ATMOSFERE ESPLOSIVE. 1 Ing Andrea Intelisano

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1 ATMOSFERE ESPLOSIVE Richiamo alla normativa La fisica delle esplosioni Concetti e grandezze di base Breve riferimento alle differenti norme tecniche di pertinenza La fisica delle esplosioni di polveri Grandezze di riferimento Metodologia valutativa Esempio 1 Ing Andrea Intelisano

2 Richiamo normativo dlgs 81/08 e smi TITOLO XI PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE N 2 CAPI - N 11 articoli (da art. 287 a art. 297) 2

3 L esigenza 3 Tutelare la sicurezza e la salute dei lavoratori esposti al rischio di atmosfere esplosive: - prevenzione dell esplosione - protezione contro l esplosione

4 L esigenza Prevenzione e protezione contro le esplosioni 1. Ai fini della prevenzione e della protezione contro le esplosioni, sulla base della valutazione dei rischi e dei principi generali di tutela di cui all'articolo 15, il datore di lavoro adotta le misure tecniche e organizzative adeguate alla natura dell'attività; in particolare il datore di lavoro previene la formazione di atmosfere esplosive Se la natura dell'attività non consente di prevenire la formazione di atmosfere esplosive, il datore di lavoro deve: a) evitare l'accensione di atmosfere esplosive; b) attenuare gli effetti pregiudizievoli di un'esplosione in modo da garantire la salute e la sicurezza dei lavoratori.

5 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. TITOLO XI Art Campo di applicazione SI APPLICA : - ai luoghi in cui i lavoratori possono essere esposti al rischio di atmosfere esplosive - ai veicoli destinati ad essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva. - ai lavori in sotterraneo ove è presente un'area con atmosfera esplosiva, 5oppure è prevedibile, sulla base di indagini geologiche, che tale area si possa formare nell'ambiente.

6 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. TITOLO XI Art Campo di applicazione NON SI APPLICA : - alle aree utilizzate direttamente per cure mediche, nel corso di esse; - all'uso di apparecchi a gas di cui al DPR , n. 661; - alla produzione, alla manipolazione, all'uso, allo stoccaggio ed al trasporto di esplosivi o di sostanze chimicamente instabili; - alle industrie estrattive a cui si applica il D.Lgs , n. 624; 6 - all'impiego di mezzi di trasporto terrestre, marittimo, fluviale e aereo per i quali si applicano le pertinenti disposizioni di accordi internazionali (ADR, RID, ADNR, ADN, ICAO, IMO), nonchè la normativa comunitaria che incorpora i predetti accordi.

7 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. TITOLO XI Art Valutazione dei rischi di esplosione Valutare i rischi specifici, tenendo conto almeno dei seguenti elementi : a) probabilità e durata della presenza di atmosfere esplosive b) probabilità che le fonti di accensione, comprese le scariche elettrostatiche, siano presenti e divengano attive ed efficaci c) caratteristiche dell'impianto, sostanze utilizzate, processi e loro possibili interazioni d) entità degli effetti prevedibili. 7 I rischi di esplosione sono valutati complessivamente. Nella valutazione dei rischi di esplosione vanno prese in considerazione anche le possibilità di propagazione dell'onda d'urto (incendio, emissione di tossici).

8 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. TITOLO XI Art Obblighi generali Dove possono svilupparsi atmosfere esplosive in quantità tale da mettere in pericolo la sicurezza e la salute dei lavoratori o di altri, provvedere affinchè : a) gli ambienti di lavoro siano strutturati in modo da permettere di svolgere il lavoro in condizioni di sicurezza; b) sia garantito un adeguato controllo durante la presenza dei lavoratori, in funzione della valutazione del rischio, mediante l'utilizzo di mezzi tecnici adeguati. 8

9 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. TITOLO XI Art Coordinamento Fermo restando quanto previsto dal Titolo IV per i cantieri temporanei e mobili, qualora nello stesso luogo di lavoro operino lavoratori di più imprese, ciascun datore di lavoro è responsabile per le questioni soggette al suo controllo. Ferma restando la responsabilità individuale di ciascun datore di lavoro e quanto previsto dall'articolo 26, il datore di lavoro che è responsabile del luogo di lavoro, coordina l'attuazione di tutte le misure riguardanti la salute e la sicurezza dei lavoratori e 9 specifica nel documento sulla protezione contro le esplosioni l'obiettivo, le misure e le modalità di attuazione di detto coordinamento.

10 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. TITOLO XI Art Aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive Ripartire in zone, a norma dell'allegato XLIX, le aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive. Assicurare che per le aree a rischio siano applicate le prescrizioni minime di cui all'allegato L. 10 Se necessario, le aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive in quantità tali da mettere in pericolo la sicurezza e la salute dei lavoratori sono segnalate nei punti di accesso a norma dell'allegato LI e provviste di allarmi ottico/acustici che segnalino l avvio e la fermata dell impianto, sia durante il normale ciclo sia nell eventualità di un emergenza in atto.

11 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO XLIX - Ripartizione delle aree Identificazione Area in cui possono formarsi atmosfere esplosive : è quella in cui può formarsi un'atmosfera esplosiva in quantità tali da richiedere particolari provvedimenti di protezione, per tutelare la sicurezza e la salute dei lavoratori. Area non esposta a rischio di esplosione : è quella in cui non è da prevedersi un'atmosfera esplosiva in quantità tali da richiedere particolari provvedimenti di protezione. Le sostanze infiammabili e combustibili sono da considerare come sostanze 11 che possono formare un'atmosfera esplosiva, a meno che l'esame delle loro caratteristiche non abbia evidenziato che esse, in miscela con l'aria, non sono in grado di propagare autonomamente un'esplosione.

12 Definizioni Miscele a rischio di esplosione e atmosfere potenzialmente esplosive 12

13 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. TITOLO XI Art Definizioni ATMOSFERA ESPLOSIVA : «atmosfera esplosiva» una miscela con l'aria, a condizioni atmosferiche, di sostanze infiammabili allo stato di gas, vapori, nebbie o polveri in cui, dopo accensione, la combustione si propaga nell insieme della miscela incombusta bis. Per condizioni atmosferiche si intendono condizioni nelle quali la concentrazione di ossigeno nell atmosfera è approssimativamente del 21% e che includono variazioni di pressione e temperatura al di sopra e al di sotto dei livelli di riferimento, denominate condizioni atmosferiche normali (pressione pari a Pa, temperatura pari a 293 K), purché tali variazioni abbiano un effetto trascurabile sulle proprietà esplosive della sostanza infiammabile o combustibile..

14 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE le Linee Guida della Comunità Europea per l Applicazione della Direttiva 94/9/CE suggeriscono di considerare, per le applicazioni, un intervallo intorno ai valori di riferimento pari a 0,8 bar e 1,1 bar per la pressione e pari a 20 C e 60 C per la temperatura. Il comburente è la sostanza in presenza della quale il combustibile brucia; 14 IN GENERALE 21% in volume. ossigeno contenuto nell aria in percentuale pari a circa il

15 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. TITOLO XI Definizioni 15 ESPLOSIONE : Un'esplosione è un improvviso e violento rilascio di energia termica e meccanica a partire da energia chimica, con produzione di gas ad altissima temperatura e pressione. L'espansione istantanea di questi gas genera un'onda d'urto nel mezzo fisico in cui avviene, che in assenza di ostacoli si espande in fronti d'onda sferici centrati nel punto d'origine dell'esplosione. Se incontra ostacoli esercita su di essi una forza tanto maggiore quanto maggiore è la superficie investita e quanto più è vicina al centro dell'esplosione.

