Guida all`applicazione delle direttive ATEX

Guida all’applicazione delle direttive
ATEX
Il software allegato “Atmosphere Explosive” consente:
la classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione
per presenza di gas e/o polveri;
la valutazione dei rischi di esplosione;
la definizione delle misure di prevenzione e protezione;
la stesura del “documento sulla protezione
contro le esplosioni”
Arturo Cavaliere e Paolo Scardamaglia
Scadenze, disposizioni, obblighi. Tutto quello che bisogna sapere per mettere al riparo i luoghi di lavoro dal
rischio esplosione. Il D.Lgs. 233/2003 ha implementato in Italia la direttiva europea 1999/92/CE, detta anche
Atex 137 per differenziarla da quella precedente (Atex 95). Per i datori di lavoro questo passaggio si è tradotto in una nuova responsabilità: nell’assolvimento degli obblighi previsti dall’art. 4 del D.Lgs. 626/94 ora devono valutare in maniera specifica anche il rischio esplosione. Di qui l’importanza di questo volume, uno strumento indispensabile per tutti coloro che devono avere le carte in regola con le norme in vigore: dai datori di lavoro ai progettisti di impianti e macchine, dai costruttori agli addetti alla sicurezza, dai verificatori a tutti coloro
impegnati nel miglioramento della sicurezza e della salute dei lavoratori potenzialmente esposti al rischio di
atmosfere esplosive. In particolare, il libro illustra un metodo per effettuare la valutazione del rischio di esplosione, basato su matrice tridimensionale. Sono inoltre indicate le misure per eliminare o ridurre i rischi di esplosione e vengono esaminati i casi e le modalità per eseguire la denuncia e la verifica delle installazioni elettriche
nei luoghi con pericolo di esplosione. Una ricca modulistica (disponibile anche in formato file), consente un’immediata operatività per l’assolvimento delle prescrizioni previste dalla legislazione vigente. Al libro è allegato il
software “Atmosphere Explosive”, una sorta di “strumento operativo” per applicare senza problemi il metodo
illustrato nel libro. Il programma consente di classificare i luoghi con pericolo di esplosione sia per gas e vapori infiammabili sia per polveri combustibili, eseguire la valutazione del rischio esplosione, definire le misure tecniche di prevenzione e protezione, nonché quelle organizzative. I report di stampa del software possono integrare o essere allegati al documento sulla protezione contro le esplosioni.
QUADERNI
per la progettazione
INDICE
INTRODUZIONE .......................................................................... 11
CAPITOLO 1
L’EVENTO ESPLOSIONE
1.1
Generalità........................................................................ 13
1.2
Pericoli da gas, vapori e nebbie infiammabili ....................... 17
1.3
Pericoli da polveri combustibili............................................ 19
CAPITOLO 2
RIFERIMENTI LEGISLATIVI E NORMATIVI
2.1
Generalità........................................................................ 23
2.2
Corpo legislativo............................................................... 23
2.2.1
Decreto Legislativo 12 giugno 2003 n. 233
(Direttiva 1999/92/CE) ................................................ 29
2.2.2
Decreto del Presidente della Repubblica
23 marzo 1998 n. 126 (Direttiva 1994/9/CE) ................ 40
2.3
Corpo normativo ............................................................... 47
2.3.1
Norme per la classificazione dei luoghi con pericolo
di esplosione ................................................................ 52
2.3.2
Norme per la valutazione del rischio di esplosione ........... 57
2.3.3
Norme per le misure
di prevenzione e protezione dall’esplosione ..................... 60
2.4
Collegamenti e relazioni .................................................... 61
3
CAPITOLO 3
CLASSIFICAZIONE DEI LUOGHI CON PERICOLO
DI ESPLOSIONE PER PRESENZA
DI GAS, VAPORI O NEBBIE INFIAMMABILI
3.1
Generalità ........................................................................ 65
3.2
Obiettivi della classificazione.............................................. 66
3.3
Fattori della classificazione ................................................. 68
3.4
Procedimento per la classificazione dei luoghi pericolosi........ 69
3.5
Sostanze infiammabili ........................................................ 72
3.6
Sorgenti di emissione ......................................................... 78
3.7
Modalità e stima delle emissioni.......................................... 81
3.7.1
Emissioni di gas e vapori ................................................83
3.7.2
Emissioni di liquidi .........................................................85
3.7.3
Stima delle dimensioni dei fori di emissione
dovuti a guasti ..............................................................86
