Gli addobbi natalizi luminosi

Introduzione

Siamo ormai arrivati quasi alla fine del 2014 e come ogni anno con l’imminente arrivo delle feste natalizie torna di grande attualità il problema degli addobbi luminosi: stelle, fili, cascate, pupazzi, girandole, sia per impiego in ambienti  interni che per quelli all’aperto. Questo articolo vuole essere un utile supporto per tutti coloro che direttamente o indirettamente saranno coinvolti nella loro utilizzazione, in modo particolare per tutte quelle persone che in ambiente domestico si accingono a fare la felicità di moltissimi bambini apprestandosi ad illuminare alberi, presepi, balconi, facciate, giardini, in figura 1 alcuni esempi di decorazioni natalizie luminose.

Le caratteristiche tecniche

Gli addobbi luminosi più comunemente definiti luminarie sono installazioni elettriche a carattere esclusivamente temporaneo, realizzate generalmente da un insieme di catene luminose alimentate da un impianto elettrico e installati in ambienti pubblici e/o privati, all’aperto (strade, piazze, parchi, monumenti, giardini, balconi, facciate) o all’interno (centri commerciali, negozi, uffici, abitazioni). Gli addobbi luminosi sono a tutti gli effetti considerati componenti elettrici e quindi dal punto di vista normativo sono equiparati agli apparecchi di illuminazione, per questo motivo devono essere realizzati in conformità alle norme:

• EN 60598-1 “Apparecchi di illuminazione – Prescrizioni generali e prove” recepita con la norma CEI 34-21 si applica agli apparecchi di illuminazione per lampade a incandescenza, lampade fluorescenti e altre lampade a scarica, alimentati con tensione non superiore a 1000 V;
• EN 60598-2-20 “Apparecchi di illuminazione –  Prescrizioni particolari – Catene luminose” recepita con la norma CEI 34-37 si applica alle catene luminose con lampade ad incandescenza collegate in serie o in parallelo in ambienti interni o all’aperto e alimentate a tensione non superiore a 250 V.

Alle medesime norme devono rispondere anche le luminarie assemblate “in loco” per adattarle alle caratteristiche architettoniche degli edifici, ad esempio per la decorazione di palazzi, monumenti, abitazioni, in questo caso l’installatore assume anche il ruolo di costruttore con assunzione delle relative responsabilità.

Dal 1993 per la libera circolazione in tutti i paesi dell’Unione Europea, è possibile applicare sugli apparecchi di illuminazione il marchio ENEC (European Norms Electrical Certification), marchio di qualità su base volontaria basato su criteri di concessione severissimi con il quale il costruttore certifica che un prodotto è conforme alle norme EN 60598 e offre all’utilizzatore finale la massima garanzia per quanto riguarda la sicurezza elettrica e le procedure applicate nella realizzazione dei prodotti; possono richiedere l’autorizzazione all’uso del marchio ENEC oltre ai costruttori di apparecchi di illuminazione anche i costruttori di: condensatori di rifasamento, portalampade, portastarter, starter, alimentatori, accenditori.

Il marchio ENEC è stato istituito presso il CENELEC (Comitato Europeo di Normazione Elettrotecnica) dai vari organismi di certificazione elettrica nazionali che nel giugno del 1992 hanno aderito ad un accordo denominato “Lum Agreement” con il quale è stato riconosciuto un unico marchio equivalente ai singoli marchi degli organismi certificatori aderenti ed è stata assegnata la gestione amministrativa e normativa all’associazione EEPCA (European Electrical Products Certification Association).

Per ottenere il marchio ENEC il costruttore deve:

• disporre di un sistema di qualità conforme alle norme ISO 9001:2000;
• realizzare i prodotti in conformità alle norme EN 60598;
• sottoporre i prodotti alla sorveglianza dell’organismo certificatore durante tutto il processo di produzione.