16 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. TITOLO XI Definizioni 16 ESPLOSIONE : Le esplosioni chimiche vengono suddivise in: deflagrazioni, nelle quali la propagazione della reazione chimica di esplosione è una forma di combustione endogena che procede nel materiale a velocità subsonica; detonazioni, nelle quali la reazione chimica di esplosione non è una combustione, ma una decomposizione diretta della molecola di esplosivo, innescata direttamente dall'onda d'urto: la reazione di esplosione procede quindi alla velocità del suono in quella particolare sostanza attraverso tutto il materiale, e la pressione e temperatura finale dei prodotti di reazione sono quindi molto più elevate

17 ESPLODIBILITÀ DI GAS E VAPORI Quando un gas o un vapore combustibile viene a contatto con l'aria, si possono formare miscele esplosive. NOTE : La miscela più pericolosa è quella stechiometrica : comporta il massimo aumento di pressione (P max ) ed il massimo gradiente di pressione (dp/dt) max. 17

18 ESPLODIBILITÀ DI NEBBIE La nebbia in aria di una materia combustibile liquida può essere infiammabile, anche se il solvente è così poco volatile da non essere presente in quantità apprezzabile nella fase vapore. E' pertanto evidente che in presenza di nebbie il punto di infiammabilità non ha significato, per quanto concerne la sicurezza. Dispersioni di aerosol liquidi possono formarsi nei processi di nebulizzazione dei liquidi o nei processi di condensazione dei vapori. Le dimensioni delle particelle sospese variano indicativamente da 0,5 a 10 μm. 18

19 ESPLODIBILITÀ DI POLVERI Molti materiali solidi combustibili possono provocare un'esplosione se finemente suddivisi e dispersi in aria (metalli, sostanze organiche semplici, polimeri, carbone, materie alimentari). In comune con i gas e vapori, le polveri miscelate con l'aria presentano un limite inferiore ed un limite superiore di infiammabilità (g/m 3 ). Le particelle solide pericolose hanno indicativamente un diametro massimo di 200 μm. 19

20 Dove si possono trovare atmosfere esplosive? 20 In qualunque posto vi sia o possa essere presenza di - gas infiammabili, - vapori di liquidi, - polveri, - nebbie di liquidi - solidi infiammabili

21 I Esempi di gas 1 litro di propano liquido diluito in aria può originare fina a litri di miscela esplosiva al Limite Inferiore di Esplosività

22 Esempi di vapori

23 Esempi di trasferimento della miscela esplosiva

24 Condizioni Affinché si possa verificare un esplosione, la miscela esplosiva deve trovarsi in presenza di una sorgente di accensione efficace, cioè in grado di innescare la reazione. rappresentato in maniera grafica i lati indicano le condizioni necessarie affinché si possa verificare la reazione esplosiva

25 La sorgente di innesco deve essere in grado di fornire alla miscela esplosiva, per una data concentrazione della sostanza in aria, una quantità di energia sufficiente affinché la combustione superi quel punto critico oltre il quale è in grado di auto-sostenersi, permettendo al fronte di fiamma di propagarsi da solo senza apporto di energia dall esterno: tale energia è specifica di ogni sostanza ed il valore minimo è chiamato energia minima di accensione.

26 (limiti inferiore e superiore di infiammabilità) 26 LEL: concentrazione in aria di sostanza infiammabile al disotto della quale l atmosfera non esplode; - UEL: concentrazione in aria di sostanza infiammabile al disopra della quale l atmosfera non esplode.

27 (limiti inferiore e superiore di infiammabilità) LEL (Lower Explosion Limit) UEL (Upper Explosion Limit): 27 individuano il range di esplosione cioè l intervallo di concentrazione entro il quale la miscela infiammabile può esplodere. Ad esempio il metano è una sostanza infiammabile che in aria in concentrazione inferiore al 4.4 % in volume non esplode

28 PARAMETRI CHE INFLUENZANO LA ESPLODIBILITÀ - Combustibilità (natura chimica, umidità) - Disperdibilità in aria (nebbia, polvere) - Distribuzione granulometrica (rapporto massa/superficie di reazione) - Concentrazione (limiti inferiore e superiore di infiammabilità) - Composizione dell'atmosfera (concentrazione di ossigeno) - Energia della fonte di innesco (intervento sul sistema) 28

29 LIMITI DI ESPLOSIVITÀ IN ARIA (% V) GAS LIE LSE VAPORI LIE LSE ossido di etilene 3,6 100 alcol metilico 7,3 36 idrogeno 4,0 75 acetone 2,6 12,8 formaldeide 7,0 73 acetato di etile 2,5 9,0 etilene 2,7 36 cicloesano 1,3 8,0 metano 5,0 15 toluene 1,2 7,1 propano 2,2 9,5 tetraidrofurano 0,8 5,0 29 POLVERI E NEBBIE : l'intervallo di esplosività è compreso fra g/m 3 e 2-6 kg/m 3

30 COMPOSIZIONE DELL'ATMOSFERA La presenza di gas inerti (CO 2, N 2 ) restringe il campo di esplosività del combustibile. 30

31 FONTI DI INNESCO 31 - Fiamme - Scintille di origine meccanica o elettrica (saldatura e taglio metalli) - Materiali incandescenti - Elettricità statica - Fulmini - Onde elettromagnetiche (microonde) da 10 4 Hz a 3 x Hz - Onde elettromagnetiche (IR, UV, Laser) da 3 x Hz a 3 x Hz - Radiazioni ionizzanti - Ultrasuoni - Compressione adiabatica e onde d'urto - Autocombustione, accensione di sostanze piroforiche - Reazioni chimiche esotermiche - Superfici calde, gas caldi - Attrito e urto meccanico

32 Inneschi vari

33 Inneschi dovuti a cariche elettrostatiche

34 FONTI DI INNESCO scariche atmosferiche: si generano in seguito ai campi elettrici e magnetici connessi con il fenomeno della scarica atmosferica. scintille generate meccanicamente: si tratta di particelle metalliche prodotte per attrito ed urto e incendiate, per esempio durante le lavorazioni meccaniche, o prodotte a seguito dell urto fra utensili o arnesi realizzati in metalli leggeri e pezzi con presenza di ruggine. superfici calde: le superfici calde di apparecchi, tubi radianti, cuscinetti, essiccatoi,etc. possono generare l accensione dell atmosfera esplosiva. 34 reazioni esotermiche: si hanno reazioni chimiche esotermiche con sviluppo di calore non sufficientemente disperso e produzione di energia sufficiente per l innesco, in presenza di depositi di farine (per fermentazione batterica), gomme, fertilizzanti, incrostazioni piroforiche, sali metallici e organici, olii e grassi..

35 FONTI DI INNESCO. scariche elettriche: possono derivare dalla manovra di interruttori, relè, da correnti vaganti, da protezione catodica, dagli avvolgimenti dei motori elettrici, etc 35 scariche elettrostatiche: queste possono essere caratterizzate da energie dell ordine di decine di mj e potenziali di decine di kv. Le operazioni e le situazioni in cui si possono generare riguardano l uso di attrezzature di plastica o di fibre sintetiche, di indumenti isolanti (scarpe di gomma, fibre sintetiche) che si caricano per strofinio, specialmente su pavimenti isolanti, lo scorrimento di fluidi e polveri (riempimento di serbatoi, passaggio in tubazioni isolanti, scarico di gas compressi), l agitazione di polveri e liquidi in recipienti.

36 Scorrimenti di fluidi 36

37 FONTI DI INNESCO fiamme libere: presenti per esempio nelle operazioni di taglio e saldatura o nei bruciatori, sono evidentemente pericolose per il loro alto contenuto energetico. Tra le operazioni in cui porre maggiore attenzione vi è il taglio di recipienti chiusi contenenti residui di sostanze infiammabili. impulsi di pressione: generano calore a causa della compressione adiabatica nei restringimenti o per esempio nella fuoriuscita di gas. 37 onde elettromagnetiche: la pericolosità dipende dalla potenza del campo emettitore in prossimità delle parti metalliche che fungono da antenna ricevente e che possono scaldarsi o generare scariche elettriche. radiazioni ionizzanti: la pericolosità è legata all energia associata alla radiazione che può essere assorbita. ultrasuoni: le onde acustiche possono riscaldare la sostanza che le assorbe.

