Fiamme e campi elettromagnetici: due fenomeni da prendere in seria considerazione nella scelta dei cavi necessari alla realizzazione di un sistema di videosorveglianza.
di Massimiliano Cassinelli
Ogni giorno, nel nostro Paese, i Vigili del Fuoco effettuano mediamente 600 interventi per domare incendi di diverse dimensioni.
La maggior parte di queste operazioni, fortunatamente, si conclude rapidamente e le fiamme vengono circoscritte in breve tempo, con danni poco significativi per i moderni edifici, sempre più spesso realizzati con materiali ignifughi.
Innovativi criteri costruttivi e adeguati impianti antincendio, a differenza di quanto accadeva in passato, sembrano aver minimizzato i pericoli connessi a un incendio.
Eppure, nella realizzazione di un impianto di videosorveglianza, gli effetti di un incendio sulla rete di comunicazione rappresentano un fattore non valutato con la necessaria attenzione.
Ovviamente non è la struttura in rame a subire gli effetti devastanti delle fiamme, che riescono però a intaccare le guaine di protezione.
A una prima analisi, l'attenzione nei confronti dei danni ai cavi potrebbe apparire inutile, anche in considerazione del loro prezzo, relativamente basso rispetto a quello di altre infrastrutture.
Eppure proprio i cavi rappresentano l'elemento di maggior pericolosità in caso di incendio.
La loro combustione, infatti, consente alle fiamme di passare da un locale all'altro e, soprattutto, di sfruttare l'effetto camino di cavedi e canaline per salire rapidamente verso i piani superiori.
Una situazione decisamente pericolosa, poiché anche un piccolo incendio, apparentemente domato in poche decine di minuti, potrebbe riprendere vigore in una stanza attigua.
Il cloro: tallone di Achille dei cavi in Pvc
Proprio per arginare una simile situazione, negli anni scorsi sono stati proposti sul mercato una serie di cavi la cui protezione in Pvc, contenendo cloro, impedisce la propagazione delle fiamme.
Un vantaggio significativo, poiché simili soluzioni limitano la propagazione delle fiamme e, in teoria, dovrebbero aumentare la sicurezza di un impianto.
In realtà una serie di studi, elaborati sulla scorta dei dati forniti dai Vigili del fuoco, indicano una realtà ben diversa: l'85% delle vittime degli incendi perde la vita per soffocamento, ancor prima di essere raggiunta dalle fiamme o dal calore.
Ai rischi per l'incolumità umana, inoltre, si aggiungono gli effetti corrosivi del cloro contenuto nel Pvc, che è in grado di intaccare le superfici degli arredi e persino gli elementi hardware di un'infrastruttura informatica.
All'azione tossica e corrosiva del cloro, si aggiunge il fumo opaco, che rende difficile la rapida evacuazione dei locali, aumentando anche il panico tra le persone presenti, oltre a rendere più difficoltose le operazioni di soccorso.
Alcuni cavi di ultima generazione hanno limitato parzialmente questo inconveniente, impiegando componenti in grado di ridurre, ma non di eliminare, il cloro liberato durante la combustione.
Per il momento, quindi, chi sceglie di impiegare cavi non propaganti deve sapere che si espone al rischio di una massiccia presenza di alogeni e di cloro in caso di incendio.
Cavi privi di alogeni
Una risposta concreta a questi problemi - da non sottovalutare nella realizzazione di una rete di videosorveglianza - è offerta dai cavi LSZH (Low Smoke Zero Halogen), ovvero cavi la cui guaina è caratterizzata da un basso sviluppo di fumo e priva di alogeni.
Simili cavi, contrariamente a quanto si è portati a credere, non sono però insensibili al fuoco.
loro autentico vantaggio, in caso di incendio, è rappresentato dal fatto che le fiamme provocano un basso sviluppo di fumi e una limitata esalazione di gas corrosivi e tossici.
L'impiego di questi cavi, quindi, risulta particolarmente utile all'interno dei locali tecnici e dei Data Center, in cui sono presenti decine di chilometri di cavo che, in caso di incendio, possono provocare una notevole quantità di fumo.
