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LE NORME DA RISPETTARE
PER TENERE SOTTO CONTROLLO
LE ESPLOSIONI DA POLVERI
Le principali misure di prevenzione e protezione: una guida tecnica che non
si ferma all’illustrazione delle disposizioni della Direttiva ATEX (prima parte)
Dott. Ing. Marzio Marigo - Consulente Antincendio e Sicurezza sul Lavoro, Pordenone
Il presente lavoro, partendo da
considerazioni sulla valutazione
del rischio da esplosione causato
da polveri (Direttive ATEX 100a e
137), si propone di illustrare le principali misure di prevenzione e protezione per far fronte a tale tipo di
fenomeno. Si farà ampio ricorso alle normative tecniche vigenti (EN,
CEI, prEN, NFPA) dando precisi riferimenti tecnico progettuali. L’autore con questo contributo, si ripromette l’obiettivo di fornire una
piccola linea guida tecnica sulle
esplosioni da polveri, che vada al
di là della semplice illustrazione
del disposto legislativo di recepimento ATEX. La seconda parte
dell’articolo sarà pubblicata sul
prossimo numero di Antincendio.
Il 20 agosto 1997, presso l’azienda SEMABLA di Blaye, sita a
50 km nord ovest da Bordeaux,
ebbe luogo un’esplosione dei silos destinati allo stoccaggio di cereali; la violenza dell’evento fu tale da causare la morte di 11 persone (10 lavoratori e un pescatore che si trovava nelle vicinanze).
L’8 giugno 1998 un analogo fenomeno causò la morte di 7 lavoratori ad Haysville nel Kansas
(USA).
Questi sono solo esempi della
violenza causata dalle deflagrazioni da polveri in impianti di stoccaggio e trasporto e può stupire
che materiali normalmente non
pericolosi come farina, legno, alluminio, zucchero possano causare conseguenze così devastanti.
È anche per far fronte ad eventi di questo tipo che il 10 settembre 2003 è entrato in vigore in Italia il D.Lgs. 233/03 (recepimento
della
direttiva
comunitaria
99/92/CE – ATEX 137) relativo alle prescrizioni di tutela della sicurezza dei lavoratori che possono
essere esposti al rischio di atmosfere esplosive.
Tale Decreto aggiorna e integra il D.Lgs. 626/94 con il titolo
VIII-bis e con gli allegati XV-bis,
XV-ter, XV-quater. Questo provvedimento legislativo, in accordo
con il D.P.R. 126/98 (recepimento
della Direttiva Comunitaria
94/9/CEE – ATEX 100a) si propone di porre in sicurezza tutte quelle aziende che, anche in presenza di un rischio di esplosione di
una certa rilevanza, non ricadono,
per esempio, nell’ambito di applicazione del disposto normativo relativo alle aziende a rischio di incidente rilevante (D.Lgs. 334/99 –
direttiva Seveso II).
Esistono infatti tutta una serie
di aziende (agricoltura, legno, farmaceutiche, metalli) nelle quali il
materiale coinvolto nel ciclo produttivo non è normalmente pericoloso; esso diventa tale, unicamente se trasportato e immagazzinato sotto forma di polveri avenANTINCENDIO aprile 2004
ti dimensioni normalmente inferiori
a 500 µm.
Il presente lavoro si propone
quindi di fornire, partendo dall’analisi delle Direttive ATEX 100a
e 137 e dalla normativa tecnica
sia di origine comunitaria (EN),
sia statunitense (NFPA), la descrizione della valutazione del rischio di esplosione causato da
polveri in sospensione e dei principali metodi di prevenzione e
protezione contro tale tipologia di
pericolo.
Considerazioni preliminari
sulla Direttiva Atex
Il D.Lgs. 233/03 (ATEX 137)
prevede che il datore di lavoro realizzi la valutazione dei rischi legati alla presenza di un’atmosfera
esplosiva tenendo conto dei seguenti elementi:
– probabilità e durata della presenza di atmosfere esplosive;
– probabilità che le fonti di accensione, comprese le scariche elettrostatiche, siano presenti e divengano attive ed efficaci;
– caratteristiche dell’impianto,
delle sostanze utilizzate, dei
processi e delle loro interazioni;
– entità degli effetti prevedibili.
