Come prepararsi alla seconda prova dell’Esame di Stato? Il modo migliore è rivedere i testi delle prove assegnate negli anni precedenti per la stessa materia, nel 2026 TPSEE (Tecnologie e Progettazione di Sistemi Elettrici ed Elettronici) per l’articolazione elettronica degli istituti tecnici, e cercare di risolverli.

Il testo che segue è stato assegnato all’Esame di Stato al termine dell’anno scolastico 2017-2018 per la materia TPSEE , sempre nell’ambito dell’articolazione elettronica. Strutturato nel modo classico, prevede una prima parte di carattere essenzialmente progettuale, nella quale si richiede di realizzare il sistema descritto in termini di hardware e di software, e una seconda parte con quattro quesiti; il candidato è tenuto a rispondere, a sua scelta, a due dei quattro quesiti.

Prima parte – Il testo del tema

Le prove dinamiche di tipo impulsivo vengono utilizzate per la caratterizzazione del comportamento di manufatti (edifici, ponti e viadotti, stadi, monumenti…) sottoponendoli a una deformazione iniziale nota e rilevando i parametri caratteristici conseguenti al loro rilascio istantaneo (deformazione, velocità e accelerazione).

L’indagine viene eseguita sia per la verifica e la validazione dei modelli di calcolo utilizzati in sede di progetto, sia per l’identificazione dei modi di vibrazione principali della struttura dovuti a fenomeni improvvisi (eventi sismici o prodotti dalle attività umane).

Nel caso degli edifici riveste particolare importanza la caratterizzazione dinamica dei solai, che vengono sottoposti a deformazioni di crescente entità mediante un pistone idraulico, azionato da una pompa elettrica, posto al centro del solaio riportato in Figura 1.

Per la messa a punto dell’apparato di misura, gestito da un sistema programmabile, si effettuano test su un solaio in cemento armato di dimensioni limitate, per il quale i dati di progetto indicano una frequenza di vibrazione massima di 15 Hz. Il test deve essere effettuato nel rispetto delle norme di sicurezza e quindi, una volta allontanati eventuali estranei, si attua la seguente procedura:

1. la pressione di un pulsante di START avvia l’emissione contemporanea di impulsi luminosi e sonori di breve durata, a intervalli di un secondo, per due minuti, tramite opportuni avvisatori ottici e acustici;
2. successivamente il sistema provvede ad azionare la pompa collegata al pistone e a raddoppiare la frequenza delle segnalazioni ottiche e acustiche, che continuano per tutta la durata della salita del pistone;
3. durante la fase di spinta viene acquisita l’entità della deformazione mediante apposito sensore estensimetrico installato sul solaio in prossimità del pistone;
4. al raggiungimento di un valore massimo di deformazione prestabilito, la pompa si arresta e una valvola di apertura, azionata elettricamente, libera il pistone: il solaio viene così rilasciato istantaneamente, entrando in vibrazione;
5. un sensore centrale posizionato in prossimità del pistone e altri quattro identici, posti presso gli angoli del solaio, forniscono i valori delle deformazioni causate alla struttura, producendo in uscita una tensione di tipo differenziale, limitata tra 0 V e 24 V, proporzionale alla deformazione misurata;
6. l’acquisizione dei dati termina quando la deformazione rilevata dal sensore centrale si riduce a meno dell’1% di quella iniziale; conseguentemente si arrestano le segnalazioni ottiche e acustiche e la prova si conclude.

Il candidato, dopo aver formulato le eventuali ipotesi aggiuntive e individuato i dispositivi, gli apparati e gli strumenti necessari alla realizzazione del sistema:

1) proponga uno schema a blocchi dell’apparato che realizza il processo descrivendo le funzioni dei singoli blocchi e illustrando il sistema programmabile scelto;
2) determini un opportuno intervallo di tempo tra due successive acquisizioni dei dati provenienti dai sensori al fine di una corretta acquisizione;
3) progetti le interfacce necessarie alla gestione dei sensori e degli attuatori presenti;
4) illustri la struttura dell’algoritmo di gestione del processo ed espliciti, in tale contesto, la parte relativa alla generazione dei segnali di comando della pompa e della valvola di apertura che possono essere visti, entrambi, come dispositivi di tipo ON-OFF.

