L ESPLOSIONE DI UN SILOS ADIBITO ALLO STOCCAGGIO DI SEGAT U R A

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1 L ESPLOSIONE ADIBITO ALLO STOCCAGGIO DI SEGAT U R A Suggerimenti sui criteri di sicurezza per la progettazione di impianti di stoccaggio delle polveri soggetti a pericolo di incendio o esplosione. Dott. Ing. Paolo Maurizi - I.A.C. presso il Comando Provinciale VV.F. di Brescia Geom. Umberto Petaccia - C.T.A. presso il Comando Provinciale VV.F. di Brescia In questo articolo viene de - scritta un esplosione accaduta in uno stabilimento per la lavora - zione del legno. E stato presentato l evento con le conseguenti difficoltà per l intervento dei soccorsi, sono state analizzate le misure di si - curezza presenti e individuate le probabili cause. Dall episodio sono emersi sug - gerimenti progettuali utili che possono determinare un miglio - ramento delle condizioni di sicu - rezza dei depositi di polvere. Il 13 dicembre scorso, alle circa, presso la falegna - meria della ditta F.lli Gatta sita in Comezzano-Cizzago (BS), è avvenuta un esplosione di un si - los adibito allo stoccaggio di se - gatura con conseguente svilup - po di un incendio al suo interno. Il silos in questione, come si nota nella foto 1 e come indicato nello schema 1 (pagina successiva) era di forma poligonale (12 lati) avente diametro medio di m ed un altezza totale di circa m , con volume utile di contenimento di mc Si trattava di un modello chiuso fino a terra, realizzato in pannelli di acciaio uniti tra loro tramite bullonatura e sigillante plastico, dotato di sistema di estrazione laterale della segatura. Ta l e modello, oltre ad assolvere alla funzione di stoccaggio segatura e sfridi della lavorazione, svolgeva anche funzione di filtrazione dell aria in quanto era dotato di una batteria filtrante in sommità. La batteria filtrante era composta da una struttura metallica a supporto di 115 maniche in cotone, aventi dimensioni di cm. 213 in altezza e cm. 20 di diametro, attraverso le quali avveniva il passaggio della polvere. Il sistema si basa Le caratteristiche del silos Foto 1 - Il silos per lo stoccaggio della segatura da cui è scaturito l incendio quale conseguenza di un esplosione. ANTINCENDIO aprile

2 Antincendio con irrorazione a pioggia Sezione sfogo libero Bocche antinscoppio Reimmissione aria trattata Non era invece previsto un impianto di rilevazione scintille lungo la condotta di aspirazione. L intervento dei soccorsi Portellone di accesso alla camera filtri 1060x600 Portellone d ispezione e scarico d emergenza 1050x600 sul fatto che gli scarti sono convogliati nel silos dall aspiratore e tendono per gravità a cadere sul fondo, mentre solo le parti più piccole e leggere (pulviscolo) sono trascinate dall aria in circolazione e arrivano alla batteria filtrante, dalla quale vengono trattenute per poi essere periodicamente distaccate mediante un sistema di scuotimento filtri. L aria trattata viene poi espulsa all esterno o, come nell impianto Schema 1 Tubazioni collegamento idrico Rete idrica in oggetto, reimmessa nel capannone tramite condotta. Il silos era dotato dei seguenti dispositivi di sicurezza: 1) n. 2 bocche antiscoppio delle dimensioni di 48x48 cm situate nella zona della batteria filtrante; 2) impianto antincendio a pioggia di tipo manuale; 3) oblò di controllo livelli segatura e portello di ispezione filtri. Giunta la richiesta di soccorso alla sala operativa del Comando Provinciale VV. F. di Brescia, si provvedeva ad inviare sul posto la prima partenza ed il supporto (composta in totale da 1 C.S. e 8 vigili), oltre al personale del distaccamento volontario VV. F. di Chiari che interveniva con 8 vigili. Poco dopo veniva richiesto dal C.S. presente sul posto l intervento del Funzionario di servizio, non tanto per l entità dell incendio il quale aveva interessato solo la batteria filtrante ed era stato già spento dalle squadre intervenute, ma per valutare meglio le operazioni di rimozione delle parti pericolanti del Silos, il quale risultava notevolmente danneggiato dallo scoppio (vedi foto n. 2). L esplosione infatti aveva squarciato totalmente la lamiera sottostante la batteria filtrante, con conseguente caduta del cilindro superiore sulla parte sottostante del silos, anch esso notevolmente danneggiato dallo scoppio (vedi foto n. 2), rimanendo pericolasamente poggiato ad un altezza di circa 13 m. da terra insieme alle lamiere divelte. Si è proceduto quindi con molta cautela e grazie anche 44 ANTINCENDIO aprile 1997