Uno dei risultati di tale valuta81
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IL RISCHIO ESPLOSIONE
DA POLVERI
zione è la suddivisione dell’attività
in zone in cui possono con più o
meno probabilità formarsi atmosfere esplosive. Tale suddivisione
può essere realizzata in conformità
alla norma EN 50281-3, come specificato nell’allegato XV-bis del
D.Lgs. 626/94. Le caratteristiche
della suddivisione tratte dalla EN
50281-3 sono le seguenti.
– Area 20: Luogo in cui un’atmosfera esplosiva, sotto forma di
una nube di polvere combustibile nell’aria, è presente in modo continuo, per lunghi periodi,
o di frequente. Esempi di tali
zone sono l’interno dei sistemi
di contenimento di polveri come silos, cicloni e filtri oppure i
sistemi di trasporto polveri oppure l’interno di miscelatori,
macinatori e essiccatori.
– Area 21: Luogo in cui è probabile sia presente un’atmosfera
esplosiva, sotto forma di una
nube di polvere combustibile
nell’aria, sporadicamente durante il funzionamento ordinario. Esempi di tali zone sono le
aree esterne ai contenimenti di
polveri dove si accumulano polveri e dove lo strato di polvere
può essere disturbato e formare miscele di polveri esplosive/aria oppure le aree all’interno di contenimenti di polveri dove possono formarsi nubi di
polveri esplosive (ma non in
modo continuo, né per lunghi
periodi, né frequentemente) come per esempio silos (se riempiti e/o svuotati solo occasionalmente) e il lato sporco di filtri in caso di lunghi intervalli di
autopulizia.
– Area 22: Luogo in cui è impro82
babile sia presenta un’atmosfera esplosiva, sotto forma di
una nube di polvere combustibile nell’aria, durante il funzionamento ordinario o, se ciò avviene, è possibile sia presente
solo poco frequentemente e
per breve periodo. Esempi di tali aree sono le uscite dagli sfiati degli involucri dei filtri nella
zona pulita, in quanto, in caso
di malfunzionamento, possono
verificarsi emissioni di miscele
di polveri esplosive/aria.
Si individueranno così le classi di sicurezza degli apparecchi e
dei sistemi di protezione corrispondenti alle categorie indicate
nel D.P.R. 126/98 (Tabella 1).
A seguito della valutazione dei
rischi (art. 88-quinquies, D.Lgs.
626/94) e della ripartizione in aree
dell’attività (art. 88-octies, D.Lgs.
626/94) il datore di lavoro deve redigere il documento di protezione
contro le esplosioni (art. 88-novies,
D.Lgs. 626/94) e deve adottare le
misure di prevenzione e protezione indicate nell’allegato XV-ter secondo la programmazione indicata in Tabella 2.
Nel dettaglio, le misure tecniche di prevenzione e protezione
per i sistemi di trasporto e stoccaggio delle polveri possono es-
IL RISCHIO ESPLOSIONE
DA POLVERI
sere individuate con l’ausilio della
norma armonizzata EN 1127-1.
Una suddivisione delle stesse
è riportata nella figura 1.
Tabella 2 – RISCHIO ESPLOSIONE: INTERVENTI DI PREVENZIONE E PROTEZIONE E RELATIVA PROGRAMMAZIONE
(dal D.Lgs. 233/03)
Prevenzione
del rischio alla fonte
Sono molte le strategie che
permettono l’ottenimento di atmosfere non esplosive partendo da
miscele potenzialmente pericolose. La presenza di atmosfere polvere/aria limita, tuttavia, tali opzioni.
Tali miscele sono, infatti, solitamente non omogenee e il calcolo della concentrazione negli apparecchi di contenimento determina, di norma, soluzioni non aderenti alla realtà del fenomeno. Localmente, infatti, si possono formare concentrazioni anche di molto superiori alla media calcolata.
Risulta pertanto impossibile realizzare sistemi di controllo che mantengano la miscela polvere/aria al
di sotto del proprio limite di infiammabilità; controllo che invece è molto utilizzato nel caso di combustibili gassosi.