38 FONTI DI INNESCO - ELETTRICITÀ STATICA La carica elettrica dei materiali non conduttori verrà ceduta lentamente all'aria atmosferica ed ai materiali a contatto. L'umidità dell'aria gioca un ruolo molto importante, poiché l'acqua si adsorbe sulla superficie del materiale carico, ne aumenta la conducibilità e quindi favorisce la dissipazione della carica. Per i liquidi il rilascio della carica contro pareti metalliche collegate a terra avviene generalmente entro 5 minuti. 38 Per i solidi, il rilascio della carica richiede tempi maggiori.

39 FONTI DI INNESCO - ELETTRICITÀ STATICA La dispersione dell elettricità statica dipende da un efficace collegamento a terra, con resistenza inferiore a 10 Ω, e dai collegamenti conduttori che assicurano lo stesso potenziale fra tutte le parti dell impianto. La resistenza verso terra di un autocisterna gommata, collocata su pavimento asciutto in cemento, può superare 10 6 Ω. Per evitare scariche elettrostatiche che possano interessare gli infiammabili, occorre che tutte le manichette siano elettricamente conduttive e che sia assicurato il collegamento "a terra" della cisterna. 39

40 FONTI DI INNESCO - ELETTRICITÀ STATICA La capacità elettrica di un sistema dipende dalla natura, geometria e localizzazione dei materiali, e semplicemente aumenta con le dimensioni degli oggetti. Assumendo una differenza di potenziale di 10 kv, facilmente ottenibile, si calcola che le energie della scarica elettrica possono valere : - per piccoli oggetti (fustino), fino a 5 mj - per medi oggetti (corpo umano), fino a 15 mj - per grandi oggetti (reattore), fino a 50 mj. 40

41 FONTI DI INNESCO - ELETTRICITÀ STATICA La più bassa energia necessaria a provocare l accensione della miscela infiammabile è detta MIE (Minimum Ignition Energy), si verifica in corrispondenza di una specifica concentrazione della sostanza in aria e viene valutata in condizioni di prova specificate. Una sorgente di accensione con un energia pari a MIE si dice efficace 41

42 GAS FONTI DI INNESCO - ENERGIA MINIMA DI ACCENSIONE E (mj) VAPORI E (mj) POLVERI idrogeno 0,016 alcol metilico 0,14 stearato di zinco 10 acetilene 0,030 etere etilico 0,20 resina fenolo-formaldeide 15 idrogeno solforato 0,068 benzene 0,55 perossido di cumile 30 propilene ossido 0,13 acetone 1,2 polietilene 30 metano 0,21 isottano 1,3 farina di legno 40 E (mj) ammoniaca 680 dimetilpropano 1,6 alluminio

43 LIQUIDI Per le sostanze allo stato liquido, dalle cui superfici possono liberarsi Vapori infiammabili, è importante considerare la temperatura di infiammabilità o flash point: essa indica la temperatura più bassa alla quale, in condizioni specifiche di test, il liquido libera in aria una quantità di vapori in grado di formare una miscela infiammabile Questo parametro è importante permette di valutare se nelle condizioni di temperatura in cui si trova il liquido 43 (ambientali, di stoccaggio, di processo) Esiste il pericolo di esplosione. Il gasolio, per esempio, ha una temperatura di infiammabilità compresa fra 55 e 65 C ed in condizioni ambientali non può formare una miscela esplosiva (solo rischio di incendio): potrebbe viceversa generarla se in un determinato processo venisse riscaldato a quella temperatura

44 FONTI DI INNESCO - TEMPERATURA DI INFIAMMABILITA -AUTOACCENSIONE 44

45 POLVERI La temperatura di accensione di una nube è la più bassa temperatura di una parete calda interna ad un forno alla quale si verifica l accensione in una nube di polvere nell aria contenuta al suo interno (EN :2010). In genere si considerano pericolose polveri combustibili che hanno dimensioni delle particelle minori od uguali a 0,5 mm. La temperatura di accensione di uno strato di polvere è la più bassa temperatura di una superficie calda alla quale si verifica l accensione in uno strato di polvere di spessore specificato su una superficie calda (EN :2010). 45

46 POLVERI Uno strato di polveri è considerato pericoloso sia perché può sollevarsi in nube sia perché può accendersi e dare origine ad esplosioni successive (effetto domino). 46

47 POLVERI classe di combustibilità BZ che rappresenta l attitudine della polvere a bruciare in strato. Più la polvere tende a bruciare, maggiori sono le condizioni di rischio sia per la presenza di sorgenti di accensione sia per la possibilità che lo strato possa sollevarsi in nube e provocare esplosioni successive 47

48 POLVERI classe di combustibilità BZ 48

49 POLVERI l indice di esplosione K indica quanto forte può essere un esplosione. Tale parametro si determina sperimentalmente con analisi di laboratorio in specificate condizioni riveste una grande importanza soprattutto per le polveri, in quanto ne caratterizza il comportamento 49

50 POLVERI l indice di esplosione K i valori dell indice di esplosione per le polveri Kst sono suddivisi in 4 intervalli ad ognuno dei quali è associata una classe di esplosione St. A valori crescenti di St corrispondono valori di intensità crescente dell esplosione 50

51 EFFETTI DELLE ESPLOSIONI 51

52 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. TITOLO XI Art Aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive Ripartire in zone, a norma dell'allegato XLIX, le aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive. Assicurare che per le aree a rischio siano applicate le prescrizioni minime di cui all'allegato L. 52 Se necessario, le aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive in quantità tali da mettere in pericolo la sicurezza e la salute dei lavoratori sono segnalate nei punti di accesso a norma dell'allegato LI e provviste di allarmi ottico/acustici che segnalino l avvio e la fermata dell impianto, sia durante il normale ciclo sia nell eventualità di un emergenza in atto.

53 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO XLIX - Ripartizione delle aree Identificazione Area in cui possono formarsi atmosfere esplosive : è quella in cui può formarsi un'atmosfera esplosiva in quantità tali da richiedere particolari provvedimenti di protezione, per tutelare la sicurezza e la salute dei lavoratori. Area non esposta a rischio di esplosione : è quella in cui non è da prevedersi un'atmosfera esplosiva in quantità tali da richiedere particolari provvedimenti di protezione. 53 Le sostanze infiammabili e combustibili sono da considerare come sostanze che possono formare un'atmosfera esplosiva, a meno che l'esame delle loro caratteristiche non abbia evidenziato che esse, in miscela con l'aria, non sono in grado di propagare autonomamente un'esplosione.

