Classificazione delle aree con pericolo di esplosione

Classificazione delle aree con
pericolo di esplosione
Ing. Maurizio Toninelli
Classificazione delle aree
Metodo di analisi e di suddivisione convenzionale
dei luoghi in ZONE PERICOLOSE e ZONE NON
PERICOLOSE in base alla provenienza del pericolo
gas, vapori o nebbie
infiammabili
polveri combustibili
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Dlgs. 81/2008: titolo XI - rischio di esplosione
DATORE DI LAVORO >> OBBLIGHI DI
SICUREZZA E OBBLIGHI DI LEGGE
“Definizione delle zone pericolose (art. 293 + allegato XLIX)”
Le aree a rischio di esplosione sono ripartite in zone
in base alla frequenza e durata della presenza di
atmosfere esplosive
esplosive.
Il livello dei provvedimenti da adottare è
determinato dalla classificazione
Zone pericolose
GAS
PRESENZA DI ATMOSFERA
ESPLOSIVA
POLVERI
ZONA 0
Continua, per lunghi periodi o
spesso
ZONA 20
ZONA 1
Probabile durante le normali attività
ZONA 21
ZONA 2
Non probabile durante le normali
attività; nel caso solo di breve
durata
ZONA 22
probabilità
durata
2
Norma EN 60079-10-1




Sostanze
– rischio significativo
– caratteristiche: LEL, UEL, densità, temperature, ecc..
Ricercare
Ri
e id
identificare
tifi
le
l sorgenti
ti di emissione
i i
SE
– esempi: pozze, valvole, flange, sfiati, porte, aperture, ecc.
– in funzionamento normale e in caso di guasto
– grado delle sorgenti di emissione
– portata di emissione / durata dell’emissione
• gas o vapore emessa nell’unità di tempo
Determinazione della zona (0, 1, 2)
• grado di emissione
• ventilazione  grado e disponibilità
Estensione della zona
– volume Vz: volume ipotetico dell’atmosfera esplosiva, oltre il quale
la concentrazione è significativamente inferiore al LEL
• portata di emissione e ventilazione
Caratteristiche delle sostanze
GAS
IIA
IIB
IIC
Gruppo apparecchiature
IIA, IIB o IIC
IIB o IIC
IIC
Appendice GA, guida CEI 31.35
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Sorgenti di emissione (SE)
Punti o parti di impianto da cui può essere emesso
nell’atmosfera un gas, un vapore, un liquido
infiammabile (o una nebbia) con modalità tale da
originare un’atmosfera esplosiva.
Grado di emissione e tipo di zona
GENERALMENTE
• grado di emissione continuo  zona 0
• grado di emissione primo
 zona 1
• grado di emissione secondo  zona 2
LA VENTILAZIONE è l’elemento che può
alterare questa corrispondenza univoca.
Una cattiva ventilazione o la
sua assenza, potrebbe
t bb condurre
d
ad un aggravio del tipo di zona.
Esempio: una emissione di primo
grado potrebbe generare una zona 0
invece di una zona 1.
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Ventilazione
Caratteristiche della VENTILAZIONE, sia naturale
che artificiale, per la definizione delle ZONE
PERICOLOSE
• GRADO = capacità di diluizione dei gas;
ALTO (VH), MEDIO (VM), BASSO (VL).
• DISPONIBILITA’ = affidabilità di mantenimento del
grado di ventilazione considerato;
BUONA, ADEGUATA, SCARSA.
Tipo di zona pericolosa e ventilazione
Norma CEI EN 60079-10-1: Tab. B.1.
GRADO DELLA VENTILAZIONE
ALTO
GRADO
DELLA
EMISSIONE
MEDIO
BASSO
DISPONIBILITA’ DELLA VENTILAZIONE
Buona
Adeguata
Scarsa
Buona
Adeguata
Scarsa
Buona
Adeguata
Scarsa
CONTINUO
Zona 0 NE
Luogo
non
pericoloso
Zona 0 NE
+
Zona 2
Zona 0 NE
+
Zona 1
Zona 0
Zona 0
+
Zona 2
Zona 0
+
Zona 1
Zona 0
PRIMO
Zona 1 NE
Luogo
non
pericoloso
Zona 1 NE
+
Zona 2
Zona 1 NE
+
Zona 2
Zona 1
Zona 1
+
Zona 2
Zona 1
+
Zona 2
Zona 1
o
Zona 0
SECONDO
Zona 2 NE
Luogo
non
pericoloso
Zona 2 NE
Luogo non
pericoloso
Zona 2 NE
+
Zona 2
Zona 2
Zona 2
Zona 2
Zona 1
o anche
Zona 0
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Estensione zone pericolose
Dipende da:
• MODALITA’ E VELOCITA’ DI EMISSIONE;
• PORTATA DI EMISSIONE (maggiore è la portata di
emissione
i i
Qg più
iù estesa
t
è lla zona);
)
• LEL (minore è il LEL più estesa è la zona);
• DENSITA’ relativa all’aria dei gas o vapori (condiziona la
forma della zona);
• VENTILAZIONE
• emissioni a velocità < 10m/s, maggiore è la ventilazione meno
estesa è la zona,
• emissioni
i i i a velocità
l ità  10
10m/s
/ lla ventilazione
til i
non condiziona
di i
l’estensione della zona);
considerare anche:
• condizioni climatiche; direzione dell’aria;
• barriere e ostacoli; altri parametri specifici.
Estensione zone pericolose
FORMA
DIMENSIONI
Da Guide (es. CEI 31-35),
da norme specifiche, ecc.
Con le indicazioni della
Guida CEI 31-35 (App. B)
Calcolo della DISTANZA PERICOLOSA dz e
definizione delle quote “a” ed eventualmente, “b” e “c”.
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Norma EN 60079-10-1

