartiene al campo applicativo di ITU-T K.35 e non deve essere trasformata in una distanza universale valida per qualsiasi edificio. Il principio progettuale resta però chiaro: il componente metallico va portato nel sistema equipotenziale vicino al punto in cui il cavo attraversa il confine della struttura, mediante un collegamento corto, accessibile e riconoscibile.
Nel proprio campo applicativo, ITU-T K.35 prevede inoltre un secondo collegamento alla barra equipotenziale presso la terminazione quando il cavo esterno prosegue oltre il primo punto di connessione e viene giuntato al cablaggio interno.
Questa indicazione non significa che qualsiasi cavo diretto verso un rack richieda automaticamente due collegamenti. Descrive una configurazione riferita a un tipo preciso di sito e deve essere applicata soltanto quando coerente con l’architettura dell’impianto.
Una soluzione differente consiste nel terminare il cavo esterno vicino all’ingresso e proseguire verso gli apparati con un cavo interno completamente dielettrico. In questo caso il confine elettrico coincide con il punto di transizione tra le due costruzioni.
Quando il cavo esterno prosegue direttamente fino al locale tecnico, occorre inoltre verificare che sia idoneo anche al percorso interno previsto, comprese le caratteristiche di reazione al fuoco richieste.
Collegare una o entrambe le estremità
La domanda “l’armatura va collegata a terra da una parte o da entrambe?” richiede la conoscenza del percorso, della costruzione del cavo e della funzione dell’impianto.
Una risposta automatica rischia di confondere situazioni differenti.
ITU-T K.47 fornisce una procedura per valutare la protezione delle linee di telecomunicazione contenenti componenti metallici, compresi i cavi ottici, contro le fulminazioni dirette sulla linea o sulle strutture nelle quali essa entra.
Nel quadro delle misure di protezione considerate dalla raccomandazione, gli elementi metallici devono mantenere la continuità lungo la linea, comprese giunzioni e altre discontinuità, ed essere collegati direttamente o tramite dispositivi di protezione alle barre equipotenziali poste alle estremità del cavo, cioè agli ingressi delle strutture.
La stessa raccomandazione ammette, in casi specifici, la presenza di giunti isolanti nei cavi in fibra ottica con componenti metallici, purché l’isolamento sia correttamente dimensionato.
Questa configurazione appartiene alla protezione della linea contro le fulminazioni dirette. Non costituisce, da sola, una regola generale applicabile a ogni dorsale ottica armata.
ITU-T K.35 disciplina invece, nel proprio campo applicativo, le configurazioni di collegamento equipotenziale e di messa a terra nei siti elettronici remoti, con particolare attenzione al punto di ingresso dei cavi esterni.
Le due raccomandazioni affrontano quindi problemi differenti:
- K.47 valuta il rischio e le misure di protezione della linea contro le fulminazioni dirette;
- K.35 disciplina le configurazioni equipotenziali e il trattamento dei componenti metallici in particolari siti elettronici remoti.
Per una dorsale interna a un singolo edificio, la scelta dei punti di collegamento dipende dalla costruzione del cavo, dalla rete equipotenziale comune, dalle istruzioni del costruttore e dal progetto elettrico. Non è corretto dedurre automaticamente che basti una sola estremità oppure che vadano sempre collegate entrambe.
Per una tratta che collega due edifici, ogni ingresso deve essere esaminato come un confine elettrico. La presenza di reti equipotenziali differenti, di sistemi di protezione diversi o di distanze rilevanti può favorire la circolazione di correnti lungo l’armatura.
In queste condizioni, una costruzione completamente dielettrica offre spesso una soluzione più lineare e consente di conservare la separazione galvanica lungo l’intero percorso fisico.
Quando viene scelto un cavo in fibra ottica con componenti metallici, il loro trattamento presso entrambi gli edifici deve essere definito nel progetto, senza lasciare la decisione alla fase di posa.
Anche l’eventuale interruzione della continuità dell’armatura costituisce una scelta progettuale. Il punto di interruzione deve essere protetto, identificato e riportato nella documentazione finale dell’impianto.
Come viene realizzato il collegamento
L’armatura deve essere collegata attraverso un accessorio costruito per stabilire un contatto elettrico stabile senza danneggiare il nucleo ottico.