54 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO XLIX - Ripartizione delle aree La classificazione in zone è una misura di protezione contro il pericolo di esplosione,in quanto ad esse è associato un livello di probabilità di presenza di un atmosfera esplosiva. Classificazione : Le aree sono ripartite in zone in base alla frequenza e alla durata della presenza di atmosfere esplosive. AREA Zona 0 Zona 1 54 Zona 2 DESCRIZIONE DELL'AREA Area in cui è presente in permanenza o per lunghi periodi o frequentemente un'atmosfera esplosiva consistente in una miscela di aria e di sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia Area in cui la formazione di un'atmosfera esplosiva, consistente in una miscela di aria e di sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapori o nebbia, è probabile che avvenga occasionalmente durante le normali attività Area in cui durante le normali attività non è probabile la formazione di un'atmosfera esplosiva consistente in una miscela di aria e di sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia o, qualora si verifichi, sia unicamente di breve durata

55 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO XLIX - Ripartizione delle aree Classificazione : Le aree sono ripartite in zone in base alla frequenza e alla durata della presenza di atmosfere esplosive. AREA Zona 20 Zona 21 55Zona 22 DESCRIZIONE DELL'AREA Area in cui è presente in permanenza o per lunghi periodi o frequentemente un'atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile nell'aria Area in cui la formazione di un'atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile nell'aria, è probabile che avvenga occasionalmente durante le normali attività Area in cui durante le normali attività non è probabile la formazione di un'atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile o, qualora si verifichi, sia unicamente di breve durata

56 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO XLIX - Ripartizione delle aree PRECISAZIONI : 1. Strati, depositi o cumuli di polvere combustibile sono considerati come qualsiasi altra fonte che possa formare un'atmosfera esplosiva. 2. Per "normali attività" si intende la situazione in cui gli impianti sono utilizzati entro i parametri progettuali. Nelle normali attività non sono compresi i guasti che richiedono riparazioni e fermate. 3. Per la classificazione delle aree o dei luoghi si può fare riferimento alle norme tecniche armonizzate relative ai settori specifici, tra le quali : EN (CEI 31-30), classificazione dei luoghi pericolosi 56 EN (CEI 31-66) e relative guide CEI e CEI 31-56, classificazione delle aree dove sono o possono essere presenti polveri combustibili 4. Per l analisi dei pericoli, valutazione dei rischi e misure di prevenzione e protezione, si può fare riferimento alla norma : EN , atmosfere esplosive. Prevenzione dell esplosione e protezione contro l esplosione. 5. D.lgs. 81/08 nell All. XLIX afferma che si può, ma non è obbligatorio, fare riferimento alle norme europee SOPRA ELENCATE. Le norme EN di cui sopra sono state recentemente sostituite rispettivamente dalle norme EN (gas) ed EN (polveri).

57 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO XLIX - Ripartizione delle aree Le norme EN di cui sopra sono state recentemente sostituite rispettivamente dalle norme EN (gas) ed EN (polveri). La norma EN si basa sugli effetti della ventilazione ed in particolare sul grado di ventilazione (vedi tabella SUCCCESSIVA) e propone un metodo analitico attraverso il quale si determina il tipo di zona 57

58 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE Grado di ventilazione 58

59 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO XLIX - Ripartizione delle aree la norma EN propone un metodo non analitico, in cui il tipo di zona è determinato in base alla probabilità che si presenti un atmosfera pericolosa, mentre la relativa estensione è prefissata e dipende dal tipo di zona. La guida CEI propone, invece, un metodo più elaborato che porta fino alla determinazione dell estensione della zona. 59

60 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE Schema logico di valutazione 60

61 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE Schema logico di valutazi one 61

62 POLVERI GRANDEZZE CARATTERISTICHE POLVERI Le caratteristiche più significative delle polveri, utilizzate nel seguito, sono: POLVERE (CEI EN ) : Piccole particelle solide, comprendenti, fibre e residui volatili di filatura nell atmosfera, che si depositano a causa della loro massa, ma che possono rimanere sospese in aria per un certo tempo (comprende i termini inglesi di polvere e graniglia così come definiti nella ISO 4225: 1994). In generale si può dire di essere in presenza di polvere se le particelle hanno grandezza (dimensioni) fino a 1,0 mm. POLVERE COMBUSTIBILE (CEI EN ): Polvere che può bruciare o divenire incandescente nell aria e potrebbe dare origine a miscele esplosive con l aria a pressione atmosferica e temperatura normale 62

63 POLVERI GRANDEZZE CARATTERISTICHE POLVERI COMBUSTIBILI Le caratteristiche più significative delle polveri combustibili, utilizzate nel seguito, sono: Combustibilità : L attitudine di una polvere a bruciare in strato (combustibilità) viene verificata mediante esami a vista in laboratorio e, se la polvere non è combustibile lo strato di polvere non presenta pericoli d incendio. Se tutte le polveri non sono combustibili il luogo non presenta pericoli d incendio da strati di polvere. 63 Esplodibilità : La seconda proprietà da verificare per individuare una polvere combustibile, oltre la combustibilità in strato, è la sua esplodibilità in nube. L esplodibilità è verificata mediante prove di laboratorio. NOTA Di massima si possono considerare trascurabili le esplosioni che, alle prove di laboratorio, producono pressioni inferiori a 666 Pa (0,0066 bar - 5 mm Hg), in quanto, generalmente, si ritiene che pressioni di così piccola entità non producano danni alle persone ed eventualmente danni minimi agli animali ed alle cose. Se la polvere non è esplodibile l esplosione non può avvenire. Se tutte le polveri presenti non sono esplodibili il luogo non presenta pericoli d esplosione da polveri. NUBE (CEI 31-56): Dispersione in aria di polvere combustibile con grandezza delle particelle e concentrazione adatte a formare un atmosfera esplosiva.

64 POLVERI Tabella GB.1-B (Guida CEI 31-56) Classe di esplosione delle polveri Classe di esplosione della polvere in aria KSt bar m s -1 St 0 0 Valutazione St 1 > 0 fino a 200 Esplosione moderata St 2 > 200 fino a 300 Esplosione forte Esplosione debole, senza percezione visiva della propagazione della fiamma (nota) St 3 > 300 Esplosione severa (grave) 64 Grandezza media delle particelle di polvere e granulometria : La grandezza media delle particelle è quella nominale che si assegna ad una polvere per una sua caratterizzazione, attraverso una prova specifica (es. utilizzando un setaccio con la dimensione delle maglie del setaccio attraverso cui si separa il 50% in massa del materiale vagliato, microscopia, sedimentazione in liquidi, ecc.). La granulometria è la distribuzione percentuale statistica della grandezza delle particelle di una polvere data, detta anche distribuzione granulometrica. La granulometria può essere rappresentata fornendo le percentuali in massa di particelle di determinata grandezza o campi di grandezze, sotto forma tabellare o con un diagramma

65 POLVERI RIPARTIZIONE DELLE AREE IN CUI POSSONO FORMARSI ATMOSFERE ESPLOSIVE Come indicato nell Allegato XLIX (Atmosfere Esplosive Ripartizione delle Aree in cui possono formarsi Atmosfere Esplosive), le aree a Rischio di Esplosione per la presenza di Polveri combustibili sono ripartite in zone in base alla frequenza e alla durata della presenza di atmosfere esplosive. Esse risultano così classificate. 65 Zona Zona 20 Zona 21 Descrizione Area in cui è presente in permanenza o per lunghi periodi o frequentemente un'atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile nell'aria. Area in cui la formazione di un'atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile nell'aria, è probabile che avvenga occasionalmente durante le normali attività. Zona 22 Area in cui durante le normali attività non è probabile la formazione di un'atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile o, qualora si verifichi, sia unicamente di breve durata.

66 POLVERI Esempi di Zone 20 possono essere: interno di sistemi di contenimento: tramogge, sili, filtri ; sistemi di trasporto delle polveri eccetto alcune parti dei trasportatori a nastro e a catena ; interno di miscelatori, macine, essiccatori, apparecchiature per insaccaggio 66 Esempi di Zone 21 possono essere: aree esterne ai contenimenti di polvere con porte di accesso aperte frequentemente o dove si accumulano polveri a causa dei processi, in prossimità di punti di riempimento e svuotamento, stazioni di scarico camion, scarico dai nastri ; aree all interno di contenimenti di polveri (sili o filtri), dove la formazione delle nubi è occasionale (riempimenti e svuotamenti occasionali).

67 POLVERI Esempi di Zone 22 possono essere: uscite dagli sfiati di involucri dei filtri (a seguito di malfunzionamenti), luoghi vicini ad apparecchiature aperte non frequentemente o che possono avere perdite per guasti (sovrappressione); 67 magazzini di sacchi che nella movimentazione possono avere perdite (danneggiamenti); zone 21 trasformate in zone 22 adottando sistemi di prevenzione come la ventilazione.