Oltre ai locali tecnici, in cui la presenza umana è tipicamente limitata, la scelta dei cavi da utilizzare deve essere valutata con la necessaria attenzione, soprattutto nei locali pubblici o, comunque, dove si registra una notevole affluenza di persone.
Per questa ragione, la norma CEI 11-17, 3.7.05 evidenzia come “qualora cavi in quantità rilevanti siano installati in ambienti chiusi frequentati dal pubblico, oppure si trovino a consistere in ambiente chiuso con apparecchiature particolarmente vulnerabili da agenti corrosivi, deve essere tenuto presente il pericolo che i cavi stessi bruciando sviluppino gas tossici o corrosivi.
Ove tale pericolo sussista, occorre fare ricorso a cavi aventi la caratteristica di non sviluppare gas tossici o corrosivi ad alte temperature”.
Ancora più rigorosa appare la CEI 20-37, che fissa con precisione i limiti per le sostanze corrosive e tossiche ammesse nei gas di combustione, oltre all'opacità dei fumi sviluppati dai cavi che, per tale ragione, devono essere impiegati in:
strutture a lento abbandono a causa della loro topologia (edifici storici, costruzioni molto elevate, vie di fuga limitate…)
strutture a lento abbandono a causa della condizione delle persone presenti (ospedali, ricoveri per anziani…)
locali a elevata densità di affollamento
locali a ventilazione naturale scarsa o assente
edifici contenenti strumentazioni delicate e di valore (sale controllo, centri di calcolo…)
strutture con elevata quantità di cavi elettrici (sale quadri, teatri, cavedi, cunicoli, vani tecnici…)
quadri elettrici
Inoltre, in considerazione dei rischi connessi allo sviluppo di fumi opachi, le normative ministeriali prescrivono l'adozione di sistemi di aspirazione o di ventilazione adeguati, mentre la CEI 11-17, 3.7.04 è ancora più rigorosa: “Allorché i cavi siano installati in notevole quantità in ambienti chiusi frequentati dal pubblico e di difficile e lenta evacuazione, si devono adottare sistemi di posa atti a impedire il dilagare del fumo negli ambienti stessi o, in alternativa, ricorrere all'impiego di cavi a bassa emissione di fumo”.
La prova del fuoco
Tutte queste considerazioni sono importanti nell'ottica di tutelare l'incolumità delle persone, ma non prendono in considerazione il fatto che, in alcune installazioni, debba essere garantita anche la continuità della comunicazione, che potrebbe avere, a sua volta, una specifica valenza per la sicurezza delle persone stesse.
In simili applicazioni diventa necessario impiegare cavi resistenti al fuoco, ovvero in grado di garantire la propria funzionalità anche quando sono lambiti direttamente dalla fiamme.
In questo contesto è importante sottolineare che, in realtà, nessuna guaina può essere considerata “ignifuga”.
Ciò significa, all'atto pratico, che in presenza di un incendio si verifica la combustione di tutti gli elementi che, normalmente, garantiscono la resistenza meccanica e l'isolamento.
Il conduttore, invece, può continuare a garantire la continuità elettrica del segnale, anche se l'assenza di protezione lo rende relativamente fragile e danneggiabile, in modo irreparabile, dalle dilatazioni termiche o dal crollo di strutture presenti nei locali.
È quindi necessario limitare al minimo indispensabile le giunzioni e le derivazioni, particolarmente sensibili alle variazioni di temperatura, mentre le cassette di giunzione dovrebbero essere rivestite con vernice intumescente, capace di resistere al fuoco e di garantire un discreto isolamento termico.
E' inoltre importante impiegare canalizzazioni adeguate e resistenti al fuoco, per evitare di rendere inutile l'investimento in questa tipologia di cavi.
Soluzioni contro la presenza
di campi elettromagnetici
Lo svilupparsi di un incendio costituisce un evento apparentemente poco probabile o, comunque, limitato nel tempo.
La presenza di campi elettromagnetici, invece, può rappresentare un fattore di disturbo persistente nella trasmissione di un segnale video.
La sua qualità, in particolare, può risultare compromessa al crescere delle prestazioni richieste all'infrastruttura di comunicazione stessa.