Le uniche alternative possibili
di riduzione del rischio alla fonte
rimangono (cfr. EN 1127-1) l’inertizzazione della miscela e un’oculata metodologia progettuale, co-
Requisiti
di conformità
Attrezzature
di lavoro nuove
Attrezzature
di lavoro già in uso
Luoghi
di lavoro nuovi
Luoghi
di lavoro già in uso
Conformità
all’allegato XV-ter,
parte A,
D.Lgs. 626/94
Paragrafi: 1.1, 1.2,
2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5,
2.8, 2.9, 2.10
Conformità
all’allegato XV-ter,
parte B,
D.Lgs. 626/94
Paragrafi: 1.1, 1.2,
2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5,
2.8, 2.9, 2.10
Conformità
all’allegato XV-ter,
parte A,
D.Lgs. 626/94
Paragrafi: 2.6, 2.7,
2.11, 2.12
Conformità
all’allegato XV-ter,
parte A,
D.Lgs. 626/94
Paragrafi: 2.6, 2.7,
2.11, 2.12
Immediata
Immediata
Entro il 30/06/2006
Conformità
all’allegato XV-ter,
parte A,
D.Lgs. 626/94
Programmazione
Immediata
Tabella 3 – MISURE ATTE A LIMITARE LA FORMAZIONI DI ATMOSFERE ESPLOSIVE
Strategia
di prevenzione
Riferimento
paragrafo EN 1127-1
Normativa tecnica
armonizzata
Normativa tecnica
nazionale
Normativa tecnica
NFPA
Inertizzazione
6.2.2.3
prEN 14034-4
-
NFPA 69/97
NFPA 654/97
Corretta
progettazione
impiantistica
6.2.3.2
6.2.3.3
6.2.3.4
Cfr. Tabella 5,
Tabella 10
Cfr. Tabella 5,
Tabella 10
Cfr. Tabella 5,
Tabella 10
Tabella 1 – ASSOCIAZIONE TRA CLASSIFICAZIONE DI AREA
E LA CATEGORIA DELL’APPARECCHIO (dall’all. XV-ter, D.Lgs. 626/94)
Area
Categoria di apparecchio
20
1
21
1, 2
22
1, 2, 3
ANTINCENDIO aprile 2004
Figura 1 – Esplosione
da polveri: misure tecniche
di prevenzione e protezione
ANTINCENDIO aprile 2004
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IL RISCHIO ESPLOSIONE
DA POLVERI
me per esempio l’aspirazione localizzata, l’adozione di idonee velocità di cattura, l’adozione delle
misure di prevenzione (Tabella 5),
l’adozione delle misure di protezione (Tabella 10).
La Tabella 3 indica la normativa da seguire in caso di assunzione di misure di prevenzione del rischio di esplosione alla fonte.
L’impianto di inertizzazione ricade chiaramente nell’ambito di
applicazione della direttiva
94/9/CE.
centrazione esplosiva (LOC – progetto di norma armonizzata prEN
14034-4), impedisce l’ignizione dell’esplosione della miscela. I gas
inerti introdotti possiedono natura
diversa, quindi in generale il potere inertizzante decresce secondo
il seguente ordine:
–
–
–
–
anidride carbonica;
vapor d’acqua;
azoto;
argon (gas nobili).
A titolo esemplificativo, si riportano i limiti di concentrazione
di ossigeno (LOC) necessari a
inertizzare
una
miscela
polvere/aria utilizzando azoto e
anidride carbonica come gas inerti (Tabella 4). I limiti di ossigeno indicati dovranno essere validati attraverso prove realizzate in conformità al progetto di norma armo-
Inertizzazione
L’inertizzazione prevede l’introduzione di gas inerte nel recipiente contenente la miscela polvere/aria pericolosa. Tale operazione, abbassando il tenore di ossigeno al di sotto del limite di con-
IL RISCHIO ESPLOSIONE
DA POLVERI
nizzata prEN 14034-4. La scelta
dei gas inerti è influenzata da vari fattori tra cui:
– efficacia inertizzante del gas;
– possibilità di stoccaggio;
– possibilità di approvvigionamento;
– costo;
– condizioni del processo;
– rischi connessi alla sicurezza
dei lavoratori.