Seconda parte

Quesito 1

In relazione alla prima parte della prova, il candidato discuta le problematiche relative al degrado dei segnali che insorgono quando si effettua il test in ambienti di grandi dimensioni.

Quesito 2

In relazione alla prima parte della prova, il candidato illustri una possibile soluzione per la generazione dei segnali ottici e acustici, di preallarme e di esecuzione della prova, scegliendo i dispositivi necessari e le tecniche di comando e di attuazione.

Quesito 3

Nell’ambito della gestione dei Rifiuti da Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche (RAEE), il candidato individui le tipologie di tali rifiuti e indichi le fasi salienti del loro ciclo di vita, evidenziando le principali norme, nazionali e comunitarie, a cui si fa riferimento per il loro smaltimento.

Quesito 4

Con riferimento al Decreto Legislativo 81/2008, il candidato individui le voci essenziali e identifichi le figure professionali preposte

Soluzione della prima parte

1. Schema a blocchi

Dal lato ingressi (lato trasduttori) l’apparato che realizza il processo comprende un pulsante di START per l’avvio del processo e cinque sensori estensimetrici dislocati in posizione opportuna (in prossimità del pistone e nei quattro angoli del solaio). Dal lato uscite (lato attuatori) l’apparato comprende due avvisatori, uno di tipo ottico (ad esempio un LED) e uno di tipo acustico (ad esempio un buzzer), e un dispositivo per l’azionamento della pompa e della valvola di apertura.

Lo schema a blocchi dell’apparato con la posizione dei sensori estensimetrici nel solaio viene riportato in Figura 2; la parte di apparato che governa il processo è raffigurata sinteticamente come un generico sistema a microcontrollore.

Esclusivamente a scopo didattico si impiega come sistema di acquisizione, elaborazione e distribuzione dati la scheda Arduino UNO R4, riprodotta in Figura 3 insieme con la tabella di assegnazione degli ingressi e delle uscite.

Una scheda Arduino può gestire la logica, ma in un contesto professionale di ingegneria civile presenta dei limiti critici che richiedono accorgimenti specifici:

• Livelli di tensione: i sensori escono a 0-24 V, mentre Arduino accetta al massimo 5 V; occorre interporre circuiti di adattamento tra sensore e scheda, complicando il circuito con il rischio di ottenere un’acquisizione meno precisa.
• Risoluzione ADC: l’ADC a 10 bit di un Arduino standard divide il segnale in 1024 parti; per misurare micro-deformazioni strutturali e vibrazioni fino a 15 Hz con precisione, sarebbe necessaria una risoluzione maggiore (almeno 16 o 24 bit).
• Rumore elettrico: poiché la pompa genera forti disturbi, un Arduino non protetto potrebbe resettarsi o fornire letture falsate se non è schermato correttamente.

Sempre in ambito Arduino, ma con validità pratica, si possono utilizzare le versioni Arduino Opta (PLC) o Arduino Pro (Portenta), modelli progettati per l’industria che hanno ingressi predisposti per i 24 V, sono protetti dai disturbi elettromagnetici e dispongono di processori molto più veloci per l’analisi dei dati in tempo reale. Ulteriori scelte possono essere i PLC standard prodotti da Siemens, Schneider e Omron.

2. Acquisizione dati

Il campionamento di una grandezza analogica, ovvero il procedimento che consente il prelievo di alcuni valori del segnale in corrispondenza di determinati istanti, è ottimale se non comporta perdita di informazioni: come evidenziato in Figura 4, deve essere possibile ricostruire la grandezza originaria a partire dai suoi campioni.