3 all esperienza del personale intervenuto a rimuovere le lamiere divelte ed il cilindro, tenendo conto delle difficoltà d imbragatura dovute alla sua posizione, con il braccio dell autogrù nella sua massima estensione che per poco riusciva a permettere l aggancio del cilindro (vedi foto n. 3). A questo si deve aggiungere il ridotto spazio di manovra a disposizione degli automezzi in quanto il silos era ubicato in un cortile interno della superficie di circa 400 mq, in adiacenza al fabbricato adibito a falegnameria, ed a una distanza di circa 10 m. da un altro fabbricato destinato ad uffici ed abitazione. L operazione così portata a termine ha evitato la sospensione dell attività lavorativa alla ditta, in quanto nel caso di insuccesso dell intervento si sarebbe dovuto procedere a interdire l accesso al cortile e alla falegnameria stessa per il pericolo di crollo del silos. Sul posto, oltre all autogru, sono state impiegate un autoscala e due autopompeserbatoio. tutte le possibili cause di innesco, mentre le misure di protezione si propongono di ridurre gli effetti dell esplosione. Le misure da adottare per evitare la formazione di una miscela esplosiva polvere - aria sono: una buona gestione degli impianti; la prevenzione delle perdite di materiale combustibile; una razionale ventilazione; la diluizione della miscela; il controllo dell efficienza dei sistemi di raccolta delle polveri; l aggiunta di materiali inerti sia solidi che gassosi. Le sorgenti di innesco nelle zone di possibile esistenza di un atmosfera esplosiva devono essere eliminate; inoltre le sorgenti di calore prodotto da attrito, le superfici calde, le scintille, le reazioni esotermiche e l autoaccensione devono essere controllate; infine le parti delle apparecchiature devono essere collegate e messe a terra per prevenire l accumulo dell elettricità statica. Nonostante si applichino tutte le misure di prevenzione per ridurre la probabilità di esplosioni, è ugualmente necessario adottare le appropriate misure di protezione. Considerazioni generali sul fenomeno Le misure di sicurezza relative alla manipolazione, all uso ed al deposito di polveri suscettibili di esplosione si possono distinguere in due categorie: misure di prevenzione misure di protezione Le misure di prevenzione hanno lo scopo di eliminare le condizioni che permettono la formazione di una miscela esplosiva e Foto 2 Le parti pericolanti del Silos dopo l esplosione. ANTINCENDIO aprile

4 Schema 2 Tipico andamento di un esplosione con e senza sfogo. A A = esplosione non sfogata B = esplosione con area di sfogo C = esplosione con area di sfogo più che sufficiente Pmax Pv Tempo C Pressione di progetto dell apparecchiatura B Pressione alla quale interviene il dispositivo di sfogo Per proteggersi e limitare i danni causati dalle esplosioni da polveri si possono usare vari metodi e, in alcuni casi, più di uno contemporaneamente. I principali sistemi di protezione sono: il contenimento dell esplosione la separazione degli impianti la soppressione dell esplosione lo sfogo dell esplosione Foto 3 L aggancio del cilindro, da parte dell autogrù è avvenuto con notevoli difficoltà di imbragatura. La misura di protezione più comune, pratica ed economica è senza dubbio l impiego degli sfoghi di pressione. Lo sfogo della pressione d esplosione o venting ha lo scopo di ridurre tale pressione mediante delle aperture praticate sull apparecchiatura e coperte con vari mezzi che si aprono rapidamente ad una determinata pressione, ad un valore non distruttivo per l impianto che si vuole proteggere (Schema 2). La massima pressione d esplosione all interno di un apparecchiatura dipende da molte variabili e può essere sensibilmente più alta di quella alla quale ha inizio lo sfogo. La velocità di aumento della pressione è il principale fattore che influenza la violenza di un esplosione, perché determina il tempo necessario per sfogare i prodotti della combustione. 46 ANTINCENDIO aprile 1997