Con l’accordo “Lum Agreement” viene stabilito che il marchio ENEC può essere rilasciato da uno qualsiasi degli organismi europei di certificazione elettrica aderenti e di conseguenza deve essere riconosciuto da tutti gli altri organismi, per individuare l’organismo che ha rilasciato la certificazione deve essere posto a fianco del marchio ENEC un numero identificativo in base al paese di appartenenza come riportato in tabella 1, in figura 2 sono visibili alcuni marchi con il numero identificativo dell’organismo che lo ha rilasciato.

Tabella1 Numeri identificativi associati al marchio ENEC

Tutti gli apparecchi elettrici ed elettronici compresi quelli di illuminazione, per la libera circolazione nei paesi dell’Unione Europea devono anche essere conformi alla direttiva 2011/65/UE dell’8 giugno 2011 denominata RoHS 2 (Restriction of Hazardous Substances) “sulla restrizione dell’uso di determinate sostanze pericolose nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche” recepita in Italia con il D.L. 27/2014 (sostituisce la direttiva 2002/95/CE denominata RoHS 1 recepita in Italia con il D.L. 151/2005). La nuova direttiva RoHS introduce per i costruttori e/o gli importatori e/o i distributori i seguenti obblighi:

• redazione di una dichiarazione di conformità totale ovvero con esclusione di qualsiasi tipo di avvertenza e/o limitazione;
• conservazione della dichiarazione di conformità per 10 anni dalla data di immissione del prodotto sul mercato;
• apposizione sui prodotti del marchio CE;
• apposizione sui prodotti dei propri dati con relativo indirizzo al fine di fornire sempre un punto di contatto con l’utilizzatore;
• realizzare controlli durante il processo di produzione al fine di garantire che non vengano commercializzati prodotti contenti alte percentuali di sostanze pericolose vietate quali mercurio, cadmio, piombo, cromo esavalente, bifenili polibromurati (PBB), eteri bifenili polibromurati (PBDE);
• redazione di un fascicolo tecnico informativo nella lingua del paese di commercializzazione contenente la documentazione necessaria a dimostrare la conformità dei singoli materiali che compongono il prodotto.

In genere le luminarie sono realizzate con l’impiego di catene luminose composte dall’insieme di un determinato numero di lampadine bianche o colorate, da qualche anno però a seguito dello sviluppo delle moderne tecnologie costruttive e della pubblicazione delle recenti norme sul risparmio energetico le comuni lampadine ad incandescenza sono state sostituite da quelle alogene e soprattutto dai led multicolor a bassissimo consumo che sono più costosi rispetto alle sorgenti luminose tradizionali ma che garantiscono un risparmio energetico di circa l’85%. Il collegamento elettrico dei vari componenti luminosi delle luminarie può essere realizzato:

• in serie le lampadine vengono collegate una di seguito all’altra fino a formare un anello, per cui in base al secondo principio di Kirchhoff relativo alle maglie ogni lampadina è sottoposta ad una tensione pari alla tensione totale di alimentazione diviso il numero delle lampadine che costituiscono la catena, in queste catene devono essere riportate, in modo ben visibile indicazioni con le caratteristiche delle lampadine al fine di evitare l’errata sostituzione con altre non adatte. Questo tipo di collegamento impiega lampadine a bassissima tensione il cui numero è limitato dal valore della tensione di alimentazione ed in caso di guasto di una sola di esse si spegne l’intera catena, vedi figura 3, per questi motivi il sistema in serie viene usato soprattutto per piccole catene luminose in ambienti domestici, negozi o uffici;

• in parallelo ciascuna lampadina è collegata direttamente alla tensione di rete e i vari nodi elettrici che si vengono a creare per ogni lampadina rispettano il primo principio di Kirchhoff relativo ai nodi, di conseguenza i fili di alimentazione devono percorrere l’intera lunghezza della catena e devono essere dimensionati per sopportare una corrente totale risultante dalla somma delle singole correnti di ogni lampadina impiegata. Con questo tipo di collegamento il numero delle lampadine può essere illimitato e in caso di guasto di una lampadina le altre restano accese, vedi figura 4. Per questa flessibilità il sistema di collegamento in parallelo viene usato per quelle luminarie installate in strade, piazze, monumenti, fontane, dove occorre anche limitare gli interventi di manutenzione.