Alcuni gas inerti possono presentare incompatibilità con sostanze combustibili. L’anidride carbonica, ad esempio, risulta incompatibile con il magnesio e l’alluminio. In questi casi può rendersi necessario l’utilizzo di argon.
Miscele esplodibili possono essere inertizzate anche con l’aggiunta di polveri inerti quali il solfato di calcio, il fosfato di ammonio e
Tabella 4 – LIMITI DELLA CONCENTRAZIONE DI OSSIGENO (LOC) NELL’UTILIZZO DI AZOTO E ANIDRIDE CARBONICA
(dall’NFPA 69/97)
Categoria
Sostanza
LOC
N2/Aria
LOC
CO2/Aria
(Volume % O2 al di sopra
(Volume % O2 al di sopra
del quale può avvenire l’esplosione) del quale può avvenire l’esplosione)
Polveri di prodotti agricoli
il bicarbonato di sodio, che devono
risultare compatibili con la polvere
da rendere inerte.
Tale processo può essere realizzato solo in impianti chiusi in cui
sia possibile solo uno scambio di
volume gassoso ridotto nell’unità
di tempo.
Prevenzione della formazione
di sorgenti di ignizione
La prevenzione delle sorgenti di
ignizione nelle esplosione di polveri si può ottenere rispettando la normativa tecnica relativa al fattore di
rischio considerato.
Le fonti di ignizione più plausibili per tale tipo di fenomeno sono
ricavate dalla EN 1127-1.
Nel seguito (Tabella 5) si elencano pertanto i principali rischi di
ignizione di nubi di polveri, corre-
landoli alla normativa tecnica applicabile (armonizzata e non).
Superfici calde
L’ignizione di deflagrazioni indotte da nubi di polvere può derivare dal contatto con superfici calde, tra le quali risultano in grado di
innescare polveri sotto forma di nube:
–
–
–
–
–
radiatori, essiccatoi, tubi radianti;
innesti a frizione e freni a innesto meccanico;
cuscinetti radenti o volventi
(non sufficientemente lubrificati), passaggi d’albero;
corpi estranei negli alloggiamenti a tenuta di parti mobili;
sistemi di riscaldamento a resistenza.
Le misure tecniche di prevenzione da tale fonte di innesco sono essenzialmente legate alla limitazione della temperatura massima delle superfici poste a contatto con le polveri, al di sotto di limiti specificati.
La superficie calda non deve innescare un’atmosfera deflagrante
nelle condizioni relative alla categoria dell’apparecchio; né poter accendere uno strato di polvere che
si deposita sull’apparecchio stesso.
In particolare le superfici che
entrano in contatto con nubi di polveri dovranno possedere temperature non superiori ai 2/3 di quella di accensione della nube Tcl determinata conformemente a quanto prescritto dalla EN 50281-2-1.
L’accensione degli strati di polveri può essere evitata adottando
le misure previste dall’allegato B
Tabella 5 – NORMATIVE APPLICABILI COME MISURE DI PREVENZIONE ALLE VARIE FONTI DI IGNIZIONE
Strategia
di prevenzione
Riferimento
paragrafo
EN 1127-1
Normativa tecnica
armonizzata
Normativa tecnica
nazionale
Normativa tecnica
NFPA
Superfici calde
5.3.2
6.4.2
EN 50281-2-1
EN 50281-3
–
NFPA 69/97
NFPA 654/97
Fiamme e gas caldi
5.3.3
6.4.3
–
–
NFPA 69/97
NFPA 654/97
NFPA 51B/99
Scintille di origine meccanica
5.3.4
6.4.4
EN 13821
EN 50281-2-1
–
NFPA 69/97
Caffè
Granoturco
Segatura
-
17
11
16
Polveri di carbone
Coke di petrolio
Lignite
-
17
15
Polveri chimiche
Acido salicilico
Acido isoptalico
15
-
17
14
Materiale elettrico
5.3.5
6.4.5
art. 6.4.5
EN 1127-1
–
–
Polveri metalliche
Silicio
Titanio
Magnesio
11
4
0
12
0
0
Elettricità statica
5.3.7
6.4.7
CLC/TR 50404
–
NFPA 77/00
Polveri di materie plastiche
Urea formaldeide
Acetato di cellulosa
9
16
11
Fulmini
5.3.8
6.4.8
–
CEI 81-4
CEI 81-1
–
84
ANTINCENDIO aprile 2004
ANTINCENDIO aprile 2004
NFPA 654/97
NFPA 72/02
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IL RISCHIO ESPLOSIONE
DA POLVERI
della EN 50281-3. Per strati di polvere spessi fino a 5 mm la temperatura massima della superficie
(Tmax) deve essere:
Tmax <T5mm –75
dove T5mm rappresenta la minima temperatura di innesco di uno
strato di polvere di 5 mm determinata secondo la metodologia di
prova indicata nella EN 50281-21.