68 POLVERI Fase 1. Classificazione delle sostanze in grado di formare una atmosfera esplosiva 68 Come primo passo nel processo di analisi e valutazione del rischio, si procede con l elenco delle sostanze presenti all interno del sito produttivo, in grado di formare una atmosfera esplosiva. La catalogazione può essere effettuata attraverso una check-list dei prodotti presenti

69 POLVERI Fase 1. Classificazione delle sostanze in grado di formare una atmosfera esplosiva 69

70 POLVERI Fase 2. Classificazione delle Sorgenti di Emissione (SE) Una volta individuate le sostanze pericolose ai fini del rischio di esplosione, occorre individuare e classificare le sorgenti di emissione 70

71 POLVERI GRADI DI EMISSIONE DELLE POLVERI Le Sorgenti di Emissione delle Polveri (SE) sono classificate (Guida CEI 31-52) con i seguenti tre gradi fondamentali di emissione: Emissione di grado CONTINUO Definizione Luoghi nei quali una nube di polvere può essere presente continuamente o per lunghi periodi, oppure per brevi periodi ma ad intervalli frequenti. di PRIMO grado Sorgente di emissione che si prevede possa rilasciare polveri combustibili solo occasionalmente durante il funzionamento ordinario. 71 di SECONDO grado Sorgente di emissione che si prevede non possa rilasciare polveri combustibili durante il funzionamento ordinario, ma, se ciò dovesse accadere, accadrebbe solo poco frequentemente e per brevi periodi.

72 POLVERI LIVELLI DI PULIZIA AMBIENTALI Il grado di emissione (continuo, primo o secondo) di uno strato di polvere dipende dal livello di mantenimento della pulizia (buono, adeguato, scarso), dal disturbo dello strato (frequente o poco frequente) e dal grado di emissione della sorgente di emissione del sistema di contenimento, come causa primaria della formazione dello strato. I livelli di pulizia degli ambienti vengono classificati (Guida CEI 31-56) come indicato nella seguente tabella: Livello di pulizia BUONO Definizione Si ha un livello di pulizia dell ambiente BUONO quando gli strati di polvere sono mantenuti a spessori trascurabili, oppure sono assenti, indipendentemente dal grado di emissione, oppure vengono rimossi rapidamente in caso si formino poco frequentemente, potendosi escludere il pericolo che si formino nubi di polveri esplosive degli strati ed il pericolo d incendio dovuto agli strati stessi. 72 ADEGUATO Si ha un livello di pulizia dell ambiente BUONO quando gli strati di polvere non sono trascurabili, ma sono di breve durata, meno di un turno di lavoro (8 ore), e possono essere rimossi prima dell avvio di qualunque incendio. Non si può escludere il pericolo che si formino nubi di polveri esplosive degli strati ed il pericolo d incendio dovuto agli strati stessi. SCARSO Si ha un livello di pulizia dell ambiente SCARSO quando gli strati di polvere non sono trascurabili e perdurano per più di un turno di lavoro.il pericolo d incendio può essere controllato selezionando opportunamente le apparecchiature in funzione dello spessore degli strati di polvere. Non si può escludere il pericolo che si formino nubi di polveri esplosive degli strati ed il pericolo d incendio dovuto agli strati stessi.

73 POLVERI DISTURBO DELLO STRATO DI POLVERE Per quanto riguarda il disturbo dello strato di polvere, è evidente che se esso viene disturbato di frequente, la polvere si solleva con frequenza maggiore e di conseguenza il grado di emissione risulta più elevato. Per la determinazione del grado di emissione di uno strato in funzione del disturbo dello stesso e del grado della sorgente di emissione del contenitore si può far riferimento alla seguente tabella. Grado della Sorgente di Emissione del contenitore CONTINUO O PRIMO SECONDO Livello di pulizia Disturbo strato Grado di emissione dello strato Grado di emissione dello strato 73 ADEGUATO SCARSO Frequente PRIMO SECONDO Poco frequente SECONDO Frequente CONTINUO PRIMO Poco frequente PRIMO SECONDO

74 POLVERI GRADO DI EFFICACIA E DISPONIBILITA DEL SISTEMA DI ASPIRAZIONE La valutazione delle condizioni di ventilazione nei luoghi con presenza di polveri combustibili rappresenta un passaggio fondamentale e la presenza di un impianto di aspirazione ben dimensionato in prossimità della sorgente di emissione determina, secondo la sua efficienza, una modifica più o meno preponderante della probabilità di formazione di zone pericolose e, quindi, una declassificazione delle stesse. 74 Per valutare l effetto di un sistema di aspirazione, bisogna stabilire due parametri fondamentali: Il grado di efficacia La disponibilità del sistema di aspirazione.

75 POLVERI GRADO DI EFFICACIA E DISPONIBILITA DEL SISTEMA DI ASPIRAZIONE. Il grado di efficacia Grado di Efficacia ALTO (EH) Definizione Si ha un grado di efficacia ALTO se il sistema di aspirazione è in grado di ridurre la concentrazione di polvere nell aria in modo praticamente istantaneo al di sotto del limite inferiore di esplodibilità (LEL) nell immediato intorno della SE e all interno del sistema di aspirazione stesso. Ne risulta una zona potenzialmente esplosiva di estensione trascurabile nell intorno della SE, nessuna zona pericolosa all interno del sistema di captazione e aspirazione e nessuna zona pericolosa nell immediato intorno del punto di scarico del sistema. 75 MEDIO (EM) BASSO (EL) Si ha un grado di efficacia MEDIO se il sistema di aspirazione non è in grado di ridurre la concentrazione di polvere nell aria al di sotto del limite inferiore di esplodibilità (LEL) nelle immediate vicinanze della SE e all interno del sistema di aspirazione stesso, ma è in grado di catturare tutta la polvere emessa dalla SE. Si ha un grado di efficacia BASSO se il sistema di aspirazione non è in grado di ridurre la concentrazione di polvere nell aria al di sotto del limite inferiore di esplodibilità (LEL) nelle immediate vicinanze della SE e all interno del sistema di aspirazione stesso e non è in grado di catturare tutta la polvere emessa dalla SE. Tale grado di efficacia equivale all assenza di un impianto di aspirazione.

76 POLVERI La disponibilità del sistema di aspirazione. La disponibilità di un sistema di aspirazione viene valutata in uno dei tre modi illustrati nella seguente tabella, tratta dall appendice GG (punto GC 3.2.3) della Guida CEI 31-56: Disponibilità Definizione BUONA Si ha una disponibilità BUONA quando l asportazione è presente in pratica con continuità. 76 ADEGUATA SCARSA Si ha una disponibilità ADEGUATA quando l asportazione è presente durante il funzionamento normale. Sono ammesse delle interruzioni purché siano poco frequenti e per brevi periodi. Si ha una disponibilità SCARSA quando l asportazione non risponde ai requisiti di adeguata o buona, anche se non sono previste interruzioni per lunghi periodi. Nota : Un sistema artificiale di asportazione delle polveri che non risponde neanche ai requisiti previsti dalla scarsa disponibilità non deve essere considerato.

