Schermatura del campo elettrico totale sopra piattaforme di edifici vicino a linee di trasmissione UHVDC mediante rete metallica messa a terra

Perché è importante nella vita di tutti i giorni

Con l’espansione delle linee elettriche a tensione ultra‑alta per portare energia da regioni lontane alle città, queste passano sempre più spesso vicino a case e condomini. Gli abitanti che vivono sotto queste linee avvertono talvolta sensazioni strane su balconi e terrazze—come i capelli che si sollevano o piccole scosse al contatto con oggetti metallici. Questo studio esamina un modo pratico per mitigare quei campi elettrici invisibili attorno ai tetti degli edifici, utilizzando una semplice rete metallica messa a terra che può essere applicata su edifici esistenti o nuovi.

Campi invisibili attorno a linee elettriche a grande altezza

Le moderne linee di trasmissione in corrente continua ad altissima tensione (UHVDC) trasportano enormi quantità di energia su lunghe distanze. Intorno ai conduttori creano un campo elettrico totale composto da due contributi: il campo statico di base dovuto all’alta tensione e un secondo contributo derivante da particelle cariche generate nell’aria da piccole scariche a corona sui conduttori. Quando queste linee passano vicino a edifici multipiano, la geometria di pareti, tetti e balconi può concentrare il campo in punti specifici dove le persone stanno in piedi o toccano ringhiere metalliche. I controlli di sicurezza precedenti valutavano principalmente il campo al livello del suolo, perciò piattaforme e balconi sui tetti potevano sperimentare campi più intensi anche quando le normative erano rispettate a terra.

Una semplice barriera costituita da rete metallica

Gli autori propongono una misura di protezione di immediata applicazione: posizionare una rete metallica collegata a terra appena sopra la piattaforma piana del tetto di un edificio vicino. La rete è essenzialmente una griglia di sottili fili metallici ben collegati al sistema di messa a terra dell’edificio. Poiché i metalli permettono la libera circolazione delle cariche elettriche, la rete tende a stabilizzarsi a un potenziale uniforme. Le linee di campo in arrivo dalla linea di trasmissione terminano su questa superficie anziché penetrare nello spazio dove si trovano le persone. Contemporaneamente, la rete attira e convoglia le particelle cariche che scendono dalla linea, scaricandole in modo innocuo a terra attraverso un percorso a bassa resistenza.

Come il gruppo ha testato e ottimizzato il progetto

Per comprendere l’efficacia della schermatura, i ricercatori hanno costruito un dettagliato modello tridimensionale al computer che includeva la linea di trasmissione, l’edificio, la rete messa a terra e l’aria circostante. Hanno usato una combinazione di simulazioni agli elementi finiti e calcoli numerici per tracciare sia il potenziale elettrico sia il moto delle particelle cariche trasportate dal vento. Il modello ha permesso di variare la spaziatura della rete, lo spessore dei fili, l’altezza rispetto al tetto e l’angolazione di installazione. Hanno esaminato due configurazioni principali: un pannello di rete orizzontale sopra la piattaforma (installazione “parallela”) e uno schermo di rete verticale montato lungo il bordo del tetto rivolto verso la linea.

Cosa rende la schermatura più efficace

Le simulazioni hanno mostrato che la dimensione delle aperture della griglia è il fattore di progetto fondamentale. Una rete grossolana con maglie quadrate da due metri riduceva già il campo sul tetto di oltre il 60%, mentre una rete molto più densa con maglie da un quarto di metro lo abbassava ancora di più. Al contrario, aumentare lo spessore dei fili ha avuto un effetto solo marginale sulla schermatura, sebbene fosse utile per la resistenza meccanica e la durabilità. Posizionare la rete vicino alla piattaforma forniva una migliore protezione rispetto al montarla più in alto, perché un gap maggiore consentiva a più particelle cariche di filtrare dai lati. Per la rete orizzontale, inclinarla leggermente come un tetto a falda, fino a circa 30 gradi, migliorava la schermatura sul lato più vicino alla linea dirigendo le linee di campo e le cariche lontano dalla piattaforma.

Verifiche sul campo accanto a una linea in esercizio

I ricercatori hanno poi testato i loro progetti lungo una linea UHVDC ±800 kilovolt reale a Xinyang, in Cina. Sono state installate reti in acciaio inox sopra e accanto a un edificio dal tetto piano, e strumenti di misura sensibili hanno registrato il campo elettrico totale all’altezza del tetto prima e dopo l’installazione. Con una rete orizzontale posta sopra il tetto, la parte più intensa dei valori misurati è scesa a circa un sesto del livello non protetto. Anche una rete verticale lungo il bordo del tetto ha fornito una riduzione significativa, seppure non altrettanto forte quanto la configurazione sovrastante. In entrambi i casi, il campo residuo è risultato ben al di sotto dei limiti di sicurezza cinesi e internazionali.

Cosa significa per chi vive vicino alle linee elettriche

Per i residenti preoccupati per formicolii o piccole scosse su piattaforme e tetti posti sotto linee ad alta tensione, questo lavoro indica una soluzione ingegneristica pratica. Una rete metallica messa a terra correttamente, progettata con aperture sufficientemente piccole e posizionata vicino alle aree di passaggio delle persone, può mantenere il campo elettrico sul tetto entro limiti di sicurezza confortevoli. Lo studio mostra inoltre che questo approccio supera alternative comuni come fili schermanti aggiuntivi o l’affidamento ad alberi alti. Poiché i materiali sono standard e l’installazione è semplice, le reti metalliche messe a terra offrono un modo realistico per ridurre le tensioni tra rete e quartieri permettendo al contempo l’espansione delle moderne reti elettriche.

Citazione: Liao, Z., Zhang, J., Zhang, Y. et al. Shielding of the total electric field above building platforms near UHVDC transmission lines by grounded metal mesh. Sci Rep 16, 14522 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44471-y

Parole chiave: Linee di trasmissione UHVDC, campi elettrici sui tetti, schermatura con rete metallica messa a terra, sicurezza delle piattaforme degli edifici, scarica corona