3.7.4
Stima delle emissioni strutturali ........................................91
3.7.5
Calcolo della portata di emissione ...................................93
3.8
4
Influenza della ventilazione............................................... 102
3.8.1
Ventilazione naturale ed artificiale .................................102
3.8.2
Stima della portata di ventilazione .................................104
3.8.3
Grado e disponibilità della ventilazione .........................109
3.8.4
Determinazione dei valori
del coefficiente di ventilazione ......................................117
3.9
Calcolo della distanza pericolosa...................................... 120
3.10
Determinazione ed estensione delle zone pericolose............ 122
3.11
Zone pericolose determinate dalle aperture ........................ 130
3.12
Documentazione di evidenza
del processo di classificazione ..........................................133
3.13
La classificazione effettuata
con il software “Atmosphere Explosive” ..............................135
GUIDA ALL’APPLICAZIONE DELLE DIRETTIVE ATEX
CAPITOLO 4
4.1
Generalità...................................................................... 137
4.2
Fattori della classificazione............................................... 138
4.3
Procedimento per la classificazione dei luoghi pericolosi ..... 140
4.4
Polveri combustibili.......................................................... 141
4.5
Ambienti e condizioni ambientali ...................................... 146
4.6
Sorgenti di emissione....................................................... 148
4.7
Modalità e stima delle emissioni ....................................... 153
4.8
Zone pericolose .............................................................. 154
4.9
Provvedimenti di bonifica ................................................. 156
4.10
Tipi di zone generate dalle sorgenti di emissione ................ 161
4.11
Estensione delle zone pericolose originate da emissioni ....... 164
QUADERNI
per la progettazione
CLASSIFICAZIONE DEI LUOGHI CON PERICOLO DI ESPLOSIONE
PER PRESENZA DI POLVERI COMBUSTIBILI
4.11.1 Zone pericolose di estensione trascurabile ...................... 170
4.12
Determinazione ed estensione
delle zone pericolose originate da strati di polvere .............. 171
4.13
Aperture interessate da zone pericolose............................. 175
4.14
Documentazione di evidenza del processo
di classificazione ............................................................. 176
4.15
La classificazione effettuata
con il software “Atmosphere Explosive”.............................. 179
CAPITOLO 5
VALUTAZIONE DEI RISCHI DI ESPLOSIONE
5.1
Generalità...................................................................... 183
5.2
Pericolo e rischio............................................................. 186
5.3
Elementi di stima del rischio.............................................. 188
5.3.1
Determinazione della quantità e della probabilità
di formazione di un’atmosfera esplosiva
(fattore di pericolo P) ................................................... 188
5
5.3.2
Determinazione della presenza di sorgenti
di accensione efficaci (fattore di contatto C) ...................190
5.3.3
Determinazione dei possibili effetti di un’esplosione
(fattore del danno D) ....................................................192
5.4
Stima del rischio.............................................................. 195
5.5
Valutazione del rischio ..................................................... 199
5.6
Documentazione di evidenza
del processo di valutazione dei rischi .................................202
5.7
La valutazione dei rischi effettuata
con il software “Atmosphere Explosive” ..............................202
CAPITOLO 6
ELIMINAZIONE O RIDUZIONE
DEI RISCHI DI ESPLOSIONE
6.1
Generalità ...................................................................... 205
6.2
Principi di sicurezza......................................................... 206
6.3
Prevenzione e protezione ................................................. 207
6.4
Barriere .......................................................................... 208
6.5
Rischio accettabile ........................................................... 214
6.6
Misure tecniche di prevenzione contro le esplosioni ............. 216
6.6.1
Misure adottabili per le sostanze infiammabili .................216
6.6.2
Misure adottabili per le polveri combustibili ....................220
6.6.3
Misure adottabili per le sorgenti di accensione efficaci ....226
6.6.4
Misure adottabili
per gli apparecchi elettrici e non elettrici ........................235
6.7
6
Misure tecniche di protezione contro le esplosioni ............... 247
6.7.1
Progettazione resistente all’esplosione ............................248