Dal punto di vista funzionale le luminarie possono essere:

• smontabili sono costruite in modo tale che tutti i componenti possono essere sostituiti, vedi figura 5;

• non smontabili nessun componente può essere separato e sostituito dalla catena luminosa, vedi figura 6;

• sigillate ad esempio quelle infilate in tubi isolanti trasparenti rigidi o flessibili, sigillate alle estremità e prive di giunzioni, vedi figura 7;

• per uso interno possono essere utilizzate solo in ambienti interni privi di umidità, vedi figura 8;

• per uso esterno possono essere utilizzate all’aperto e sono protette dalla penetrazione di corpi solidi di piccolissime dimensioni e/o spruzzi e getti d’acqua, vedi figura 9.

Riferimenti normativi applicabili

Prima di elencare le norme di riferimento relative alle luminarie, è bene chiarire che esse rappresentano un utile strumento per garantire un sufficiente livello di sicurezza oltre che per il prodotto anche per il rapporto tra il costruttore e l’utilizzatore. In Italia con la legge 186 del 1968 si riconosce il CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) come ente normatore italiano per il settore elettrotecnico ma soprattutto viene riconosciuta la presunzione di conformità alla buona regola dell’arte per tutto ciò che viene realizzato in conformità alle norme CEI.

Questo vuole dire che il rispetto delle normative emesse dal Comitato Elettrotecnico Italiano si deve ritenere condizione sufficiente ma non necessaria al fine di garantire un livello di sicurezza accettabile, ovvero se vengono applicate integralmente il progetto e/o l’installazione e/o i vari componenti si possono ritenere perfettamente rispondenti ad un livello di sicurezza accettabile e non si incorre in alcuna sanzione civile e/o penale, mentre se si applicano soluzioni tecniche diverse da quelle previste dalle norme il progettista e/o l’installatore e/o il costruttore sono ritenuti direttamente responsabili in sede civile e penale.

Ciò premesso nel caso specifico delle luminarie sono applicabili le seguenti normative:

• CE 95/2006 Direttiva Bassa Tensione;
• CE 108/2004 Direttiva Compatibilità Elettromagnetica;
• Legge n.791 del 18/10/1977 attuazione della Direttiva 72/23/CEE;
• D.L. n.194 del 6/11/2007 attuazione della Direttiva CE 108/2004;
• EN 60598-1 Apparecchi di illuminazione – Prescrizioni generali e prove;
• EN 60598-2-20 Apparecchi di illuminazione – Prescrizioni particolari – Catene luminose;
• CEI EN 61347-2-11 Dispositivi di controllo per lampade – Prescrizioni particolari per circuiti elettronici eterogenei usati con gli apparecchi di illuminazione;
• EN 55015 Limiti e metodi di misura delle caratteristiche di radiodisturbo degli apparecchi di illuminazione elettrici e degli apparecchi analoghi;
• EN 61000-3-2 Compatibilità elettromagnetica – Limiti per le emissioni di corrente armonica;
• EN 61000-3-3 Compatibilità elettromagnetica – Limitazione delle variazioni di tensioni, fluttuazioni di tensione e del flicker in sistemi di alimentazione in bassa tensione;
• EN 61547 Apparecchiature per illuminazione generale – Prescrizioni di immunità EMC;
• IEC 529 e EN 60529 Gradi di protezione degli involucri;
• CEI 11-4 “Norme tecniche per la costruzione di linee elettriche aeree esterne”;
• CEI 64-7 “Impianti di illuminazione pubblica con alimentazione in serie”.

La compatibilità elettromagnetica non si applica alle catene luminose con lampade ad incandescenza (ormai sostituite da quelle alogene) senza dispositivi elettronici. Per catene luminose di classe III si applica la norma EN 61558-2-6 “Sicurezza dei trasformatori, dei reattori, delle unità di alimentazione e prodotti similari per tensioni fino a 1100 V – Prescrizioni particolari e prove per trasformatori di isolamento di sicurezza e unità di alimentazione che incorporano trasformatori di isolamento di sicurezza”.