Tuttavia, se lo strato di polvere
è compreso tra 5 mm e 50 mm la
Tmax deve essere ridotta rispetto a
quanto indicato nell’equazione precedente.
A titolo indicativo nella Tabella
6 si riportano gli andamenti della
Tmax in funzione dello spessore e
di due differenti T5mm.
Se l’apparecchiatura deve essere posizionata in uno strato di
spessore superiore a 50 mm, la
temperatura andrà ulteriormente
diminuita anche a causa dell’effetto
isolante dello strato, realizzando
opportuni test di laboratorio.
In ogni caso, prese, spine, apparecchi di illuminazione devono
essere rigorosamente vietati in ap-
plicazioni di quest’ultimo tipo.
Fiamme e gas caldi
Fiamme libere e gas caldi rappresentano un fattore di rischio
non accettabile in qualsiasi zona,
comunque classificata, con presenza di polveri. Le fiamme, anche
se di dimensioni non rilevanti devono essere escluse in modo assoluto da zone classificate 20. In
zone 21 e 22 possono essere presenti a condizione che siano confinate e che sulle superfici di confine non si raggiungano le temperature specificate nel paragrafo
precedente.
È necessario vietare severamente il fumo e l’uso di fiamme libere. Qualsiasi lavorazione a fuoco che si renda necessaria dovrà
essere preventivamente autorizzata (in forma scritta) dal servizio
di prevenzione e protezione aziendale che stabilirà di volta in volta
le misure di sicurezza compensative. Le lavorazioni a fuoco è opportuno siano svolte in conformità
a quanto previsto dalla NFPA
51B/99.
La presenza di fiamme libere
IL RISCHIO ESPLOSIONE
DA POLVERI
può causare, nel caso di canalizzazione di braci all’interno di sistemi di aspirazione e depolverazione, deflagrazioni nei filtri e/o nei
silos di stoccaggio. Si rende necessaria, pertanto, la presenza lungo le condutture di adduzione di
sistemi rivelatori di scintilla, così
come illustrati nel prossimo paragrafo.
Scintille di origine meccanica
Il contatto tra superfici per impatto, attrito o abrasione può produrre scintille che possono causare l’accensione di miscele di polveri con l’aria. Frequente è infatti il
fenomeno della canalizzazione di
pezzi metallici in sistemi di trasporto pneumatico di polveri.
In generale l’ignizione di miscele polvere/aria causata da scintille generate meccanicamente dipende essenzialmente da due fattori:
– minima energia di ignizione
(MIE);
– minima temperatura di ignizione (MIT).
La MIE è la più bassa scarica
Tabella 6 – ANDAMENTO DELLA TEMPERATURA MASSIMA DELLA SUPERFICIE IN FUNZIONE DELLO SPESSORE
E DEL VALORE INIZIALE DI 5 MM (dall’EN 50281-3)
Spessore dello strato (mm)
10
20
30
40
50
86
Temperatura minima di innesco dello strato di 5 mm (°C)
400
250
270
205
170
145
130
150
120
95
75
70
ANTINCENDIO aprile 2004
di energia elettrica in grado di accendere una miscela esplosiva in
condizioni di test specificate (EN
13821). La MIT è la più bassa temperatura di una superficie calda in
grado di accendere una miscela
esplosiva in condizione di test specificate (EN 50281-2-1).