6.7.2
Soppressione dell’esplosione ........................................249
6.7.3
Scarico dell’esplosione .................................................250
6.7.4
Isolamento dell’esplosione ............................................ 251
6.8
Misure organizzative contro le esplosioni ........................... 254
6.9
Misure di coordinamento tra più imprese............................ 258
GUIDA ALL’APPLICAZIONE DELLE DIRETTIVE ATEX
Le indicazioni sulle misure per eliminare
o ridurre il rischio di esplosione,
fornite dal software “Atmosphere Explosive” ....................... 260
QUADERNI
per la progettazione
6.10
CAPITOLO 7
DENUNCIA E VERIFICHE DELLE INSTALLAZIONI
ELETTRICHE IN ATMOSFERE ESPLOSIVE
7.1
Generalità...................................................................... 261
7.2
Denuncia degli impianti elettrici nei luoghi
con pericolo di esplosione ................................................ 264
7.3
Verifica degli impianti elettrici nei luoghi
con pericolo di esplosione ................................................ 267
7.4
Documentazione e registrazioni inerenti
la denuncia e le verifiche ................................................. 269
Bibliografia ............................................................................... 275
APPENDICE A
Dubbi e relativi chiarimenti in merito
alla classificazione dei luoghi pericolosi
e alla valutazione dei rischi di esplosione .............................. 277
APPENDICE B
Struttura e contenuto del documento
di protezione contro le esplosioni .......................................... 283
APPENDICE C
Modulistica ............................................................................... 293
C.1 Modello per la raccolta dei dati in fase di sopralluogo .......... 295
C.2 Tabella riassuntiva delle caratteristiche chimico
fisiche delle sostanze infiammabili ........................................ 306
C.3 Tabella riassuntiva delle caratteristiche chimico fisiche
delle polveri combustibili ..................................................... 307
7
C.4 Tabella sinottica della classificazione dei luoghi pericolosi
e della valutazione del rischio esplosione ..............................308
C.5 Autorizzazione al lavoro per attività a contatto
con fonti di ignizione in atmosfere esplosive ..........................309
C.6 Permesso di lavoro a fuoco o in spazi confinati ......................310
C.7 Documento descrittivo di un sistema a sicurezza intrinseca ......312
APPENDICE D
Liste dei simboli e delle sigle ..................................................315
D.1 Simbologia per rappresentazione delle zone pericolose,
delle aperture e delle sorgenti di emissione dei luoghi
con pericolo di esplosione per presenza
di sostanze infiammabili .....................................................317
D.2 Simbologia per rappresentazione delle zone pericolose,
delle aperture e delle sorgenti di emissione dei luoghi
con pericolo di esplosione per presenza
di polveri combustibili ........................................................ 318
D.3 Decodifica delle sigle, dei simboli e degli acronimi ................319
D.4 Significato della prima e seconda cifra caratteristica
dell’indice di protezione .....................................................328
D.5 Significato della lettera addizionale e di quella supplementare
nell’indice di protezione .....................................................330
APPENDICE E
Liste di controllo - CHECK LIST ..............................................331
8
E.1
Check list “Protezione contro le esplosioni all'interno
di apparecchi” ...................................................................333
E.2
Check list “Protezione contro le esplosioni
in prossimità di apparecchi” ................................................336
E.3
Check list “Misure di coordinamento della prevenzione
delle esplosioni e della protezione contro le esplosioni
sul posto di lavoro” .............................................................338
E.4
Check list “Compiti del coordinatore delle misure
di prevenzione delle esplosioni e della protezione
contro le esplosioni sul posto di lavoro”.................................339
E.5
Check list “Completezza del documento sulla protezione
contro le esplosioni”............................................................340
GUIDA ALL’APPLICAZIONE DELLE DIRETTIVE ATEX
QUADERNI
per la progettazione
APPENDICE F
Riferimenti normativi per il rischio esplosione ..................... 343
ALLEGATI
Manuali di utilizzo del software
ATMOSPHERE EXPLOSIVE ........................................................ 353
Allegato A
ATMOSPHERE EXPLOSIVE
Polveri combustibili
A.1. Informazioni generali......................................................... 355
A.1.1.