Vz = f x Q /(k x LEL x C)
[m3]
– Q [[m3/h] = emissione
i i
di gas
– k = fattore di sicurezza applicato al LEL
• k = 0,25 per sorgenti di grado continuo e di 1° grado
• k = 0,5 per sorgenti di 2° grado
– LEL = limite inferiore di infiammabilità
– C [[1/h]] = numero di ricambi d'aria/ora
– f = fattore di qualità della ventilazione
• f = 1 ÷ 5, considera eventuali ostacoli alla ventilazione
– effetto della temperatura
• fattore correttivo (T/293)
T = temperatura ambiente
Esempio di classificazione – gas (1)
Separatore olio/acqua per gravità, situato all’esterno, aperto all’atmosfera,
in una raffineria di petrolio, esempio 6 norma EN 60079-10-1
Principali fattori che influenzano tipo e l’estensione delle zone
Ventilazione
Interno separatore / Esterno separatore
Tipo: Naturale
/
Naturale
Grado: Basso
/
Medio
Disponibilità: Buona /
Buona
Sorgente di emissione
Grado di emissione
Superficie
del liquido
nel funzionamento normale: Continuo
p
q
Superficie del liquido durante variazioni del processo: Primo
Superficie del liquido nel funzionamento anormale del processo: Secondo
Sostanza
Temperatura d’infiammabilità: < Tprocesso e < Tambiente
Densità dei vapori: > dell’aria (sostanza pesante)
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Esempio di classificazione – gas (1)
Separatore olio/acqua per gravità, situato all’esterno, aperto all’atmosfera,
in una raffineria di petrolio, esempio 6 norma EN 60079-10-1
Polveri combustibili: alcuni esempi
NON

Alimentari
COMBUSTIBILI
– grano, caffè, farina, zucchero, cacao

Chimiche
70 %
COMBUSTIBILI
30 %
– urea, destrina, lattosio, zolfo

Metalliche
– zinco, titanio, nichel, alluminio

Plastiche
– PVC, gomma, poliestere, cellulosa, resina epossidica

Farmaceutiche
– acido acetilsalicilico, paracetamolo, vitamina C, stearato di calcio

Carboniose
– carbone, torba, asfalto, sughero, legno
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Caratteristiche delle polveri
•
Granulometria
•
Limiti infiammabilità (valori indicativi)
– < 10 - 500 m
– 10 / 100 g/m3  “LFL” anche “MEC” oppure “Cmin”
• < 1 g/m3  rischio di accensione “trascurabile”
– 2 / 6 kg/m3  “UFL”
•
Temperatura accensione
– in nube e strato (5 mm)
– strati > 5 mm  riduzione T accensione
•
Energia minima accensione
– generalmente mJ (valori compresi tra 1 e 1000 mJ)
•
Resistività
•
Umidità
– Bassa (< 106 /m), media (106 109 /m), alta (>109 /m)
– Polveri conduttrici (C)  103 m, polveri NON conduttrici (NC) > 103 m
– valori >16  20 %  materiale “virtualmente” insensibile all’accensione
Caratteristiche delle sostanze
IIIA
IIIB
IIIC
POLVERI
Fibre
Polveri non conduttive
Polveri conduttive
Gruppo apparecchiature
IIIA, IIIB o IIIC
IIIB o IIIC
IIIC
Appendice GA.1 guida CEI 31.56
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Norma EN 60079-10-2
Criteri generali per la classificazione polveri
•Caratteristiche delle polveri
•Ricercare e identificare le sorgenti di emissione
–in
i ffunzionamento
i
t normale,
l d
durante
t lle ffasii di avvio
i e arresto,
t durante
d
t un guasto
t prevedibile,
dibil
durante un guasto raro, ecc.
•Qualificare le sorgenti di emissione (SE)
•gradi di emissione: continuo, primo, secondo
•esempi: vicinanza a punti di riempimento o svuotamento di sacchi aperti, impianti di
manipolazione e lavorazione delle polveri con presenza di depositi, ecc..
Considerare attentamente anche gli STRATI e depositi di polveri; devono essere trattati
come sorgenti (SE) in grado di formare una atmosfera esplosiva.
•Definizione
Definizione delle zone pericolose
–ZONA 20, ZONA 21, ZONA 22
• Estensioni delle zone
•Generalmente 1 m, intorno alla sorgente di emissione
• Guida CEI 31-56 all’applicazione della Norma CEI 60079-10-2
Esempio di classificazione - polveri
Unità di svuotamento sacchi all’interno di un edificio
senza estrazione aria, norma EN 60079-10-2.
1 = Zona 21, in genere 1 m di raggio
3 = Pavimento
4 = Tramoggia scarico
2 = Zona 20
5 = Al processo
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Zone pericolose
Zona 0
Zona 20
Zona 1
Zona 21
Zona 2
Zona 22
La legenda dei simboli deve sempre
essere prevista su ogni disegno di
classificazione.
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