L’energia di ignizione di miscele polvere/aria è più elevata nei casi di attrito con acciaio rispetto a
urti alluminio/ruggine nei quali si
sviluppano reazione di tipo alluminotermico, mentre valori intermedi possiedono i casi di abrasione
meccanica con acciaio (Figura 2).
I processi di attrito, urto e abrasione che avvengono tra ruggine
e metalli leggeri (Al, Mg) sono causa di reazioni alluminotermiche, efficaci nell’ignizione di miscele di
polveri e aria. Va pertanto evitato,
in particolare per le zone classificate 20, l’attrito tra leghe di Al e
Mg (a eccezione delle leghe con
percentuali di Al<10%) con acciaio,
dato il pericolo di formazione di
ruggine in quest’ultimo.
L’acciaio inox austenitico (AISI
304, 316, 321, 347) non
presenta tale problema.
Devono altresì essere
evitati, in particolare in
zone 20, gli urti tra leghe
di Ti e Zr con qualsiasi
superficie dura.
Anche la velocità di
scorrimento relativa del
flusso nei condotti di trasporto ha rilevanza per
determinare l’efficacia di
ignizione di miscele di
polveri combustibili; in
generale solo velocità inferiori a 1 m/s si possono considerare sicure.
Gli utensili impiegati
in atmosfera esplosiva
(20, 21, 22) devono essere conformi a quanto specificato in appendice A della EN 1127-1.
Una prima misura di prevenzione contro il rischio di accensione da scintillio meccanico consiste nell’installazione a monte del
trasporto pneumatico di dispositivi di separazione tra i pezzi convogliati e il flusso stesso (separatori elettromagnetici, a gravità,
pneumatici, a griglie) che dovran-
no essere di categoria 1 visto che
operano in zone assimilabili alla
20. L’impatto di pezzi metallici convogliati nel flusso con la girante del
ventilatore può causare l’ignizione
di miscele polvere/aria.
È pertanto necessario che l’impianto sia realizzato in depressione; il ventilatore posizionato in zona 22 (Figura 3) potrà pertanto essere realizzato in categoria 3. Per
contro, situazioni diverse quali
Figura 2 – Ignizione miscela polvere/aria, relazione tra MIE e MIT (da: Perry R., Green D.
W., Perry’s Chemical Engineers Handbook, McGraw-Hill, New York (USA), 1997)
Figura 3 – Esempio di sistema di depolverazione filtro/ciclone in depressione
ANTINCENDIO aprile 2004
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IL RISCHIO ESPLOSIONE
DA POLVERI
IL RISCHIO ESPLOSIONE
DA POLVERI
Tabella 7 – MISURE INTEGRATIVE ALL’INSTALLAZIONE DI VENTILATORI IN ZONA 20
(dall’NFPA 69/97)
N.
Misure di prevenzione
Misure di protezione
1
Riduzione della concentrazione di ossigeno
al di sotto del limite di esplosività
(difficilmente applicabile con polveri)
Installazione di valvole automatiche a rapido
azionamento (fast active valves)
2
Impianto di soppressione delle esplosioni
Installazione di diversori del fronte di fiamma
3
Diluizione delle polveri combustibili con altre non combustibili.
Tale misura deve rendere la miscela non combustibile
(applicazione difficoltosa in quanto interferisce
con il ciclo produttivo)
Installazione di sistemi di estinzione
del fronte di fiamma
quelle di sistemi misti pressione/depressione devono essere per
quanto possibile evitate (Figura 4).
Il ventilatore della Figura 4 è posizionato in zona 20; andrà pertanto realizzato in conformità alla categoria 1. A titolo indicativo si riportano le misure di sicurezza che
possono essere previste per tale
tipo di macchina prendendo spunto dalla NFPA 650/98:
– materiali di costruzione antiscintilla (es. antiscintilla in ottone tra pulegge e carter, tenuta
flottante grafitata);
– componenti compatibili con i
materiali convogliati;
– cuscinetti volventi e radenti esterni alla zona della carcassa;
– adeguate distanze di sicurezza tra girante e carcassa;
ANTINCENDIO aprile 2004
sta ragione che viene comunque
consigliata (NFPA 69/97) la combinazione con misure di protezione come i sistemi di soppressione
delle deflagrazioni o l’installazione
di pannelli di decompressione.