La lavorazione parte dalla rimozione controllata di una porzione della guaina esterna. Il metallo viene esposto soltanto per la lunghezza richiesta dal morsetto o dal kit di collegamento.
La preparazione deve preservare:
- guaina interna;
- tubetti contenenti le fibre;
- fibre ottiche;
- elementi di tamponamento;
- elementi di rinforzo;
- resistenza meccanica complessiva del cavo.
Il dispositivo di contatto può assumere forme diverse:
- morsetto composto da una parte inserita sotto l’armatura e una piastra di serraggio esterna;
- fascetta metallica specifica;
- terminale dentato progettato per stabilire il contatto con il metallo;
- pressacavo metallico dotato di una funzione dichiarata di continuità;
- kit integrato nella muffola, nel pannello o nel sistema di terminazione.
Dal morsetto parte un conduttore equipotenziale diretto verso la barra prevista dal progetto.
Il percorso deve essere corto, protetto, accessibile e facilmente riconoscibile. Sezione, tipo di terminale, modalità di posa e punto di connessione dipendono dal progetto elettrico, dal sistema di protezione e dalle istruzioni del costruttore.
Il contatto deve interessare realmente il metallo. Guaina, vernice, nastro isolante, ossidazione e rivestimenti superficiali possono impedire la continuità anche quando il serraggio appare meccanicamente corretto.
Dopo l’installazione, il punto preparato deve recuperare un’adeguata protezione meccanica e ambientale. Nelle installazioni esterne o umide occorre considerare impermeabilità, corrosione, compatibilità tra metalli e stabilità nel tempo.
Il rack non crea automaticamente il collegamento
Portare il cavo dentro un armadio metallico non equivale a collegarne l’armatura alla rete equipotenziale.
Il cavo può attraversare un pressacavo plastico, essere fissato a una staffa verniciata oppure entrare in un pannello ottico senza alcun contatto elettrico con la carpenteria.
Anche un contatto metallico occasionale può perdere continuità a causa di vernice, ossidazione, vibrazioni o modifiche successive.
Un collegamento al rack può essere considerato valido soltanto quando:
- il rack è collegato alla rete equipotenziale;
- il punto di fissaggio è previsto per questa funzione;
- il contatto con l’armatura è realizzato tramite un accessorio idoneo;
- la continuità tra terminale, carpenteria e barra è verificata;
- il percorso è documentato.
La vite autofilettante inserita in un punto casuale della carpenteria non offre queste garanzie.
Lo stesso vale per il collegamento dell’armatura a una passerella metallica senza averne verificato continuità, giunzioni, collegamento equipotenziale e funzione prevista dal progetto.
Quando il cavo termina in una cassetta o in una muffola plastica, il collegamento deve essere ancora più esplicito. L’involucro isolante non può trasferire il potenziale dell’armatura verso la barra equipotenziale.
Continuità attraverso muffole e giunzioni
La continuità metallica può essere mantenuta oppure interrotta nei punti di giunzione. Entrambe le configurazioni richiedono una decisione consapevole.
Se il progetto richiede la continuità dell’armatura, la muffola deve disporre di morsetti, ponticelli o piastre capaci di collegare i componenti metallici dei diversi spezzoni.
Il semplice ingresso di due cavi nella stessa chiusura non garantisce alcuna continuità.
Se il progetto prevede l’interruzione, le parti metalliche devono essere terminate, isolate e protette in modo controllato. La separazione deve essere adeguata alle sollecitazioni previste dall’impianto.
L’edizione 2024 della raccomandazione ITU-T L.101, dedicata ai cavi ottici per posa direttamente interrata, comprende una prova di continuità elettrica degli elementi metallici continui.
La verifica serve ad accertare che tali elementi mantengano la continuità lungo il cavo ed è rilevante per il collegamento equipotenziale, la messa a terra, la localizzazione del tracciato e altri aspetti del sistema.
Il metodo di riferimento indicato da ITU-T L.101 è definito dalla IEC 60794-1-403, dedicata alla prova di continuità elettrica degli elementi metallici dei cavi ottici.
La verifica finale deve quindi comprendere sia la corretta installazione meccanica dei componenti sia la continuità elettrica prevista dal progetto.
Un’armatura apparentemente integra può essere interrotta da una giunzione, da una preparazione errata o da un accessorio incompatibile.