Requisiti minimi di sistema ............................................ 355
A.1.2.
Installazione del programma ........................................ 355
A.1.3.
Protezione del programma ........................................... 356
A.2 Introduzione ..................................................................... 358
A.3 Limiti di Atmosphere Explosive ............................................ 359
A.4 Operazioni preliminari....................................................... 360
A.5 Polveri combustibili ............................................................ 361
A.6 Interfaccia utente ............................................................... 364
A.7 Menù principale ................................................................ 366
A.8 Sorgenti di emissione (SE) .................................................. 375
A.9 Sistemi o provvedimenti di bonifica ..................................... 389
A.10 Analisi del rischio .............................................................. 394
A.11 Misure tecniche di prevenzione ........................................... 398
A.12 Misure tecniche protezione ................................................. 399
A.13 Misure organizzative ......................................................... 400
A.14 Stampa risultati della classificazione .................................... 401
Allegato B
ATMOSPHERE EXPLOSIVE
Gas, vapori e nebbie infiammabili
B.1 Informazioni generali......................................................... 405
B.1.1
Requisiti minimi di sistema ............................................ 405
B.1.2
Installazione del programma ........................................ 405
9
B.1.3
Protezione del programma ...........................................406
B.2 Introduzione...................................................................... 408
B.3 Limiti di Atmosphere Explosive............................................. 409
B.4 Operazioni preliminari ....................................................... 411
B.5 Gas, vapori e nebbie infiammabili....................................... 412
B.6 Interfaccia utente ............................................................... 414
B.7 Menù principale ................................................................ 416
B.8 Sorgenti di emissione (SE)................................................... 428
B.9 Riepilogo ......................................................................... 446
B.10 Analisi del rischio .............................................................. 447
B.11 Misure tecniche di prevenzione ........................................... 451
B.12 Misure tecniche di protezione ............................................. 452
B.13 Misure organizzative ......................................................... 453
B.14 Stampa Risultati della classificazione.................................... 454
B.15 Esempio di applicazione .................................................... 457
10
GUIDA ALL’APPLICAZIONE DELLE DIRETTIVE ATEX
QUADERNI
per la progettazione
INTRODUZIONE
Questo volume vuole essere un aiuto per i tecnici incaricati della classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione, della valutazione del rischio di
esplosione e della prescrizione delle misure di prevenzione e protezione. Può
rappresentare un utile punto di riferimento, nella giungla delle scadenze e nel
groviglio delle disposizioni, anche per i datori di lavoro, per i progettisti di impianti e macchine, per i costruttori, per gli addetti alla sicurezza, per i verificatori e per quanti interessati al miglioramento della sicurezza e della salute dei
lavoratori potenzialmente esposti al rischio di atmosfere esplosive.
Riferimento costante e imprescindibile della trattazione sono state le norme
giuridiche (corpo legislativo) e le norme tecniche (corpo normativo).
Il libro illustra il criterio normativo e le procedure da seguire per la classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione per presenza di gas, vapori e
nebbie infiammabili (CEI EN 60079-10) e per quelli con presenza di polveri
combustibili (CEI EN 50281-3).
Al fine di agevolare il non sempre facile compito dei tecnici, nel capitolo 5
(vedi pag. 183) viene inoltre presentato un metodo per effettuare la valutazione del rischio di esplosione, basato su matrice tridimensionale.