Proprio per compensare i disturbi indotti da queste condizioni, i doppini sono twistati, ovvero avvolti reciprocamente l'uno sull'altro.
Un accorgimento efficace solo quando le fonti dei campi elettromagnetici stessi sono relativamente lontane o la loro intensità non è elevata.
Negli altri casi è invece necessario adottare soluzioni schermate, prevenendo anche i possibili disturbi reciproci tra i cavi.
Per tale ragione, la schermatura può essere di tipo Stp (Shielded Twisted Pair), capace di limitare l'interferenza reciproca fra i singoli doppini, in quanto le coppie vengono schermate in modo individuale, o ScTP (Screened Twiested Pair), dove lo schermo protegge le comunicazioni solo da interferenze esterne.
Gli stessi schermi, inoltre, possono essere strutturati in modo completamente diverso.
Le protezioni a nastro, realizzate con un composto in alluminio/poliestere avvolto intorno ai conduttori o alle coppie twistate, offre costi contenuti, ma ha una limitata resistenza in caso di flessioni e torsioni ripetute.
Situazioni che, comunque, si verificano raramente in un sistema di videosorveglianza.
In casi estremi, in cui anche le sollecitazioni meccaniche risultano significative, apporre invece opportuno uno schermo a spirale.
Una simile struttura è costituita da un fascio o da una serie di capillari paralleli e inclinati rispetto all'asse del cavo.
L'elevata resistenza meccanica va però a scapito della qualità della protezione, che non supera il 97%.
Nella situazioni più delicate, o maggiormente esposte al rischio di interferenze, è quindi opportuno adottare la cosiddetta “calza”: uno schermo a treccia in grado di bloccare quasi tutte le frequenze grazie a una struttura costituita da fasci di capillari paralleli, tessuti alternativamente in senso orario e antiorario.
A proposito di cavi schermati
L'efficacia di uno schermo non può prescindere, come indicato dalla EIA/TIA 607, dal fatto che esista una continuità della schermatura stessa fra armadio e presa utente, incluse le connessioni alle due estremità.
Tutti i componenti schermati, dunque, devono essere collegati fra loro con un percorso in corrente continua.
Considerando, però, l'aumento degli ingombri e il sensibile incremento dei costi determinati dall'adozione di cavi schermati, è consigliabile valutare con attenzione le parti dotate di questo tipo di protezione.
Inoltre, quando viene considerata necessaria una copertura continua nel tratto di cablaggio orizzontale, lo schermo deve avvolgere il percorso compreso fra armadio e presa, ma non è detto che debba coprire anche le bretelle.
Queste ultime vanno schermate solo nel caso in cui il campo elettromagnetico esterno possa interferire con la loro funzionalità.
Ad esempio, un'antenna per trasmissioni radio può interferire con il segnale in transito sulla bretella.
Quindi, se questa è la fonte del disturbo, occorre proteggere opportunamente anche la bretella.
Al contrario, quando i cavi transitano in prossimità di motori elettrici o grosse lampade, basta schermare il cablaggio orizzontale, impiegando poi delle comuni bretelle per collegare la telecamera alla rete.
L'utilizzo di cavi schermati non garantisce comunque una totale immunità dai campi elettromagnetici esterni.
Affinché lo schermo funzioni in modo efficace, infatti, è essenziale eseguire un'opportuna messa a terra.
Quando una simile operazione prevede più punti di contatto, i percorsi devono essere caratterizzati da una bassa resistenza e da un'altrettanto bassa impedenza.
Un altro aspetto da valutare attentamente è rappresentato dal numero di punti di messa a terra: teoricamente, in presenza di basse frequenze ne basterebbe uno solo.
Con frequenze elevate, l'operazione di messa a terra deve invece essere realizzata in più punti.
In tal caso, ogni punto potrebbe presentare un potenziale diverso, provocando correnti di terra che, creando un anello tra lo schermo e la massa, sono in grado di trasportare disturbi ad alta frequenza, i cui effetti negativi possono essere percepiti dai circuiti logici a bassa tensione.
Un rischio che, come le conseguenze di un incendio, deve essere conosciuto e affrontato con i necessari accorgimenti, così da proteggere le comunicazioni video e impedire che proprio i cavi siano fonti di possibili problemi.