Un campionamento ottimale è possibile solo se il segnale ha una banda limitata, ovvero un numero limitato di armoniche che cadono entro una determinata banda di frequenze. Il teorema di Shannon afferma che, per campionare correttamente un segnale a banda limitata, è sufficiente campionarlo con una frequenza di campionamento pari almeno al doppio della massima frequenza del segnale:

f_C ≥ 2·f_M

In questo caso, dato che la frequenza massima del segnale è di 15 Hz, la frequenza di campionamento non deve risultare inferiore a 30 Hz. Un esempio di frequenza di campionamento idonea per garantire una misura sufficientemente fedele è 200 Hz, che, essendo molto maggiore del minimo richiesto, garantisce buona risoluzione temporale e riduce gli errori di ricostruzione. L’intervallo di campionamento è quindi:

t_C = 1/f_C = 1/200 = 5 ms

Poiché sono cinque i canali da cui provengono i dati, il software di acquisizione impiegherà 25 ms per ricevere una sequenza completa dai cinque sensori. Una soluzione migliorativa potrebbe essere l’utilizzo di un ADC multicanale simultaneo: i campioni arriverebbero insieme, riducendo il ritardo di acquisizione complessivo.

Lo spettro del segnale campionato è formato da una serie di repliche dello spettro del segnale originario centrate intorno a multipli della frequenza di campionamento. Se il segnale da campionare non ha una banda limitata, le frequenze più alte delle diverse repliche dello spettro, come evidenziato in Figura 5, si sovrappongono interferendo tra loro.

A causa della sovrapposizione delle code dello spettro del segnale originario con quelle prodotte dal campionamento ha origine il fenomeno denominato aliasing, che si verifica quando si campiona un segnale con banda non limitata. Per evitarne gli effetti negativi si deve limitare la banda del segnale usando un filtro passa-basso anti-aliasing da interporre a monte del campionatore (il convertitore), che elimini le frequenze più elevate (ad esempio quelle superiori a 30 Hz).

Se nell’intervallo di conversione il valore della tensione di ingresso non rimane costante possono sorgere alcuni problemi: il convertitore potrebbe non presentare in uscita il codice binario relativo al valore della tensione nell’istante teorico di campionamento, bensì il codice relativo a un istante successivo.

Se si richiede che l’errore di quantizzazione massimo sia pari al passo di quantizzazione, la velocità di variazione della tensione (dv/dt)_MAX non deve essere tale da coprire, nel tempo di conversione, una distanza in volt pari al passo di quantizzazione:

(dv/dt)_max ≤ V_FS / (2ⁿ · t_c)

Con un convertitore a 10 bit e t_C = 5 ms si ottiene:

(dv/dt)_max ≤ 5 / (2¹⁰ · 5·10^-3) ≈ 0,977 V/s

Nel caso di ingresso sinusoidale la variazione massima effettiva è:

(dv/dt)_max = 2·V_p·2π·f_MAX = 2 · 5 · 6,28 · 15 = 471 V/s

valore chiaramente maggiore. È quindi necessario l’impiego di un modulo Sample & Hold (S/H). Per validare il modello di calcolo del solaio è indispensabile sapere come si deforma la struttura in un preciso istante, e questo si ottiene solo utilizzando S/H esterni (come i moduli LF398): gli ingressi degli S/H ricevono contemporaneamente i segnali dai sensori; i pin di controllo dei moduli vengono collegati insieme a un pin digitale di Arduino (ad esempio il pin 3), in modo tale che quando questo viene portato a livello alto, i moduli memorizzano i cinque valori e li rendono disponibili per essere acquisiti in sequenza dai pin analogici dell’Arduino.