Nel capitolo 6 (vedi pag. 205), sono indicate le misure per eliminare o ridurre i rischi di esplosione e infine, nel capitolo 7 (vedi pag. 261), si illustrano
i casi e le modalità per realizzare la denuncia e la verifica delle installazioni
elettriche nei luoghi con pericolo di esplosione.
Una ricca modulistica (disponibile anche in formato file), consente un’immediata operatività per l’assolvimento delle prescrizioni previste dalla legislazione vigente.
Le appendici si prefiggono invece i seguenti scopi:
-
chiarire dubbi e incertezze per eseguire la classificazione dei luoghi con
pericolo di esplosione, la valutazione del rischio di esplosione e per definire
le misure per eliminare o ridurre il rischio di esplosione (interpretazioni
basate sull’esperienza degli autori in materia);
-
indicare come strutturare e redigere il “documento sulla protezione contro
le esplosioni”;
-
spiegare il significato dei simboli, delle sigle e degli acronimi;
11
-
fornire alcune check list (tratte dalla Comunicazione della Commissione delle Comunità Europee per l’attuazione della Direttiva 1999/92/CE) per la
verifica della corretta applicazione delle prescrizioni;
-
segnalare i riferimenti normativi in vigore per tutta la materia illustrata.
Gli argomenti sono trattati con un’esposizione semplice e mirata alla pratica, nel rispetto del dettato normativo.
Allegato al libro, ma da considerarsi parte integrante dello stesso (una sorta di “strumento operativo” per applicare la teoria illustrata), è il software Atmosphere Explosive, grazie al quale è possibile:
-
realizzare la classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione sia per
gas e vapori infiammabili, sia per polveri combustibili;
-
eseguire la valutazione del rischio esplosione;
-
definire le misure tecniche di prevenzione e protezione e quelle organizzative.
I report di stampa del software possono integrare o essere allegati al documento sulla protezione contro le esplosioni.
In merito all’uso del software Atmosphere Explosive, realizzato in piena
aderenza con le normative tecniche, si precisa che l’utilizzo di tale prodotto richiede, da parte dell’utente, la conoscenza delle normative stesse e un minimo
di esperienza nel settore. L’impiego del software e le conseguenti applicazioni
ricadono pertanto sotto la personale ed esclusiva responsabilità di chi intende
volontariamente farne uso, senza che gli autori o l’editore possano risultarne
in qualche modo responsabili.
12
GUIDA ALL’APPLICAZIONE DELLE DIRETTIVE ATEX
CAPITOLO 1
QUADERNI
per la progettazione
L’EVENTO ESPLOSIONE
1.1 Generalità
Secondo la norma UNI EN 1127-1 l’esplosione è una reazione rapida di ossidazione o decomposizione che produce un aumento della temperatura, della
pressione o di entrambe simultaneamente. A differenza della combustione che
si sviluppa in un incendio, un’esplosione è essenzialmente una propagazione
autoalimentata della zona di reazione (fiamma) nell’atmosfera esplosiva.
L’esplosione si diversifica in:
-
deflagrazione, un’esplosione che si propaga a velocità subsonica;
-
detonazione, un’esplosione che si propaga a velocità supersonica e caratterizzata da un’onda d’urto.
Le esplosioni, in base alle caratteristiche dell’origine, si classificano in:
-
esplosioni di origine fisica;
-
esplosioni di origine chimica.
Le esplosioni fisiche sono quelle in cui non cambia la composizione chimica
delle sostanze coinvolte (esempio: rottura di un contenitore pressurizzato), le
esplosioni chimiche quelle in cui tale composizione cambia.
Oltre alle suddette distinzioni, le esplosioni si catalogano in funzione del
luogo in cui avvengono e/o in base alle caratteristiche del comburente o del
combustibile, in:
-
confinate e non confinate (libere);
-
da gas complessi e liquefatti (BLEVE1);
-
da gas/vapori/nebbie infiammabili o da polveri combustibili;
-
da liquidi criogenici;
1.
