Selezione delle attrezzature per atmosfere esplosive

 
Molti processi industriali avvengono in un'atmosfera resa esplosiva da gas, vapori o polveri. Che si tratti di sottoprodotti del processo o di pericoli intrinsechi, è indispensabile adottare le precauzioni necessarie per evitare incendi o esplosioni.

 

Il triangolo del fuoco (fig. 1) mostra i tre componenti che determinano un incendio o un'esplosione:

 

  • Presenza di combustibile
  • Presenza di calore o fonte di innesco
  • Ossigeno o altro agente ossidante
Triangolo del fuoco

Presenza di combustibile

Il combustibile derivante dai processi industriali generalmente può essere di due tipi:

 

  • "Gas", che comprendono vapori e nebbie. I tipici "gas" possono essere ammoniaca, metano, idrogeno, propano, etano e butano spesso presenti nei processi chimici e petrolchimici.
  • "Polvere", comprese le fibre e le particelle volatili. Le tipiche "polveri" possono essere strati e nuvole di polvere derivanti dalla lavorazione di metalli, alimenti e bevande, prodotti farmaceutici, carta e legno.

 

Fonti di innesco

Le fonti di innesco possono essere di diverso genere; comprendono ad esempio scintille emesse da attrezzature da taglio e saldatura, superfici calde, attrito, scintille causate da un impatto, scariche elettrostatiche, fulmini e altro.

 

Oxygen

Occorre considerare non solo l'ossigeno presente nell'aria, ma anche quello degli agenti ossidanti, come il cloro.

 

 

Protezione contro le esplosioni

Si possono evitare incendi ed esplosioni eliminando un lato del triangolo.

 

Il concetto di protezione contro le esplosioni prevede proprio questo: eliminare o limitare la presenza di ossigeno, combustibile o potenziali fonti di innesco.

 

Questo si ottiene attraverso un'attenta valutazione dell'ambiente operativo, la progettazione accurata dei processi e l'utilizzo attrezzature adatte ai metodi di protezione scelti.

 

 

 

Che cos'è la direttiva ATEX?

La sigla ATEX deriva dall'espressione francese "ATmosphères EXplosives".

 

Esistono due direttive ATEX dell'Unione europea, la "Direttiva attrezzature" per i produttori di attrezzature destinate all'uso in atmosfere potenzialmente esplosive (ATEX 114) 2014/34/UE e la "Direttiva luoghi di lavoro" per la salute e la sicurezza dei lavoratori soggetti al rischio causato dalle atmosfere esplosive (ATEX 137) 1999/92/CE.

 

La serie di norme IEC 60079, che costituiscono anche la base della direttiva 2014/34/UE (ATEX), fornisce indicazioni dettagliate su diversi aspetti:

 

  • Valutazione e classificazione delle aree pericolose in uno stabilimento.
  • Selezione e attuazione delle opportune attrezzature per i metodi di protezione contro le esplosioni.

 

 

Sicurezza intrinseca barriere ATEX

 

 

 

Che cos'è la classificazione delle zone ATEX?

La direttiva ATEX 1999/92/CE sui luoghi di lavoro definisce i requisiti minimi per migliorare la salute e la sicurezza dei lavoratori potenzialmente a rischio di atmosfere esplosive.

 

Questa direttiva impone l'obbligo di valutare e documentare accuratamente tutti i potenziali rischi di esplosione, tra cui:

 

  • Caratteristiche dei materiali infiammabili/esplosivi.
  • Fonte e gradi di rilascio potenziale (continua, principale, secondaria).
  • Ventilazione e dispersione.

 

Queste informazioni vengono poi utilizzate per classificare le aree di uno stabilimento in diverse zone in base alla probabilità e alla frequenza della presenza di atmosfera esplosiva.

 

Classificazione delle atmosfere esplosive ATEX / IEC

 

 

Zone ATEX e Classe/Div a confronto

Anche se il sistema a zone si basa su norme IEC ed è diffusamente adottato a livello internazionale, esistono alcune normative nazionali che fanno riferimento a metodi alternativi. Un esempio è la normativa nordamericana in materia di realizzazione e gestione degli impianti elettrici.