3. Interfacce

Sensori estensimetrici

Si considera un trasduttore estensimetrico di tipo metallico (trasduttore resistivo) con caratteristica lineare; il tipo a semiconduttore ha invece una caratteristica non lineare. Un esempio di estensimetro con la classica struttura a ponte è riportato in Figura 6.

Per comunicare con la scheda Arduino (che accetta tensioni comprese tra 0 V e 5 V), la tensione differenziale prodotta dai trasduttori (escursione 0-24 V) deve essere adattata con un’interfaccia costituita da un amplificatore differenziale alimentato anch’esso a 24 V. Per essere sicuri che il segnale in uscita non superi i 5 V si deve utilizzare uno zener da 4,7 V o 5,1 V con il catodo sul segnale e l’anodo a massa; in serie all’uscita, prima dello zener, si inserisce una resistenza da 1 kΩ che limita la corrente che scorre nel diodo.

Avendo la cella di carico un’uscita differenziale non riferita a massa, lo stadio successivo deve essere un amplificatore differenziale che amplifica di un guadagno costante A_v la differenza tra i due segnali d’ingresso V+ e V-. Lo schema elettrico del circuito di condizionamento è riportato in Figura 7.

La formula di progetto è:

V_out = A_v · (V+ – V-) = (R2/R1) · (V+ – V-)

Dovendo portare l’uscita a 5 V di valore massimo, è necessario ridurre la tensione di un fattore 5/24, ottenuto ponendo R1 = 24 kΩ e R2 = 5 kΩ. L’operazionale può essere un LM358 ad alimentazione singola, che riesce a portare l’uscita molto vicina allo zero, consentendo una lettura corretta anche quando il solaio è quasi fermo (fondamentale per rilevare la soglia dell’1%). Dopo lo zener seguono il collegamento con il modulo S/H e poi con Arduino.

È consigliabile usare per il modulo S/H un condensatore da 1 nF di tipo polistirene o polipropilene; il pin 3 di Arduino deve essere collegato al pin 8 del modulo S/H. La piedinatura dei due integrati è riportata in Figura 8.

Pompa e valvola di apertura

Poiché la tensione di 5 V resa disponibile dalla scheda Arduino non è sufficiente per l’azionamento dei dispositivi di potenza ON-OFF (pompa e valvola di apertura), è necessaria un’interfaccia di potenza a relè: la bobina è alimentata dai 5 V di Arduino e il carico dai 230 V della rete attraverso un contatto NO del relè (Figura 9); la bobina viene eccitata quando il pin di Arduino assume livello logico alto.

Una scheda Arduino non riesce a gestire direttamente carichi di potenza elevata: non è in grado di sopportare assorbimenti di corrente consistenti e tensioni di isolamento elevate. L’impiego del relè collegato direttamente alla scheda può danneggiarla, poiché nel momento in cui il relè viene eccitato si potrebbero verificare sovratensioni con conseguente danno per il circuito di uscita.

Per queste applicazioni esistono moduli a uno o più canali appositamente progettati per l’interfacciamento con Arduino, che contengono, oltre all’unità relè vera e propria, altri componenti essenziali:

• un transistor (interruttore che permette a un piccolo segnale di pilotare la bobina del relè);
• un diodo (protegge il circuito di controllo dai picchi di tensione generati quando la bobina viene diseccitata);
• i resistori che limitano la corrente attraverso transistor e LED indicatori;
• i LED indicatori (mostrano visivamente lo stato del relè);
• i terminali a vite per il collegamento dei cavi del carico e dell’alimentazione;
• gli optoisolatori (garantiscono isolamento galvanico totale tra il circuito di controllo e quello di potenza).

I terminali lato potenza sono il comune, NO e NC. In Figura 10 è riportato un esempio di modulo a quattro canali.