 Le principali prescrizioni normative

Le catene luminose devono rispettare le seguenti prescrizioni normative:

• essere alimentate da una propria fornitura se installate su suolo pubblico, in questo caso non è consentito collegarle alla fornitura dell’illuminazione pubblica;
• se installate in luoghi pubblici e alimentate provvisoriamente dall’ente distributore, non sono soggette al D.M. 37/08, mentre se installate in proprietà private, ad esempio negozi, centri commerciali, abitazioni, possono essere collegate allo stesso impianto elettrico dell’edificio e quindi sono soggette al D.M. 37/08, vedi figure 10 e 11;

• se installate all’aperto devono essere protette contro i corpi solidi di dimensioni superiori a 1 mm e contro la pioggia o gli spruzzi d’acqua con grado di protezione aumentata (Increased Protection) IP43 o IP44 comprese le cassette di derivazione e le spine che possono essere anche di tipo domestico, in funzione del luogo di installazione, ad esempio in prossimità di fontane, zone con continua presenza di neve, ambienti polverosi, è buona norma proteggerle anche contro la polvere e i getti d’acqua con grado di protezione IP55, vedi tabella 2;

Tabella 2 Codice di protezione aumentata IP

• essere di classe II (doppio isolamento) oppure di classe III bassissima tensione di sicurezza SELV (Safety Extra Low Voltage, massimo 50 V);
• per le catene luminose classificate per esterni, le guarnizioni devono aderire perfettamente intorno alle lampadine, devono resistere alle variazioni atmosferiche e devono rimanere sul portalampade anche a lampadina estratta;
• se realizzate con lampadine in serie devono riportare con apposita targhetta posta possibilmente in prossimità della spina di alimentazione, indicazioni circa la tensione delle lampadine al fine di evitare la sostituzione con altre non adatte;
• se non realizzate in classe III, devono avere un cavo di alimentazione in gomma tipo H05RN-F o altro equivalente, della lunghezza minima di 1,5 m e massima di 3 m dalla spina alla prima lampadina; in caso di cavi di alimentazione superiori a 3 m il cavo deve essere in gomma tipo H07RN-F o altro equivalente;
• la gestione dei Rifiuti di Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche (RAEE), in questo caso delle apparecchiature di illuminazione, in Europa è regolamentata dalla Direttiva 2012/19/EU (sostituisce la 2002/96/EU e la 2003/108/EU) che fornisce indicazioni sulla gestione comune dei RAEE al fine di raggiungere determinati obiettivi quali ad esempio il riciclaggio ed il recupero di materie prime secondarie di valore, la riduzione delle sostanze pericolose, la riduzione del volume dei rifiuti elettrici ed elettronici da smaltire. In Italia le direttive EU sono state recepite prima con il D.L. 151 del 25/11/2005 e recentemente sostituito con il D.L. 49 del 14/03/2014. Il Decreto fornisce le seguenti definizioni:

• apparecchiature elettriche ed elettroniche “le apparecchiature che dipendono, per un corretto funzionamento, da correnti elettriche o da campi elettromagnetici e le apparecchiature di generazione trasferimento e misurazione di queste correnti e campi e progettate per essere usate con una tensione non superiore a 1000 volt per la corrente alternata e a 1500 volt per la corrente continua”;
• rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche o RAEE “le apparecchiature elettriche o elettroniche che sono rifiuti ai sensi dell’articolo 183, comma 1, lettera a), del decreto legislativo 3 aprile 2006, n. 152, inclusi tutti i componenti, sottoinsiemi e materiali di consumo che sono parte integrante del prodotto al momento in cui il detentore si disfi, abbia l’intenzione o l’obbligo di disfarsene”.

Il decreto stabilisce inoltre che è assolutamente vietato trattare i RAEE come normali rifiuti urbani, la presenza di sostanze nocive come il piombo, il cadmio, il mercurio, il cromo esavalente, li rende estremamente pericolosi per cui a fine vita devono essere obbligatoriamente raccolti presso le piazzole ecologiche comunali per essere poi inviati ad appositi centri di raccolta e recupero a carico dei produttori che sono obbligati ad apporre sul prodotto uno specifico simbolo per indicare che a fine vita la catena luminosa dovrà essere oggetto di raccolta separata e non deve essere trattata come un normale rifiuto urbano.