Corrisponde all’inglese (Boiling Liquid Evaporating Explosion).
13
-
da esotermie di reazione (reazioni fuggitive);
-
da instabilità termica delle sostanze.
Per avere un’esplosione, il combustibile (gas, vapori, nebbie infiammabili o
polveri combustibili) ed il comburente, devono trovarsi in particolari condizioni
dettate dai seguenti parametri:
-
punto di infiammabilità2;
-
limiti di esplosione (LEL3, UEL4);
-
concentrazione limite di ossigeno (LOC5).
I requisiti della sorgente di innesco, per fare in modo che sia efficace, devono
riferirsi a:
-
energia minima di accensione (MIE6);
-
temperatura minima di accensione di un’atmosfera esplosiva;
-
temperatura minima di accensione di uno strato di polvere.
Il comportamento dell’atmosfera esplosiva dopo l’accensione è caratterizzato dai seguenti dati:
-
pressione massima di esplosione (pmax)7;
-
velocità massima di aumento della pressione di esplosione (dp/dt)max8;
-
interstizio sperimentale massimo di sicurezza (MESG9).
I possibili effetti in caso di esplosione, sono costituiti dai seguenti fattori:
-
fiamme;
2. Temperatura minima alla quale, in condizioni di prova specificate, un liquido rilascia
una quantità sufficiente di gas o vapore combustibile in grado di accendersi momentaneamente all’applicazione di una sorgente di accensione efficace.
3. Corrisponde all’inglese “Lower Explosion Limit” limite inferiore di esplosione.
4. Corrisponde all’inglese “Upper Explosion Limit” limite superiore di esplosione.
5. Corrisponde all’inglese “Limiting Oxygen Concentration” concentrazione limite di ossigeno.
6. Corrisponde all’inglese “Minimum Ignition Energy” la più bassa energia elettrica sufficiente per provocare l’accensione dell’atmosfera più infiammabile in condizioni di prova
specificate.
7. Pressione massima ottenuta in un recipiente chiuso durante l’esplosione di un’atmosfera esplosiva determinata in condizioni di prova specificate.
8. Valore massimo di aumento di pressione per unità di tempo durante le esplosioni di
tutte le atmosfere esplosive nel campo di esplosione di una sostanza combustibile in un recipiente chiuso in condizioni di prova specificate.
14
GUIDA ALL’APPLICAZIONE DELLE DIRETTIVE ATEX
radiazione termica;
-
onde di pressione;
-
detriti vaganti;
-
emissioni pericolose di materiali.
QUADERNI
per la progettazione
-
Le conseguenze e la gravità dei suddetti fattori sono legate a:
-
proprietà chimiche e fisiche delle sostanze infiammabili/combustibili;
-
quantità e sconfinamento dell’atmosfera esplosiva;
-
geometria dell’ambiente di contenimento dell’atmosfera esplosiva;
-
resistenza dell’involucro e delle strutture di supporto;
-
dispositivi di protezione esistenti nell’ambiente e/o sulle apparecchiature;
-
proprietà fisiche degli oggetti esposti all’esplosione.
Si riporta qualche dato statistico utile sia per capire l’entità del fenomeno
in esame, che per fare prevenzione, cioè evitare gli “effetti indesiderati” di
un’esplosione. Un altro importante utilizzo dei dati statistici è quello relativo
alla verifica del rischio accettabile e che consiste nel verificare se il rischio accettabile a livello teorico, possa determinare una sicurezza pratica nei risultati.
Se così non fosse occorrerebbe infatti aumentare il livello di sicurezza e rivalutare il rischio accettabile: la statistica quindi funziona da retroazione necessaria per correggere l’azione tesa a restringere sempre più l’area dei danni.