4. Algoritmo di gestione del processo

Il processo di gestione della prova si articola nelle fasi seguenti:

1. la pressione del pulsante di START avvia l’emissione contemporanea di impulsi luminosi e sonori a intervalli di un secondo per due minuti;
2. il sistema aziona la pompa collegata al pistone e raddoppia la frequenza delle segnalazioni, che continuano per tutta la durata della salita del pistone;
3. durante la fase di spinta vengono acquisiti i dati di deformazione dal sensore centrale;
4. al raggiungimento del valore massimo di deformazione prestabilito, la pompa si arresta e la valvola di apertura si aziona, liberando il pistone e consentendo il rilascio del solaio;
5. i cinque sensori forniscono i valori delle deformazioni causate alla struttura;
6. l’acquisizione dei dati termina quando la deformazione rilevata dal sensore centrale si riduce a meno dell’1% di quella iniziale; le segnalazioni si interrompono e la valvola torna nella posizione di riposo.

Lo schema a blocchi corrispondente alla descrizione delle fasi del processo è riportato in Figura 11. Si ricorda che gli avvisatori devono funzionare a 1 Hz per 2 minuti prima di azionare la pompa e che quando la pompa è ON la frequenza dei segnali deve raddoppiare (da 1 Hz a 2 Hz).

Di seguito è riportato il segmento di programma che genera i segnali di comando della pompa e dell’elettrovalvola. Il codice:

• aziona la pompa finché la deformazione è sotto la soglia massima;
• arresta la pompa e apre la valvola al raggiungimento del massimo;
• mantiene la valvola aperta finché la vibrazione non scende sotto l’1%;
• chiude la valvola.

// pin A0  → sensore centrale
// pin 10  → pompa
// pin 11  → elettrovalvola

// acquisizione dati dal sensore estensimetrico centrale
def = 0;
digitalWrite(11, LOW);   // elettrovalvola OFF
digitalWrite(10, HIGH);  // pompa ON

// ciclo di spinta: la pompa rimane attiva finché non si raggiunge la deformazione massima
while (def < defmax) {
  def = analogRead(A0);
}

// deformazione massima raggiunta: si arresta la pompa e si apre l'elettrovalvola
digitalWrite(10, LOW);   // pompa OFF
digitalWrite(11, HIGH);  // elettrovalvola ON

// ciclo di acquisizione dati da tutti i sensori:
// la valvola rimane aperta finché la deformazione non scende sotto l'1% del valore massimo
while (def > 0.01 * defmax) {
  def = analogRead(A0);
}

// fine acquisizione: chiusura elettrovalvola
digitalWrite(11, LOW);   // elettrovalvola OFF
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Seconda parte – I quesiti

Dopo aver analizzato la prima parte della prova, vediamo la seconda parte, composta da quattro quesiti. I quesiti 1 e 2 prendono spunto dalla prima parte e rappresentano degli approfondimenti; i quesiti 3 e 4 vertono su argomenti che di norma vengono svolti nel corso dell’anno scolastico.

Quesito 1

In relazione alla prima parte della prova, il candidato discuta le problematiche relative al degrado dei segnali che insorgono quando si effettua il test in ambienti di grandi dimensioni.

Quesito 2

In relazione alla prima parte della prova, il candidato illustri una possibile soluzione per la generazione dei segnali ottici e acustici, di preallarme e di esecuzione della prova, scegliendo i dispositivi necessari e le tecniche di comando e di attuazione.

Quesito 3

Nell’ambito della gestione dei Rifiuti da Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche (RAEE), il candidato individui le tipologie di tali rifiuti e indichi le fasi salienti del loro ciclo di vita, evidenziando le principali norme, nazionali e comunitarie, a cui si fa riferimento per il loro smaltimento.

Quesito 4

Con riferimento al Decreto Legislativo 81/2008, il candidato individui le voci essenziali e identifichi le figure professionali preposte alla compilazione, organizzazione e attuazione del Piano Operativo di Sicurezza (POS).Ciao Alessandro,

mi guarda, ma non è solo il post fiera. In generale, comunque, ho tenuto il tuo riferimento. Se dovesse servire qualche cosa, ti ricontatto.