77 POLVERI ZONE PERICOLOSE IN FUNZIONE DEL GRADO DI EMISSIONE E DEL SISTEMA DI ASPIRAZIONE La probabilità di formazione di zone pericolose dipende dalle caratteristiche del sistema di aspirazione delle polveri e dal grado di emissione delle Sorgenti di Emissione SE; infatti, in assenza di un impianto di aspirazione ci sono forti probabilità di formazione di atmosfere esplosive. Nella tabella seguente (Guida CEI 31-56, tabella GC. 3.2-A): è riportato un sistema di determinazione delle zone pericolose in funzione delle caratteristiche del sistema di aspirazione e del grado di emissione delle SE. Tabella GC.3.2-A Influenza dei sistemi artificiali di asportazione delle polveri sui tipi di zone Grado della captazione e asportazione della polvere Grado della emissione ALTO MEDIO BASSO(2) Disponibilità della captazione e asportazione della polvere Buona Adeguata Scarsa Buona Adeguata Scarsa Buona, Adeguata o Scarsa CONTINUO (Zona 20 NE) Zona non pericolosa (1) (Zona 20 NE) Zona 22 (1) (3) (Zona 20 NE) Zona 21 (1) (4) Zona 20 Zona 20 + Zona 22 (3) Zona 20 + Zona 21 (4) Non considerato (Zona 20) 77 PRIMO (Zona 21 NE) Zona non pericolosa (1) (Zona 21 NE) Zona 22 (1) (3) (Zona 21 NE) Zona 22 (1) (4) Zona 21 Zona 21 + Zona 22 (3) Zona 21 + Zona 22 (4) Non considerato (Zona 21 + Zona 22) SECONDO (Zona 22 NE) Zona non pericolosa (1) (Zona 22 NE) Zona non pericolosa (1) (3) Zona 22 (4) Zona 22 Zona 22 (3) Zona 22 (4) Non considerato (Zona 22) (1) Zona 20 NE, 21 NE o 22 NE indicano una zona teorica dove, in condizioni normali, l'estensione è trascurabile. (2) Il Grado BASSO non è stato considerato in quanto, in queste condizioni, le zone pericolose devono essere definite considerando l'assenza del sistema di captazione e asportazione della polvere. (3) E prevista la formazione di strati di polvere di spessore generalmente inferiore di 5 mm. (4) E prevista la formazione di strati di polvere di spessore generalmente maggiore di 5 mm, da valutare caso per caso. NOTA - "+" significa "circondata da". Il secondo tipo di zona deve essere definito considerando la ventilazione residua, cioè considerando l'assenza del sistema di captazione e asportazione della polvere.

78 POLVERI INFLUENZA DEI SISTEMI DI CONTENIMENTO IN DEPRESSIONE DELLE POLVERI SUI TIPI DI ZONE L'influenza dei sistemi di contenimento in depressione delle polveri combustibili sui tipi di zone all interno dei sistemi di contenimento in depressione è attualmente in fase di studio. L'influenza dei sistemi di contenimento in depressione delle polveri combustibili sui tipi di zone nell ambiente circostante è riassunto nella seguente Tabella (Guida CEI 31-56, tabella GC. 4.2-A) Tabella GC.4.2-A Influenza dei sistemi di contenimento in depressione delle polveri combustibili sui tipi di zone Grado della emissione (2) Disponibilità del sistema di contenimento in depressione della polvere combustibile Buona Adeguata Scarsa CONTINUO (Zona 20 NE) Zona non pericolosa (1) (Zona 20 NE) Zona 22 (1) (3) (Zona 20 NE) Zona 21 (1) (4) 78 PRIMO (Zona 21 NE) Zona non pericolosa (1) (Zona 21 NE) Zona 22 (1) (3) (Zona 21 NE) Zona 22 (1) (4) SECONDO (Zona 22 NE) Zona non pericolosa (1) (Zona 22 NE) Zona non pericolosa (1) (3) Zona 22 (4) (1) Zona 20 NE, 21 NE o 22 NE indicano una zona teorica dove, in condizioni normali, l'estensione è trascurabile. (2) Il grado dell emissione deve essere considerato come emissione dal sistema di contenimento in assenza della depressione. (3) E prevista la formazione di strati di polvere di spessore generalmente inferiore di 5 mm. (4) E prevista la formazione di strati di polvere di spessore generalmente maggiore di 5 mm, da valutare caso per caso.

79 POLVERI FASE 3 Grandezze caratteristiche delle SE e delle zone pericolose ESTENSIONE DELLE ZONE PERICOLOSE La determinazione dell estensione delle zone pericolose all esterno dei sistemi di contenimento delle polveri combustibili dipende da coefficienti direttamente correlati alle caratteristiche della polvere combustibile in questione, dal sistema di contenimento e dall ambiente. 79 Negli ambienti chiusi, solitamente, si hanno più tipi di zone pericolose nell intorno della SE e in presenza di strati queste possono interessare tutto il volume dell ambiente con zone 22.

80 POLVERI Per la determinazione dell estensione delle zone pericolose si è fatto riferimento all appendice GD della guida CEI 31-56, che definisce: con dz = (d0 + dh) kd ku kta kw dz = distanza pericolosa dalla SE nella direzione di emissione e di più probabile dispersione della nube esplosiva [m]; d0 = distanza di riferimento [m]; dh = distanza addizionale dipendente dall altezza della SE [m]; 80 kd = coefficiente dipendente dal rapporto tra la portata di emissione Qd della SE e LEL; ku = coefficiente relativo al contenuto di umidità della polvere; kta = coefficiente relativo al tipo di ambiente; kw = coefficiente che dipende dalla velocità dell aria di ventilazione w nell intorno della SE e della velocità di sedimentazione della polvere ut;

81 POLVERI Nella stessa guida viene definita come effettiva estensione della zona pericolosa la cosiddetta quota a che è: a = k dz dove k è un coefficiente variabile di cui il progettista può tener conto sulla base dell esperienza in seguito a studi sperimentali di settore relativi al caso in esame. 81

82 POLVERI In generale, la quota è stata assunta uguale a dz, solo nel caso in cui dz risulti minore di 1 m è stata assunto a = 1m. Nel dettaglio, analizzando i vari parametri che compongono la dz: 82 La distanza di riferimento d0 [m] dipende dalla velocità dell aria di ventilazione intorno alla SE w (m/s), dalla velocità con la quale la SE emette la polvere e dalle caratteristiche densità ρ (kg/m3) e diametro medio delle particelle (μm) della polvere stessa. Per i sistemi di contenimento che lavorano a pressione atmosferica, essendo la velocità di emissione bassa, si prende come valore di riferimento d0 = 1 m, mentre per i sistemi che lavorano in pressione, essendo la velocità di emissione non trascurabile, la d0 è stata stata ricavata dal grafico di figura GD (Guida CEI 31-56) o dal grafico di figura GD a seconda della velocità dell aria w.

83 POLVERI 83

84 POLVERI 84

85 POLVERI La distanza addizionale dh [m] dipende dall altezza della SE rispetto alla superficie di deposito della polvere ed è stata ricavata dalla tabella GD.3.2-A (Guida CEI 31-56), nella quale h rappresenta l altezza [m] della SE dalla superficie di deposito (es. suolo, pavimento, o superficie che delimita inferiormente la caduta della polvere). 85

86 POLVERI ll coefficiente kd dipende dal rapporto tra la portata di emissione Qd della SE e il LEL, assumendo le caratteristiche riportate nella seguente tabella GD.3.3-A (Guida CEI 31-56) 86

87 POLVERI l coefficiente ku dipende dal contenuto di umidità della polvere e varia con le modalità riportate nella seguente tabella Tabella GD.3.3 B (Guida CEI 31-56) 87

88 POLVERI ll coefficiente kta dipende dal tipo di ambiente nel quale viene a disperdersi la polvere, ed è stato ricavato dalla seguente tabella Tabella GD.3.4 A (Guida CEI 31-56) 88

89 POLVERI Il coefficiente kw dipende dalla velocità dell aria di ventilazione w nell intorno della SE e dalla velocità di sedimentazione ut; esso è stato ricavato in base alla seguente Tabella GD.3.4 B (Guida CEI 31-56) 89 Tabella GD.3.4 B Coefficiente kw dove: ut velocità di sedimentazione [m/s] w velocità dell aria di ventilazione nell intorno della SE [m/s]

90 POLVERI 90

91 POLVERI 91

92 POLVERI PROVVEDIMENTI DA ADOTTARE IN CASO DI INTERRUZIONE DEL SERVIZIO DI ASPORTAZIONE POLVERI I provvedimenti da adottare nella messa in servizio e in caso di interruzione del servizio di asportazione delle polveri sono riportati nella Tabella GC.3.2-B, stabiliti considerando la diversa classificazione dei Prodotti secondo il DPR 126/98 (direttiva 94/9/CE). 92 Nella tabella seguente (Guida CEI 31-56, tabella GC. 3.2-B): sono riportati i provvedimenti da adottare in caso di interruzione del servizio di asportazione delle polveri.