Per questo motivo tutte le apparecchiature elettriche ed elettroniche devono riportare in modo chiaro, visibile ed indelebile il nome del produttore e il simbolo di figura 12 che indica che l’apparecchiatura deve essere oggetto di raccolta separata. Nel caso non fosse possibile apporre il simbolo direttamente sul prodotto, dovrà essere presente e ben evidenziato sull’imballo e/o sulle istruzioni e/o sulla garanzia, la vigilanza sull’applicazione delle normative RAEE è demandata al Ministero delle Attività Produttive. Il Decreto prevede anche l’obbligo per i produttori di aderire a un sistema collettivo per la gestione dei RAEE, in funzione del tipo di apparecchiatura o del tipo di mercato servito, il principale sistema collettivo operante in Italia per il recupero e lo smaltimento di apparecchiature di illuminazione è il Consorzio Ecolamp, mentre quello per il recupero e lo smaltimento dei RAEE generici è il consorzio Apiraee.

• essere installate con funi di sostegno in nylon o metallo adeguatamente isolato, il carico di rottura della fune di sostegno deve essere di almeno 20 volte il peso della catena luminosa con un minimo di 400 kg, mentre i sostegni della fune devono garantire una resistenza meccanica superiore a quella della fune. I pali di sostegno delle linee elettriche aeree non possono essere usati per ancorare le luminarie, fatto salvo il caso che le linee siano in cavo e si abbia il consenso del Distributore, lo stesso vale per i pali dell’illuminazione pubblica, fatto salvo il caso che si abbia il permesso del comune di competenza;
• le catene luminose, in quanto considerate componenti elettrici, sono soggette alla Direttiva di Bassa Tensione e alla direttiva RoHS e devono riportare con apposita etichetta, in modo ben visibile, le seguenti indicazioni previste per gli apparecchi di illuminazione, vedi figure 13 e 14:
  1. marcatura CE e marchio di origine del costruttore;
  2. segno grafico per la classe II o III;
  3. grado di protezione IP con la dicitura “per uso interno” o “per uso esterno”;
  4. tensione nominale per le catene luminose di classe III.

Distanze di installazione consigliate

La norma CEI 34-37 non fornisce particolari indicazioni per quanto riguarda l’altezza di installazione delle luminarie che comunque devono essere installate:

• in modo da non arrecare intralcio al passaggio o creare problemi per la sicurezza delle persone e di altri impianti;
• in base alle prescrizioni della norma CEI 11-4 relativa all’esecuzione delle linee elettriche aeree esterne, vedi figura 15;

• in base alle prescrizioni della norma CEI 64-8 relative alle zone “a portata di mano” se alimentate a 230 V, vedi figura 16.

Relativamente alle distanze di installazione, per le luminarie posate in aree pubbliche occorre rispettare anche eventuali ordinanze comunali, provinciali e regionali. Nel caso si debba installare, per motivi logistici, una luminaria alimentata a 230 V in posizione accessibile, le norme consigliano l’adozione di una protezione meccanica e di un interruttore differenziale con corrente di intervento non superiore a 30 mA, se invece le catene luminose sono in classe III bassissima tensione di sicurezza (SELV) possono essere installate a portata di mano. In caso di vicinanza di una luminaria ad una linea elettrica in cavo aereo, la norma non indica distanze minime, è sufficiente che la linea elettrica e la luminaria non siano a contatto. In particolare sono consigliate le seguenti distanze dal suolo e da altri impianti:

• i cavi elettrici e le funi di sostegno delle luminarie che attraversano la carreggiata stradale devono essere ad  almeno 6 m di altezza, mentre gli elementi luminosi devono essere con la parte più bassa a non meno di 5,20 m  di altezza;
• le luminarie devono essere installate alle seguenti distanze da altri impianti: almeno 1 m da linee elettriche aeree nude di categoria I, da linee di filobus o tram, da linee telefoniche nude; almeno 1,8 m da conduttori di linee aeree di categoria II; almeno 3,2 m dai relativi pali o tralicci;
• gli ancoraggi delle funi di sostegno o delle luminarie devono distare almeno 0,2 m dalle linee telefoniche;
• i cavi multipolari di sezione fino a 10mm² possono essere posati senza fune portante con campata non superiore a 25 m, devono essere di tipo H07RN-F o similare e possono essere fissati a parete con opportune graffette, la caduta di tensione accettabile può essere superiore al 4% fino ad un massimo del 10%.

Modalità d’uso e raccomandazioni

Mentre le luminarie installate in luoghi pubblici (piazze, strade, monumenti, parchi, fontane, ecc), nella quasi totalità dei casi (esclusi piccoli comuni dove ancora si seguita ad utilizzare dipendenti tuttofare dal muratore all’imbianchino fino all’elettricista e al giardiniere) vengono assemblate, installate e certificate da ditte con personale qualificato e comunque sottoposte a precise normative e controlli locali quali permessi e regolamenti comunali, quelle domestiche e private generalmente risultano le più esposte al rischio elettrico proprio perché spesso realizzate e/o usate in modo improprio. Per prevenire incidenti domestici come scosse elettriche, cortocircuiti e soprattutto incendi, è preferibile acquistare prodotti sicuri, costruiti secondo le normative vigenti e sui quali sono riportate in modo ben visibile le seguenti indicazioni:

• le caratteristiche elettriche delle lampade e la tensione nominale della catena;
• la classe II (doppio isolamento) o III (SELV);
• l’avvertenza “per uso interno” o “per uso esterno”;
• la presenza della marcatura CE che è una condizione amministrativa obbligatoria necessaria per la libera circolazione dei prodotti all’interno della comunità europea e indica la rispondenza ai requisiti di sicurezza delle direttive comunitarie;
• la presenza di un marchio di certificazione, ad esempio IMQ o ENEC, che certifica che il prodotto è stato sottoposto alle prove per verificare la conformità con le norme in vigore;
• la presenza di una dichiarazione di conformità alla direttiva RoHS sull’impiego di sostanze pericolose.

Infine si segnalano alcune semplici regole da attuarsi soprattutto in ambienti domestici, uffici, piccole e medie attività commerciali:

• acquistare luminarie che riportano sulla confezione il marchio CE, che garantisce il rispetto delle regole di fabbricazione, ed eventuali altri marchi di qualità come ENEC e IMQ;
• prima di utilizzare le luminarie in ambiente esterno, assicurarsi che sulla confezione sia riportata la dicitura “per uso esterno” e sia presente la sigla IP43 o IP44;
• nella posa di qualsiasi tipo di luminaria, anche in aree private, occorre tenere sempre presente l’esistenza di eventuali specifici regolamenti emanati dai comuni o altri enti locali competenti per territorio;
• per collegare più catene luminose non usare una sola presa con relativa spina tripla, ma una presa multipla (ciabatta) 2P+T 16 A con prese P17/11 (bipasso) e P30 (schuko), interruttore luminoso ed eventuale dispositivo salvafulmine, regolarmente omologata, in alternativa usare più prese con opportune prolunghe;
• in ambienti interni usare le luminarie in luoghi asciutti e posizionarle lontano da fonti di calore come fornelli, stufe, termosifoni ma soprattutto non lasciarle sempre accese, se prive di un apparecchio intermittente incorporato è opportuno collegarle alla presa elettrica tramite una specifica spina/presa con intermittenza, vedi figura 17;

• scollegare sempre le luminarie dalle prese ogni volta che non si è presenti in ufficio, in negozio o in casa soprattutto durante le ore notturne, in modo particolare quelle utilizzate per illuminare l’albero e/o il presepe e/o oggetti similari, questo perchè in genere i materiali con cui vengono realizzati questi oggetti spesso risultano essere altamente infiammabili ed è sufficiente un piccolo surriscaldamento per innescare un eventuale incendio.