Soluzione della seconda parte

Soluzione Quesito 1 – Degrado dei segnali in ambienti di grandi dimensioni

In contesti di grandi dimensioni (ponti, stadi), l’aumento della distanza tra i sensori e l’unità di controllo accentua il degrado del segnale attraverso tre fenomeni principali: attenuazione, rumore e distorsione.

L’attenuazione è la riduzione della potenza del segnale lungo il cavo, causata dalla resistenza elettrica del conduttore che dissipa energia sotto forma di calore. Misurata in dB, può portare il segnale ricevuto sotto la soglia di sensibilità del sistema di acquisizione.

Il rumore è rappresentato dai segnali indesiderati (disturbi elettromagnetici, ronzio di rete a 50 Hz) che si sovrappongono al segnale utile. Nelle grandi strutture, i cavi lunghi agiscono come antenne, captando interferenze che possono mascherare le piccole variazioni di deformazione (specialmente quelle inferiori all’1%).

La distorsione è la modifica della forma d’onda originale dovuta alle componenti parassite del cavo (capacità e induttanza). Può alterare l’ampiezza o la fase, rendendo difficile l’identificazione precisa dei modi di vibrazione della struttura.

Per contrastare gli effetti di questi fenomeni è opportuno utilizzare cavi schermati, tecniche di trasmissione in corrente (4-20 mA) oppure la digitalizzazione del segnale in prossimità del sensore, per minimizzare il percorso del segnale analogico vulnerabile.

La digitalizzazione precoce è la soluzione più avanzata: invece di inviare la tensione analogica (0-24 V) lungo decine di metri di cavo (con tutti i problemi di rumore e attenuazione), si inserisce un convertitore A/D e un microcontrollore il più vicino possibile al sensore. I vantaggi sono immunità al rumore, eliminazione dell’attenuazione e integrità dei dati.

Per collegare i cinque sensori in modo digitale si possono usare protocolli seriali industriali come RS-485 o CAN bus (progettati per coprire centinaia di metri in ambienti rumorosi), oppure la conversione I2C o SPI se la distanza non è eccessiva. La digitalizzazione dei sensori comporta anche una modifica allo schema a blocchi: al posto di cinque ingressi analogici sul sistema centrale, si avrebbe un unico bus digitale a cui sono collegati tutti i sensori.

Soluzione Quesito 2 – Generazione dei segnali ottici e acustici

In un impianto reale i dispositivi di segnalazione, sia ottici sia acustici, devono essere apparecchiature da esterno con grado di protezione IP65, progettate per resistere agli agenti atmosferici e agli urti. Si tratta tipicamente di lampade a LED ad alta efficienza luminosa e sirene da esterno, che non possono essere alimentate direttamente dalla scheda ma necessitano di opportune interfacce di potenza a relè.

Il sistema programmabile fornisce in pratica soltanto il comando che attiva i dispositivi e ne determina il funzionamento secondo le specifiche prestabilite. L’emissione degli impulsi luminosi e sonori deve avvenire:

• per due minuti a intervalli di un secondo, a partire dalla pressione del pulsante di START;
• in seguito, a frequenza doppia (0,5 s) fino al termine della prova.

Di seguito è riportato il segmento di programma che attiva le segnalazioni ottiche e acustiche durante il periodo di preallarme:

// lettura pulsante: attesa finché lo stato è LOW
while (statoPB == LOW) {
  statoPB = digitalRead(2);
}

// pulsante premuto (stato HIGH): ciclo di preallarme (120 impulsi = 2 minuti a 1 Hz)
for (i = 1; i <= 120; i++) {
  digitalWrite(12, HIGH); // impulso luminoso ON
  digitalWrite(13, HIGH); // impulso sonoro ON
  delay(200);
  digitalWrite(12, LOW);  // impulso luminoso OFF
  digitalWrite(13, LOW);  // impulso sonoro OFF
  delay(800);
}