Collegamenti tra edifici
Le dorsali ottiche tra edifici vengono spesso considerate automaticamente isolate perché il segnale viaggia nel vetro.
Questa conclusione è valida soltanto quando l’intero cavo è privo di componenti metallici continui.
Un cavo armato può collegare elettricamente i due fabbricati attraverso:
- armatura;
- elemento portante;
- fune di sostegno;
- barriera metallica;
- filo di localizzazione;
- conduttori ausiliari presenti in costruzioni ibride.
Le differenze di potenziale tra le reti equipotenziali dei due edifici possono quindi interessare il cavo anche in assenza di un guasto sugli apparati di rete.
Prima di scegliere un cavo in fibra ottica armato per il collegamento tra due edifici occorre verificare:
- esposizione ai fulmini;
- caratteristiche dei sistemi di terra;
- presenza di un LPS;
- modalità di ingresso nei due fabbricati;
- protezione meccanica richiesta;
- rischio di roditori;
- posa in condotto, interrata o aerea;
- possibilità di utilizzare un’armatura dielettrica;
- manutenzione e accessibilità dei punti di collegamento.
La fibra consente di separare galvanicamente le interfacce degli apparati. Per conservare questo vantaggio anche lungo il percorso fisico, il cavo deve essere completamente dielettrico.
Quando esigenze meccaniche o ambientali richiedono una costruzione metallica, i collegamenti equipotenziali devono essere progettati tenendo conto di entrambi gli edifici e delle rispettive reti di terra.
Quando scegliere un cavo completamente dielettrico
La protezione meccanica può essere ottenuta anche con materiali privi di metallo.
Filati aramidici, filati di vetro, elementi in materiale composito, barre in vetroresina e armature polimeriche permettono di realizzare cavi resistenti alla trazione, alla compressione e, in determinate costruzioni, all’azione dei roditori.
Un cavo completamente dielettrico:
- elimina il percorso conduttivo rappresentato dall’armatura;
- evita il collegamento equipotenziale dell’armatura;
- semplifica i passaggi tra edifici e zone con potenziali differenti;
- riduce le problematiche legate alle correnti indotte;
- evita morsetti e ponticelli dedicati al metallo;
- elimina il rischio di corrosione galvanica dell’armatura.
La costruzione dielettrica va comunque valutata rispetto alle condizioni meccaniche reali.
Resistenza allo schiacciamento, protezione dai roditori, carico di trazione, comportamento durante la posa, raggio di curvatura, temperatura, classe CPR e ambiente di installazione restano requisiti da verificare.
“Dielettrico” e “armato” possono convivere. Un cavo può infatti utilizzare un’armatura non metallica.
La parola armatura indica la funzione protettiva; il materiale determina il comportamento elettrico.
Che cosa indicare nel capitolato
La gestione dell’armatura deve essere definita prima dell’arrivo del cavo in cantiere.
Il capitolato dovrebbe riportare almeno:
- costruzione del cavo e materiale dell’armatura;
- presenza di altri elementi metallici continui;
- punti nei quali la continuità deve essere mantenuta;
- punti nei quali deve essere interrotta;
- ubicazione dei collegamenti equipotenziali;
- tipo di morsetto o accessorio ammesso;
- barra o collettore di destinazione;
- caratteristiche del conduttore equipotenziale;
- coordinamento con il progetto elettrico e con il sistema di protezione contro i fulmini;
- idoneità del cavo ai percorsi esterni e interni previsti;
- prove di continuità richieste;
- identificazione ed etichettatura;
- rappresentazione nella documentazione finale.
Anche il computo deve comprendere morsetti, ponticelli, capicorda, barre, protezioni, accessori per muffole e tempo necessario alla lavorazione.
Considerarli soltanto durante la terminazione porta facilmente a soluzioni improvvisate.
Errori ricorrenti
Il primo errore consiste nel considerare l’intero cavo elettricamente isolante perché contiene fibre ottiche. Basta un solo elemento metallico continuo per modificare questo comportamento.
Un secondo errore riguarda la lettura incompleta della scheda tecnica. Alcuni cavi privi di una vera armatura possono comunque avere elementi centrali o portanti in acciaio.
Accade poi che l’armatura venga tagliata vicino al pannello e lasciata senza protezione, oppure piegata all’interno del cassetto ottico senza alcun collegamento.