93 (1) Allarme ottico e acustico, quest ultimo tacitabile e non disinseribile. (2) Il tempo deve essere stabilito considerando una fermata programmata e in sicurezza (generalmente non maggiore di 90 min); il tempo può anche essere prolungato purché si accerti l assenza di atmosfera esplosiva pericolosa. (3) Il tempo deve essere stabilito considerando una fermata programmata e in sicurezza (generalmente non maggiore di 30 min); il tempo può anche essere prolungato purché si accerti l assenza di atmosfera esplosiva pericolosa. (4) Il tempo deve essere generalmente non maggiore di 15 s); il tempo può anche essere prolungato purché si accerti l assenza di ESPLOSIONI - ATMOSFERE ESPLOSIVE POLVERI Tabella GC.3.2-B Provvedimenti da adottare in caso di interruzione del servizio di asportazione delle polveri Tipo di Zona in assenza di captazione e asportazione polveri Classificazione dei Prodotti secondo il DPR 126/98 (direttiva 94/9/CE) Prodotti II 2D (adatti per Zona 21) Prodotti II 3D (adatti per Zona 22) Prodotti non adatti per Zone pericolose Zona 20 Allarme (1), più Azione immediata per ripristinare la captazione ed asportazione, più Messa fuori servizio programmata dei Prodotti (2) Allarme (1), più Azione immediata per ripristinare la captazione ed asportazione, più Messa fuori servizio programmata dei Prodotti il più presto possibile (3) Allarme (1), più Azione immediata per ripristinare la captazione ed asportazione, più Messa fuori servizio automatica dei Prodotti il più presto possibile (4) 93 Zona 21 Nessun provvedimento Allarme (1), più Azione immediata per ripristinare la captazione ed asportazione, più Messa fuori servizio programmata dei Prodotti (3) Allarme (1), più Azione immediata per ripristinare la captazione ed asportazione, più Messa fuori servizio automatica dei Prodotti il più presto possibile (4) Zona 22 Nessun provvedimento Nessun provvedimento Allarme (1), più Azione immediata per ripristinare la captazione ed asportazione, più Messa fuori servizio programmata dei Prodotti il più presto possibile (3)

94 POLVERI ESEGUITA LA CLASSIFICAZIONE DEI LUOGHI La classificazione delle aree con pericolo di esplosione è stata effettuata tenendo conto sia del grado di emissione, sia della efficacia e della disponibilità del sistema di aspirazione, come previsto dalla Guida CEI INDIVIDUAZIONE DEI TIPI DI PERICOLO Pericoli d ESPLOSIONE o di INCENDIO Le polveri combustibili disperse nell atmosfera di un ambiente possono creare pericolo di esplosione; le polveri combustibili depositate in strati, possono creare pericoli d incendio. Anche l'accensione di polveri in strato può degenerare in esplosione, qualora lo strato si disperda in nube. 94 In particolare, le polveri possono: a) restare disperse nell aria per un certo periodo di tempo e creare atmosfere esplosive pericolose (nubi), quindi depositarsi per effetto della propria massa formando strati;

95 POLVERI INDIVIDUAZIONE DEI TIPI DI PERICOLO Pericoli d ESPLOSIONE o di INCENDIO b) formare strati che, in presenza di turbolenze o azione meccanica, possono essere dispersi nell aria creando atmosfere esplosive pericolose, fungendo così da sorgenti di emissione; oppure, c) 95formare strati di polvere che NON si prevede possano essere dispersi creando atmosfere esplosive pericolose e che presentano solo pericolo d incendio dovuto a lenta combustione per ossidazione o per decomposizione della polvere sottoposta a surriscaldamento. Per la classificazione dei luoghi va valutata sia la probabilità di formazione delle atmosfere esplosive pericolose, sia la probabilità di formazione di strati.

96 POLVERI E necessario limitare quanto più è possibile l estensione degli strati di polvere in quanto è tipico il fenomeno di una prima piccola esplosione (detta primaria), determinata dall accensione di polvere in strato che solleva, per azione dell onda di pressione, una quantità molto maggiore di polvere con una seconda esplosione (esplosione secondaria) molto maggiore della prima (effetto domino). 96 La perturbazione dovuta ad un esplosione primaria da uno strato (caso b), quando prevista, deve essere considerata compresa tra i disturbi che provocano la dispersione nell aria creando atmosfere esplosive pericolose. Gli strati di polvere dovrebbero essere sempre limitati, sia come probabilità di presenza, sia come estensione, per evitare che un esplosione primaria, anche di piccola entità, possa sollevarli e creare esplosioni secondarie di entità molto maggiori della prima (effetto domino).

97 POLVERI Si deve considerare che emissioni diluite nel tempo o continue di polvere in piccole quantità, che non determinano zone pericolose nelle immediate vicinanze della sorgente di emissione (SE), ad esempio le emissioni strutturali possono, nel tempo, creare al suolo e sulle superfici piane o poco inclinate strati di polvere pericolosi. 97

98 POLVERI Pericoli da NUBI DI POLVERE (esplosione) Le polveri combustibili disperse nell aria formano miscele (nubi) di combustibile (la polvere) e di comburente (l ossigeno dell aria), sicché, in presenza di una sorgente di accensione di sufficiente energia, sono in grado di ossidarsi rapidamente per sostenere la combustione, che procede così rapida da generare un onda di pressione ed un fronte di fiamma con effetti esplosivi. La reattività di una polvere è tanto maggiore quanto più piccole sono le particelle che la compongono, questo è dovuto alla maggiore superficie specifica esposta all atmosfera; possono fare eccezione le polveri metalliche che si ossidano se esposte all aria. Perché la nube sia esplosiva occorre che la polvere sia combustibile e presente in concentrazione all interno del campo di esplodibilità (g/m3), v La polvere dispersa nell aria ha un comportamento molto aleatorio, meno prevedibile di quello di un gas o un vapore per la complessità dei fenomeni fisici di dispersione; per questo motivo, risulta difficoltoso definire l estensione delle zone con pericolo d esplosione.