Di seguito è riportato il segmento che attiva le segnalazioni durante la fase di esecuzione della prova (frequenza raddoppiata a 2 Hz):

// la frequenza viene raddoppiata portando il periodo LOW a 300 ms (periodo totale = 500 ms → 2 Hz)
// gli impulsi persistono finché la deformazione non scende sotto l'1% del livello massimo
while (def > 0.01 * defmax) {
  digitalWrite(12, HIGH); // impulso luminoso ON
  digitalWrite(13, HIGH); // impulso sonoro ON
  delay(200);
  digitalWrite(12, LOW);  // impulso luminoso OFF
  digitalWrite(13, LOW);  // impulso sonoro OFF
  delay(300);
  def = analogRead(A0);
}

Per la gestione delle segnalazioni è stato utilizzato, a scopo didattico, il comando delay(). Si segnala tuttavia che, essendo questa un’istruzione bloccante, in un’applicazione reale potrebbe compromettere la corretta acquisizione dei dati. Se ad esempio si campionasse a 200 Hz (un dato ogni 5 ms), un delay di 300 ms causerebbe la perdita di 60 campioni.

In una realizzazione professionale si utilizzerebbe la funzione millis() o gli interrupt dei timer per gestire le segnalazioni in background senza interrompere il flusso di acquisizione dei sensori. I vantaggi di questa soluzione sono:

• il campionamento è continuo (il comando def = analogRead(A0) viene eseguito migliaia di volte al secondo, senza perdere alcun istante della vibrazione del solaio);
• se si preme un pulsante di emergenza, il sistema lo rileva istantaneamente, perché il ciclo while gira senza pause alla massima velocità del processore;
• luci e suono sono gestiti indipendentemente dal tempo impiegato dal sensore per la lettura dei dati.

L’uso di millis() permette di confrontare il tempo corrente con un riferimento temporale precedentemente memorizzato: se la differenza supera l’intervallo desiderato, il sistema cambia lo stato delle uscite. Questo approccio lascia il processore libero di eseguire altre istruzioni (lettura dei sensori, controllo degli ingressi di sicurezza) durante le pause delle segnalazioni, realizzando un multitasking software.

Soluzione Quesito 3 – Gestione dei RAEE

Con la sigla RAEE vengono contraddistinti i Rifiuti da Apparecchiature Elettriche ed Elettroniche, ovvero ciò che rimane di quelle apparecchiature che, per un corretto funzionamento, hanno avuto bisogno di correnti elettriche o di campi elettromagnetici e che sono state progettate per essere usate con una tensione non superiore a 1000 V in corrente alternata e a 1500 V in corrente continua.

I RAEE si dividono in domestici e professionali, a seconda che siano originati da nuclei domestici o da attività commerciali, industriali o istituzionali. Le direttive comunitarie di settore individuano le seguenti dieci categorie:

1. grandi elettrodomestici;
2. piccoli elettrodomestici;
3. apparecchiature informatiche e per telecomunicazioni;
4. apparecchiature di consumo;
5. apparecchiature di illuminazione;
6. strumenti elettrici ed elettronici;
7. giocattoli e apparecchiature per lo sport e il tempo libero;
8. dispositivi medici;
9. strumenti di monitoraggio e controllo;
10. distributori automatici.

I RAEE rappresentano allo stesso tempo una fonte di inquinamento e una risorsa di materiali recuperabili. Diverse categorie contengono materiali altamente nocivi per l’ambiente e la salute umana (ad esempio sostanze lesive dell’ozono nei frigoriferi); per questo devono essere gestiti in impianti altamente specializzati. Dai RAEE è possibile recuperare plastiche, metalli ferrosi e non ferrosi (alluminio, rame), metalli preziosi, vetro e parti elettroniche.