In altri casi viene appoggiata alla carpenteria nella convinzione che il contatto meccanico sia sufficiente.
Sono frequenti anche:
- collegamenti molto lunghi e tortuosi verso una barra lontana;
- terminali fissati sopra superfici verniciate;
- morsetti non compatibili con la costruzione e il diametro del cavo;
- giunzioni nelle quali la continuità cambia senza essere riportata nella documentazione finale;
- cavi da esterno fatti proseguire all’interno senza averne verificato l’idoneità;
- collegamenti a dispersori separati non coordinati con la rete equipotenziale dell’edificio.
Il punto di collegamento deve restare ispezionabile. Nasconderlo in un cavedio o dietro un pannello privo di accesso rende difficili verifica, manutenzione e ricerca dei guasti.
Domande frequenti
Un cavo in fibra ottica armato conduce corrente?
Le fibre in vetro restano isolanti. L’armatura e gli altri elementi metallici del cavo possono invece condurre corrente lungo la tratta.
Posso collegare l’armatura direttamente al rack?
Il collegamento è valido soltanto se il rack appartiene alla rete equipotenziale, il punto di connessione è previsto per questa funzione e la continuità viene realizzata e verificata con componenti idonei.
La barra equipotenziale individuata dal progetto costituisce normalmente un riferimento più chiaro e controllabile.
L’armatura va collegata da entrambe le parti?
Dipende dal percorso, dalla costruzione del cavo, dalla continuità degli elementi metallici, dall’ingresso negli edifici, dal sistema di protezione e dalle norme applicabili.
Le tratte tra edifici e quelle provenienti dall’esterno richiedono una valutazione specifica. Il numero e la posizione dei collegamenti non devono essere decisi durante la posa.
Un cavo dielettrico deve essere messo a terra?
Un cavo completamente dielettrico non possiede un’armatura metallica da collegare.
Rack, pannelli, apparati, passerelle e altri elementi conduttivi dell’infrastruttura conservano comunque i propri requisiti di collegamento equipotenziale.
L’armatura metallica protegge sempre meglio dai roditori?
La resistenza dipende dal tipo e dallo spessore dell’armatura, dalla costruzione della guaina e dall’ambiente.
Esistono anche protezioni dielettriche progettate per offrire resistenza meccanica e contrastare l’azione dei roditori. La selezione deve basarsi sulle prestazioni dichiarate dal costruttore.
Posso portare un cavo armato da esterno direttamente fino al rack?
Soltanto se il cavo è idoneo anche al percorso interno previsto e se il trattamento dei suoi componenti metallici è stato definito nel progetto.
In alternativa, il cavo esterno può essere terminato vicino all’ingresso e collegato a un cavo interno dielettrico.
La costruzione elettrica del cavo deve essere visibile nel progetto
La progettazione di una dorsale ottica non si esaurisce nella scelta tra OS2, OM3, OM4 o OM5 e neppure nella distinzione tra loose tube e tight buffer.
Il cavo deve essere letto come un insieme di fibre, rivestimenti, tubetti, rinforzi, barriere, armature e guaine.
Due prodotti con le stesse prestazioni trasmissive possono richiedere modalità di installazione molto differenti.
Una costruzione completamente dielettrica conserva l’isolamento elettrico lungo il percorso. Una costruzione con armatura metallica introduce invece un elemento conduttivo che deve essere integrato nella rete equipotenziale, verificato nei punti di giunzione e riportato nella documentazione.
La domanda utile da porre prima della posa è quindi precisa:
Quali parti metalliche attraversano l’edificio, dove mantengono la continuità e in quali punti vengono collegate?
Da questa risposta dipendono sicurezza, manutenzione, protezione dell’infrastruttura e qualità della consegna finale.
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Fonti e riferimenti tecnici
- CEI EN 50310/A1 – Reti di telecomunicazioni equipotenziali per edifici ed altre strutture
- CEI EN 50174-2 – Tecnologia dell’informazione – Installazione del cablaggio – Parte 2: Pianificazione e criteri di installazione all’interno degli edifici
- CEI EN 50174-3 – Tecnologia dell’informazione – Installazione del cablaggio – Parte 3: Pianificazione e criteri di installazione all’esterno degli edifici
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