Si consideri dunque che:
-
le più frequenti esplosioni dovute a polveri in sospensione aerea, si sono
verificate nei silos per l’immagazzinamento dei prodotti agro alimentari:
nel quinquennio 1977 – 1982 in tutto il mondo si sono avuti 24 casi con
97 morti e 234 feriti;
-
il 30% dei fenomeni esplosivi sotterranei rilevati dalla NFPA (National Fire
Protection Association) nel periodo 1951 – 1973 è avvenuto in fognature
urbane a causa dello scarico in esse di consistenti quantità di liquidi infiam-
9. Corrisponde all’inglese “Maximum Experimental Safe Gap” la distanza massima della giunzione tra le due parti della camera interna di un apparecchio di prova che, quando
la miscela interna di gas viene accesa, in condizioni specificate, impedisce l’accensione
della miscela di gas esterna attraverso un giunto con lunghezza di 25 mm, per tutte le concentrazioni nell’aria di gas o di vapore sottoposte a prova. Il MESG è una proprietà di una
data miscela di gas.
15
mabili. La restante percentuale dei fenomeni si è verificata nei luoghi sotterranei più disparati (cunicoli, tunnel, tombini, condotte di acquedotti, locali
confinati in genere) per la presenza di gas o liquidi infiammabili provenienti da guasti di impianti spesso riconosciuti (altre volte di origine sconosciuta), con innesco dovuto il più delle volte ad opera dell’uomo (operazioni di
saldatura, azionamento di un interruttore elettrico, accensione di fiamme,
ecc.);
-
da statistiche riportate in U.S.A., Germania e Inghilterra, ogni giorno nel
mondo si registra un’esplosione nelle industrie che utilizzano nel proprio
processo produttivo materiale solido finemente disperso;
-
sono più di 2000 le esplosioni di polvere o di miscele gas/aria che accadono ogni anno in Europa, durante lo stoccaggio, il trasporto e la manipolazione di sostanze infiammabili o combustibili;
-
in Germania la ripartizione dei settori nei quali accadono le esplosioni è la
seguente:
Industria del legno
32%
Industria meccanica 13%
Altri settori
Industria farmaceutica 6%
36%
-
nel periodo compreso tra il 1978 e il 1988 sono stati segnalati all’istituto
inglese Health and Safety Executive (HSE) circa 300 incidenti caratterizzati
dalla presenza di esplosioni e incendio. Si tratta però solo di una parte dei
casi verificatisi in quanto, ad esempio, nel 1984 una ricerca del British
Material Handling Board relativa al periodo 1979 – 1984, portò all’individuazione di 84 incidenti di cui solo tre figuravano nella statistica dell’HSE;
-
su 400 esplosioni registrate in industrie agroalimentari (RONCHAIL,
1996), i tipi di impianti coinvolti sono stati i seguenti:
-
16
Industria della plastica 13%
Trasportatori (Elevatori) 26,7%
Sili
22,9%
Frantoi
18,1%
Spolveratura
9,5%
Essiccatoi
7,6%
Setacciatura
2,8%
Camera dei forni
1,9%
Altri
10,5%
dalla banca dati dei Vigili del Fuoco risulta che nel triennio 2000 – 2002,
in Italia ci sono stati 635 interventi per incidenti con GPL; tra questi, in 232
casi si è avuta un’esplosione della miscela infiammabile.
GUIDA ALL’APPLICAZIONE DELLE DIRETTIVE ATEX
1.2 Pericoli da gas, vapori e nebbie infiammabili
QUADERNI
per la progettazione
Il pericolo di un’esplosione da gas, vapori o nebbie infiammabili è correlato
ai materiali e alle sostanze in lavorazione, uso, deposito o rilasciate da componenti degli impianti di processo. Pertanto in alcuni luoghi di lavoro e/o per talune lavorazioni, si possono verificare esplosioni che mettono in pericolo la vita
e la salute dei lavoratori, ciò a seguito dell’effetto incontrollabile delle fiamme e
della pressione, nonché per lo sviluppo di prodotti di reazione nocivi e del consumo di ossigeno presente nell’atmosfera respirata dai lavoratori. In sostanza il
pericolo è causato dal rilascio incontrollato di energia in quantità o con velocità
di liberazione troppo elevata per essere smaltita dal sistema di reazione. Il risultato si traduce in aumenti di temperatura e pressione dagli effetti spesse volte
distruttivi. Nella tabella 1.1 si riportano, per alcuni settori produttivi, i pericoli
dovuti all’esplosione di gas, vapori o nebbie, proprie del comparto.