 

Il National Electrical Code (NEC) degli Stati Uniti e il Canadian Electrical Code (CEC) hanno definizioni diverse per le aree pericolose; per differenziarle utilizzano un formato basato su "classe" e "divisione".

 

Classificazione delle atmosfere esplosive in Nord America

 

Occorre però notare che con l'evolversi delle normative NEC/CEC, il modello a zone è sempre più accettato.

 

 

 

Quali sono i gruppi e le categorie di attrezzature ATEX?

La direttiva ATEX 2014/34/UE riguarda le attrezzature elettriche e/o meccaniche utilizzate in superficie, fuori terra, sotto terra e su impianti offshore fissi.


La direttiva riguarda in particolare:

 

  • Tutte le attrezzature destinate all'uso in atmosfere potenzialmente esplosive e in grado di provocare un'esplosione attraverso le proprie potenziali fonti di innesco.
  • I sistemi di protezione destinati all'uso in atmosfere potenzialmente esplosive.
  • I componenti, ovvero qualsiasi elemento essenziale per il funzionamento sicuro di attrezzature e sistemi di protezione ma senza una funzionalità autonoma.

 

Rientra nella responsabilità dei produttori garantire che tutti i prodotti interessati siano sottoposti a una valutazione di conformità specifica per il tipo di prodotto.

 

Gruppi di attrezzature

Le attrezzature e i prodotti che rientrano nell'ambito di applicazione della direttiva sono suddivisi in 2 gruppi:

 

Gruppo I – Settore minerario
Comprende le attrezzature sotterranee, nelle miniere, e qualsiasi macchinario di superficie associato esposto al rischio di emissione di grisù e/o polveri combustibili.

 

Gruppo II – Settori diversi da quello minerario
Comprende le attrezzature utilizzate ad esempio nell'industria di processo, dove è probabile che siano presenti atmosfere esplosive causate da gas, vapori, nebbie o miscele aria/polvere.

 

Categorie di attrezzature

Ogni gruppo di attrezzature è ulteriormente suddiviso in categorie in base al livello di protezione.

 

Categorie del gruppo I:

M1:

Le attrezzature di questa categoria sono destinate all'uso minerario e devono rimanere in funzione in presenza di atmosfera esplosiva.

 

M2:

Le attrezzature di questa categoria sono destinate all'uso minerario ma in presenza di atmosfera esplosiva la loro alimentazione deve essere interrotta.

 

Categorie del gruppo II:

Categoria di attrezzature 1

Le attrezzature di questa categoria sono destinate all'utilizzo in aree classificate come Zona 0 (gas) o Zona 20 (polveri) e devono avere un livello di protezione intrinseco molto alto. Devono proteggere anche in caso di guasti previsti e rari. La sicurezza deve essere garantita anche in caso di due guasti indipendenti.

Categoria di attrezzature 2

Le attrezzature di questa categoria sono destinate all'utilizzo in aree classificate come Zona 1 (gas) o Zona 21 (polveri) e devono avere un alto livello di protezione intrinseco. Devono proteggere anche in caso di guasti previsti. La sicurezza deve essere garantita in caso di una condizione di guasto prevista.

ATEX category 2 equipment

Categoria di attrezzature 3

Le attrezzature di questa categoria sono destinate all'uso in aree classificate come Zona 2 (gas) o Zona 22 (polveri). Devono fornire la protezione necessaria durante il normale funzionamento.

 

 

 

Metodi di protezione ATEX

Si possono adottare vari metodi di protezione contro le esplosioni in base alla natura del pericolo e al processo specifico.

 

In riferimento alle sezioni pertinenti della serie di norme e specifiche IEC 60079, sono specificati i requisiti completi per ogni tipo di metodo di protezione.

 

Le tabelle seguenti riassumono i metodi di protezione diffusi per il gas e per le polveri, indicando le zone in cui sono applicabili, il metodo di protezione e il riferimento IEC 60079.

 

Tipi di protezione - Gas

Tipi di protezione ATEX - Gas

 

 

Tipi di protezione - Polvere

Tipi di protezione ATEX - Polvere

 

 

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