Fasi del ciclo di vita

Messa in sicurezza: i RAEE richiedono trasporti particolari e infrastrutture a norma di legge, in grado di movimentare, ricevere e stoccare le apparecchiature evitando il danneggiamento e la dispersione di sostanze pericolose. Prima del trattamento vero e proprio i RAEE vengono sottoposti a una fase di separazione, con lo scopo di rimuovere componenti e materiali pericolosi (condensatori contenenti PCB, gas ozonolesivi, componenti contenenti mercurio, batterie).

Trattamento e recupero: le attività di riciclaggio, recupero e valorizzazione dei materiali vengono realizzate grazie a linee di produzione che seguono il processo inverso rispetto alla produzione tradizionale: dal prodotto a fine vita si ottengono nuovamente materie prime riutilizzabili in nuovi cicli produttivi.

Quadro normativo

Il principio cardine della normativa è la responsabilità del Produttore. A livello europeo la disciplina di riferimento è la Direttiva 2012/19/EU, che fornisce agli Stati membri le linee guida per l’implementazione di un sistema di gestione dei RAEE con le seguenti finalità: prevenire la produzione dei RAEE; promuovere il reimpiego, il riciclaggio e il recupero; migliorare l’intervento dei soggetti che partecipano al ciclo di vita; ridurre l’uso di sostanze pericolose nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche.

In Italia il sistema è disciplinato, sulla base delle direttive europee, dal D.Lgs. 49/2014 (che ha abrogato il D.Lgs. 151/2005) e dai correlati Decreti Ministeriali, tra cui il Decreto Statuto-Tipo dei consorzi, il Decreto garanzie finanziarie, il Decreto tariffe e il Decreto uno contro zero.

Soluzione Quesito 4 – Il Piano Operativo di Sicurezza (POS)

Il D.Lgs. 81/2008 (Testo Unico sulla sicurezza sul lavoro), integrato dal D.Lgs. 106/2009, rispetta le direttive comunitarie incentrate sulla programmazione e sulla partecipazione di tutti i soggetti implicati nel lavoro.

Il Piano Operativo di Sicurezza (POS) è un documento obbligatorio che tutte le imprese esecutrici devono redigere prima di iniziare le attività operative in un cantiere temporaneo o mobile. È redatto dal datore di lavoro dell’impresa esecutrice e tratta i seguenti argomenti:

• valutazione dei rischi a cui sono sottoposti i lavoratori;
• misure di prevenzione e protezione da adottare per eliminare o contenere al massimo il rischio;
• organizzazione della sicurezza dell’impresa (lavorazioni, macchine, attrezzature).

Come previsto dall’Allegato XV del decreto, i contenuti minimi del POS comprendono i dati identificativi dell’impresa esecutrice, ovvero:

Oltre ai dati identificativi, il POS deve riportare:

• le specifiche mansioni inerenti la sicurezza svolte in cantiere da ogni figura nominata;
• la descrizione dell’attività di cantiere, delle modalità organizzative e dei turni di lavoro;
• l’elenco di ponteggi, ponti su ruote a torre e altre opere provvisionali, macchine e impianti;
• l’elenco delle sostanze e miscele pericolose con le relative schede di sicurezza;
• l’esito del rapporto di valutazione del rumore;
• le misure preventive e protettive integrative rispetto al Piano di Sicurezza e Coordinamento (PSC);
• l’elenco dei Dispositivi di Protezione Individuale (DPI) forniti ai lavoratori;
• la documentazione relativa all’informazione e alla formazione dei lavoratori.

Il Decreto Interministeriale 9 settembre 2014 ha introdotto il modello semplificato del POS: un modello standardizzato creato per semplificare gli adempimenti formali senza ridurre la tutela del lavoro. La scelta tra il modello semplificato e la metodologia classica è una facoltà del datore di lavoro, non condizionata dalla tipologia di attività svolta né dal tipo di cantiere.