Tab. 1.1- Esempi di pericoli di esplosione dovuti a gas, vapori o nebbie, per alcuni settori.
SETTORE
ESEMPIO DI PERICOLO DI ESPLOSIONE
Forniture del gas
Le esplosioni possono derivare dal gas naturale che si
libera in conseguenza di perdite o fuoriuscite.
Industria chimica
Le esplosioni possono derivare da manipolazione, lavorazione e stoccaggio di gas, liquidi o vapori infiammabili.
Verniciatura
Le esplosioni possono derivare dai vapori dei solventi.
Discariche
e smaltimento
Le esplosioni possono derivare da gas di discarica infiammabili o da biogas presso depuratori.
Per generare un’esplosione da gas/vapori, occorre che siano soddisfatte
tutte le seguenti condizioni:
1) la sostanza o il combustibile è infiammabile10;
10. Sostanza sotto forma di gas, vapore, liquido, solido o di una loro miscela, capace di
produrre una reazione esotermica con l’aria a seguito di accensione.
17
2) la sostanza ha un giusto grado di dispersione11;
3) la concentrazione della sostanza in aria è compresa tra il limite inferiore di
esplodibilità (LEL) e il limite superiore di esplodibilità (UEL);
4) l’atmosfera esplosiva è significativa e supportata da comburente (es. ossigeno): non si è in presenza di atmosfera inertizzata12;
5) è presente una sorgente di innesco, con energia minima di innesco sufficiente.
Se una sola delle suddette condizioni da 1) a 4) dovesse mancare, nell’ambiente considerato non si possono formare atmosfere esplosive pericolose, se
invece manca la condizione 5) l’esplosione non può avvenire. Ne scaturisce
che le misure di prevenzione13 si basano sull’eliminazione di una o più delle
sopraindicate condizioni.
Quanto più ampio è il campo di esplodibilità e quanto più basso è il limite
inferiore di esplodibilità (LEL), tanto maggiore è il pericolo.
La grandezza tipica legata alla sostanza infiammabile è la temperatura di
infiammabilità o punto di infiammabilità14, cioè la minima temperatura alla
quale una sostanza (generalmente liquida) emette, sopra la sua superficie libera, gas o vapori in quantità sufficiente a formare con l’aria miscele aventi concentrazione compresa nei limiti di esplodibilità, quindi miscele capaci di
accendersi in presenza di un innesco ma non di continuare la combustione. Per
fare ciò occorre raggiungere la temperatura di accensione15, cioè la temperatura alla quale bisogna portare il combustibile perché si possa iniziare una
combustione capace di mantenersi senza ulteriore apporto di calore.
Quanto più bassa è la temperatura di infiammabilità tanto maggiore è la
pericolosità della sostanza.
In considerazione dei numerosi parametri fisici e chimici delle sostanze pericolose e delle condizioni ambientali coinvolte, i seguenti valori:
11. Per loro natura, i gas e i vapori possiedono un grado di dispersione sufficientemente
elevato per produrre un’atmosfera esplosiva.
12. L’inertizzazione dell’atmosfera con gas inerti (es. azoto, biossido di carbonio, elio e
ergo) o con vapore acqueo costituisce un particolare metodo di protezione dall’esplosione.
13. Tali misure sono descritte al capitolo 6 (vedi pag. 205).
14. Vedi definizione normativa riportata alla nota 2.
15. Temperatura di accensione (di un gas combustibile o di un liquido combustibile): la
temperatura più bassa di una parete riscaldata, determinata in condizioni di prova specificate, alla quale ha luogo l’accensione di una sostanza combustibile sotto forma di una
miscela di gas o vapore con l’aria.
18
GUIDA ALL’APPLICAZIONE DELLE DIRETTIVE ATEX