99 POLVERI Un esplosione di polvere può avvenire se sono soddisfatte tutte le seguenti condizioni: La polvere è combustibile. La polvere è dispersa in aria con modalità tali da formare una nube nell atmosfera ambiente (ad esempio sono presenti turbolenze atmosferiche). La polvere ha una granulometria capace di propagare la fiamma. La concentrazione della polvere nella nube è compresa nell intervallo di esplodibilità (tra il limite inferiore di esplodibilità LEL e il limite superiore di esplodibilità UEL). L atmosfera in cui è dispersa la polvere contiene sufficiente aria (ossigeno) per sostenere la combustione (da considerare solo per atmosfere inertizzate). E presente una sorgente d innesco di energia sufficiente per innescare la nube. 99 Se manca una sola delle condizioni da 1) a 5) nel luogo considerato non possono formarsi atmosfere esplosive pericolose, purché ovviamente il luogo stesso non sia interessato da atmosfere esplosive provenienti da altri luoghi circostanti. Se manca una sola di queste condizioni da 1) a 6) l esplosione non può avvenire. Tutte le misure di prevenzione si basano quindi sull eliminazione di una o più di queste condizioni

100 POLVERI In generale, quando la concentrazione di polvere nell aria non supera 10 g/m3 si ha la ragionevole certezza di non raggiungere il LEL. Negli ambienti di lavoro, anche per motivi di igiene ambientale, la concentrazione di polvere è generalmente di gran lunga inferiore. 100

101 POLVERI Pericoli da STRATI DI POLVERE (esplosione, incendio) Uno strato di polvere combustibile costituisce una causa di formazione di nube esplosiva se la polvere viene per qualche ragione dispersa nell aria: ad esempio, può essere sollevata per l azione del vento, il passaggio di un mezzo o a seguito di un'esplosione primaria che coinvolga altra polvere depositata nell ambiente. In queste condizioni, lo strato è a tutti gli effetti una sorgente di emissione (SE). La formazione di depositi di polvere in strati è favorita dalle superfici orizzontali o leggermente inclinate e dagli angoli. 101 Uno strato di polvere depositata sopra componenti che producono calore (es. componenti elettrici) peggiora il loro raffreddamento, con conseguente aumento della temperatura. Se la temperatura superficiale del componente dell'impianto supera la temperatura di accensione della polvere in strato, questa si innesca (lenta combustione per ossidazione o per decomposizione della polvere); dopo l'innesco, in funzione della sua granulometria sarà anche possibile sollevarne le frazioni più leggere formando un atmosfera esplosiva.

102 POLVERI Per la incoerenza e la irregolarità delle particelle che costituiscono le polveri, queste vengono caratterizzate dalle seguenti grandezze fisiche: densità (apparente) degli accumuli (quantità statistica di polvere per volume specifico, considerando gli interstizi tra le particelle); grandezza media delle particelle; concentrazione della dispersione (quantità di polvere dispersa per volume d aria). 102 Delle grandezze fisiche elencate, la concentrazione della dispersione, che rappresenta un suo valore medio statistico, assume grande importanza; essa è soggetta a variazioni temporali e spaziali per diverse cause (disturbi, ostacoli, diversa velocità di caduta libera delle particelle) che alterano le caratteristiche esplosive della miscela stessa

103 POLVERI Non è esclusa la possibilità di presenza di polveri in strato incapaci di sollevarsi e, quindi di formare nubi esplosive. In tale caso sussiste solo il pericolo d incendio ( lenta combustione). Per i problemi legati al pericolo d incendio e alle temperature massime superficiali dei Prodotti. Lo strato di polvere può essere evitato o mantenuto a spessori trascurabili mediante interventi di bonifica degli ambienti; l ideale sarebbe pulire continuamente il luogo, in modo da evitare l accumulo della polvere, ma questo non è sempre è possibile. 103

104 POLVERI VALUTAZIONE DEL RISCHIO ESPLOSIONE a) probabilità e durata della presenza di atmosfere esplosive; b) probabilità che le fonti di accensione, comprese le scariche elettrostatiche, siano presenti e divengano attive ed efficaci; c) caratteristiche dell'impianto, sostanze utilizzate, processi e loro possibili interazioni; d) entità degli effetti prevedibili. 104

105 POLVERI METODOLOGIA ADOTTATA PER LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO ) individuazione delle possibili conseguenze, considerando ciò che potrebbe ragionevolmente accadere, e scelta di quella più appropriata tra i quattro seguenti possibili DANNI e precisamente DANNO VALORE LIEVE 1 MODESTO 2 GRAVE 3 GRAVISSIMO 4 105

106 POLVERI METODOLOGIA ADOTTATA PER LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO 2) valutazione della PROBABILITA della conseguenza individuata nella precedente fase, scegliendo quella più attinente tra le seguenti quattro possibili: PROBABILITA VALORE IMPROBABILE 1 POSSIBILE 2 PROBABILE MOLTO PROBABILE 4

107 POLVERI METODOLOGIA ADOTTATA PER LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO MATRICE DI VALUTAZIONE GRAVISSIMO DANNO D 4 2 (4) GRAVE 3 2 (3) MODESTO 2 1 (2) LIEVE 1 1 (1) 3 (8) 3 (6) 2 (4) 1 (2) 4 (12) 3 (9) 3 (6) 2 (3) 4 (16) 4 (12) 3 (8) 2 (4) PROBABILITA P IMPROBABILE POSSIBILE PROBABILE MOLTO PROBABILE

108 POLVERI METODOLOGIA ADOTTATA PER LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO Dalla combinazione dei due fattori precedenti (PROBABILITA e DANNO) viene ricavata, come indicato nella Matrice di valutazione sopra riportata, l Entità del RISCHIO (nel seguito denominato semplicemente RISCHIO), con la seguente gradualità 1 1 DxP < DxP < DxP < DxP 16 MOLTO BASSO BASSO MEDIO ALTO 108 Il procedimento è stato effettuato per ogni Sorgente di Emissione SE e per ogni strato di polvere generato dalle stesse SE. Dal confronto dei risultati è stato desunto il valore finale del RISCHIO per l ambiente considerato, assumendo il valore peggiore.

109 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO L - Prescrizioni minime Provvedimenti organizzativi - Formazione professionale dei lavoratori - Istruzioni scritte e autorizzazione al lavoro Misure di protezione contro le esplosioni - Fughe ed emissioni : deviare o rimuovere verso un luogo sicuro o contenere in modo sicuro ( Pmax) o rendere sicuro con altro metodo (inertizzazione) - Atmosfere di vario tipo : pianificare azioni e protezioni per il massimo pericolo possibile - Rischi di accensione : prevenire le scariche elettrostatiche ( indumenti 109 attrezzature messa terra impianti ) - Funzionamento di impianti, attrezzature, sistemi di protezione : procedere solo se dalla valutazione del rischio risulta che possono essere utilizzati senza rischio in un'atmosfera esplosiva. Riferirsi al DPR 126/ Struttura e attrezzature del luogo di lavoro : assicurare la idoneità del progetto, della costruzione, montaggio, installazione, manutenzione, in relazione all'utilizzo. Ridurre al minimo gli eventuali effetti sanitari prevedibili.

110 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO L - Prescrizioni minime (segue) Misure di protezione contro le esplosioni - Emergenza : avvertire e allontanare i lavoratori (dispositivi ottici e acustici) - Vie di fuga : fornire e mantenere sistemi di allontanamento rapidi e sicuri - Collaudo : verificare la sicurezza dell'intero impianto anteriormente all'uso - Utilizzo sicuro : assicurare la continuità del funzionamento in sicurezza, la possibilità di compiere anche manovre manuali, la dissipazione o l'isolamento in tempo breve dell'energia accumulata - Presenza incontrollata di gas : far uscire all'esterno il personale Interventi di bonifica e ripristino : eseguire con personale esperto e protetto solamente i lavori strettamente necessari di bonifica e quelli indispensabili ed indifferibili di ripristino della stabilità delle armature degli scavi.

111 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO L - Scelta dei sistemi di protezione Nelle aree a rischio sono impiegati apparecchi e sistemi di protezione conformi alle categorie del DPR 126/1998. Secondo le previsioni riportate nel documento di valutazione del rischio, in tali aree sono impiegate le seguenti categorie di apparecchi, purchè adatti, a seconda dei casi, a gas, vapori o nebbie e/o polveri : - nella zona 0 o nella zona 20, apparecchi di categoria 1; - nella zona 1 o nella zona 21, apparecchi di categoria 1 o di categoria 2; nella zona 2 o nella zona 22, apparecchi di categoria 1, 2 o 3.

112 PROTEZIONE DA ATMOSFERE ESPLOSIVE D.Lgs. 81/2008. ALLEGATO LI - Segnali di avvertimento Area in cui può formarsi un'atmosfera esplosiva : 112