Il sistema di rilevazione ed
estinzione delle scintille va installato in tubazioni di trasporto pneumatico. Tipicamente esso è composto da (Figura 5):
– set di rilevatori di braci scintille
installati all’interno delle condotte di adduzione e trasporto;
– almeno un’unità di estinzione
installata a valle del rilevatore;
– un pannello di controllo che for-
nisca l’energia accessoria, riceva i segnali del/i rilevatore/i
e azioni, in caso di necessità,
l’unità di estinzione.
La sensibilità del rilevatore di
scintilla è data dalla seguente
equazione (NFPA 72/02):
S =
k ⋅ P ⋅ e -µd
d2
dove:
S è la potenza radiante intercettata dal sensore (W) sufficiente a produrre la risposta di allarme;
k è la costante di proporzionalità
– cinghie di trasmissione esterne alla zona della carcassa e
certificate conformi alla direttiva 94/9/CE;
– albero, girante, cuscinetti adeguatamente fissati per limitare
spostamenti assiali e trasversali;
– presenza di un sistemi di rilevazione di vibrazioni, temperatura, materiale accumulato certificati conformi alla direttiva
94/9/CE;
– progettazione strutturale con analisi agli elementi finiti per il calcolo
della Pred;
– installazione di aperture di decompressione
conformi alla direttiva
94/9/CE e dimensionate
secondo prEN 14491;
– Motore e parti elettriche
adeguate alla zona 20;
– fondazioni e supporti
progettati per resistere alle vibrazioni indotte dalle
operazioni di trasporto.
Figura 4 – Esempio di sistema di depolverazione filtro/ciclone misto pressione/depressione
88
sione dovranno prevedere oltre al
ventilatore con le caratteristiche
appena indicate, anche la presenza di uno dei sistemi di prevenzione/protezione previsti dalla NFPA
69/97 (Tabella 7).
Un’altra misura importante di
prevenzione contro il rischio di
esplosione causata da scintille di
origine meccanica sono i sistemi
di rilevazione ed estinzione delle
braci/scintille, che devono essere
di categoria compatibile con la zona nella quale sono installati (cfr.
Tabella 1). Questi sistemi diminuiscono in maniera significativa il rischio di esplosione da polveri, benché non siano risolutivi. È per que-
In ogni caso, sistemi
misti pressione/depresANTINCENDIO aprile 2004
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IL RISCHIO ESPLOSIONE
DA POLVERI
IL RISCHIO ESPLOSIONE
DA POLVERI
Figura 5.
Esempio
di sistema
di rilevazione
ed estinzione
delle scintille
Figura 6.
Emissione
all’infrarosso
di braci di legno
incandescenti
(dall’NFPA 650/98)
del rilevatore;
P è la potenza radiante emessa
dalla scintilla di test (W);
µ è il coefficiente di assorbimento dell’aria nel campo di frequenze del sensore;
d è la distanza tra la scintilla di
test e il rilevatore (m).
Sensibilità di 10 µW e velocità
di risposta di 100 µs permettono
la rilevazione di scintille grandi come punte di spillo che si muovono
a velocità anche superiori a quel-
la del suono. I sistemi di rilevazione di scintilla devono essere installati all’interno dei condotti di trasporto pneumatico, in tratti normalmente al buio. La rilevazione
avviene all’infrarosso con lunghezze d’onda comprese tra 0.5 e
2 µm, dove le braci emettono la
maggior energia (Figura 6).
Un problema molto importante
per questo tipologia di impianti è
la distanza tra il rilevatore di scintilla e gli ugelli di spegnimento.
La scintilla rilevata dovrà infatti giungere in prossimità degli ugelli quando essi sono già attivati.
Pertanto la distanza tra il rilevatore e gli ugelli non potrà essere inferiore a:
L ≥ Vflusso · Ksistema
Bibliografia
Normativa tecnica
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Ove la vflusso è la minore tra le
velocità del flusso convogliato nelle diverse condizioni di funzionamento. A valle dello spegnimento
è opportuna un’ulteriore rilevazione che, se positiva, azionerà l’allarme esplosione. Il ritorno di scintille o fiamme nell’ambiente di lavoro è evitato con l’adozione di appositi by pass comandati da rilevatori di scintilla installati a monte
del filtro a maniche (Figura 7). Particolare attenzione dovrà, infine,
essere posta alla compatibilità tra
la sostanza estinguente e il materiale convogliato.
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Materiale
elettrico
Figura 7.
Schema completo
di funzionamento
di un impianto
di rilevazione
ed estinzione
delle scintille
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ANTINCENDIO aprile 2004
Il materiale elettrico deve essere progettato, installato e sottoposto a manutenzione in conformità alle norme riportate all’art.
6.4.5 della EN 1127-1.
–
–
EN 1127-1, Explosion prevention
e protection
EN 13237, Term and definitions for
equipment and protective system
intended for use in potentially explosive atmosphere
EN 13821, Determination of minimum ignition energy of dust/air
mixtures
EN 50281-2-1, Test methods Methods for determining the minimum ignition temperatures of dust
EN 50281-3, Classification of areas
where combustible dust are or may
be present
prEN 14034-1, Determination of
the maximum explosion pressure
prEN 14034-4, Determination of
the limiting oxygen concentration
of dust clouds
prEN 14373, Explosion suppression systems
prEN 14460, Explosion resistant
equipment
prEN 14491, Dust explosion venting protective systems
CLC/TR 50404, Code of practise
for the avoidance of hazards due
static electricity
CEI 81-1, Protezione delle strutture contro i fulmini
CEI 81-4, Valutazione del rischio
dovuto al fulmine
NFPA 51B/99, Standard for fire
prevention during welding, cutting
and other hot work
NFPA 61/99, Standard for the prevention of fires and duct explosions
in agricultural and food service
NFPA 68/02, Guide for venting of
deflagration
NFPA 69/97, Standard on explosion prevention system
NFPA 77/00, Recommended practise on static electricity
NFPA 650/98, Standard for pneumatic conveying system for handling combustible particulate solids
NFPA 654/97, Standard for the prevention of fire and dust explosions
from the manufacturing, processing and handling of combustible
particulate solids
ANTINCENDIO aprile 2004
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NFPA 664/98, Standard for the prevention of fires and explosions in
wood processing and woodworking
facilities
Manuali e test di riferimento
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AA.VV., Fire Protection Engineering, NFPA, Quincy, Massachusetts
(USA), 2002
AA.VV., Fire Protection Handbook,
NFPA, Quincy, Massachusetts
(USA), 2003
AA.VV., Impianti elettrici nei luoghi
con pericolo di esplosione, TNE,
Torino, 2002
AA.VV., La nuova legislazione sui
luoghi con pericolo di esplosione,
TNE, Torino, 2003
Monte A., Elementi di impianti industriali, Cortina, Torino 1994
Olivari V., Manuale degli impianti
per l’industria, Tecniche Nuove, Milano, 1999
Pasquon I. Pregaglia G., Principi
della chimica industriale. Parte 4:
Rischi potenziali, sicurezza e protezione ambientale, Città Studi, Milano, 1996
Perry R., Green D. W., Perry’s Chemical Engineers Handbook, McGraw-Hill, New York (USA), 1997
■ ANTINCENDIOLINK ■
La redazione della rivista consiglia,
per approfondire l’argomento trattato
in questo articolo, di consultare anche:
• Prodotti antincendio
e loro commercializzazione.
Un nuovo scenario
I. Tiezzi
Antincendio, giugno 2003
• Prodotti petroliferi ecco
come cambieranno le regole tecniche
A. Geri
Antincendio, aprile e maggio 2003
Gli articoli citati e le intere annate
di Antincendio dal 1994 al 2003
sono ricercabili su www.insic.it,
il portale per gli specialisti della sicurezza,
nella sezione LETTERATURA.
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