5 Schema 3 Monogramma P stat = 0,1 bar Gli effetti di un esplosione dipendono dalla pressione massima, dalla velocità di aumento della pressione e dalla durata della pressione. Il problema principale con questa misura di protezione è il dimensionamento dell area di sfogo. Attualmente sono tre i metodi usati per calcolare l area di sfogo: il rapporto di sfogo, il fattore K e la legge cubica. Il più mirato dei tre è quello che si basa sulla validità della legge cubica (dp/dt) max V 1/3 = K St sia per contenitori chiusi che per quelli ventilati. Il dimensionamento con questo metodo è semplificato dai grafici (norme NFPA 68). In pratica basta conoscere il volume del contenitore, la classe della polvere, le condizioni di resistenza dell impianto e la pressione di intervento dei dispositivi di sfogo. Ogni grafico è riferito ad una ben definita pressione P stat di intervento del mezzo di sfogo. Importante è anche il posizionamento degli sfoghi, in quanto questi sono tanto più eff i c i e n t i quanto più vicini sono alla zona di probabile innesco ed in posizione tale che i prodotti ventilati seguano il minimo percorso e senza ostacoli. Considerazioni sull evento L evento accaduto ha coinvolto un silos di 105 mc, contenente segatura (P max =7,9bar; (dp/dt) max = 26 bar/sec; classe di esplosione S t = 1). Le misure di sicurezza adottate erano soltanto di tipo protettivo e consistevano in: impianto di raffreddamento ad acqua di tipo manuale sfoghi della pressione d esplosione, posizionati nella parte più alta (n 2 sfoghi di 0,23 mq l uno più la sezione a sfogo libero in alto di 0,63 mq, per un totale di 1,09 mq). Applicando il metodo della legge cubica per il dimensionamento degli sfoghi, attraverso il monogramma con pressione P stat = 0,1 bar (Schema 3) si trova un area di sfogo pari a circa 3 mq, con un valore della ANTINCENDIO aprile

6 massima pressione che può sopportare il silos P red = 0,9 bar. Tale valore calcolato (3 mq.) risulta notevolmente superiore a quello realizzato (1,09 mq.). Un ulteriore errore progettuale è stato il posizionamento degli sfoghi. Infatti la zona d innesco è stata non nel settore terminale, ma in quello sottostante, pertanto occorreva una distribuzione verticale, per settori, dei vari sfoghi. Le cause del sinistro Il silos era composto da un sistema per abbattere le polveri con unità di filtri a manica, in cui un certo numero di sacchi in cotone, supportati da un telaio rigido, tratteneva la polvere lasciando passare la corrente d aria che la trasportava. In questo tipo di separatore la coesistenza di sospensioni di polvere a concentrazione incontrollata e di elettricità statica accumulata sul tessuto del filtro costituisce una possibile causa dell esplosione. Infatti durante il trasporto di un materiale in polvere si producono cariche elettrostatiche per il rapido movimento delle particelle attraverso le strutture dell impianto. Esse possono accumularsi nella polvere stessa, in nube od in deposito, e, per induzione, sulla superficie delle apparecchiature e delle strutture vicine, se isolate da terra. Il pericolo d innesco sussiste durante la successiva ricombinazione delle cariche separate per ristabilire l equilibrio elettrico del sistema, poiché si generano inevitabilmente scariche di energia suff i c i e n t e m e n t e elevata. I suggerimenti ricavabili dall evento Dall evento si traggono utili considerazioni sul problema sicurezza che si possono riassumere nei seguenti punti: a) dal punto di vista della prevenzione delle esplosioni di polveri Un controllo ed eliminazione di sorgenti di accensione; in particolare per le scariche elettrostatiche le principali misure di prevenzione riguardano essenzialmente un efficace messa a terra di tutte le strutture metalliche, con resistenze di terra quanto più basse possibile per assicurare una completa e veloce dispersione dell elettricità statica generata. Nel caso particolare occorre utilizzare tessuti antistatici per i filtri a manica costituiti da fibre di materiale conduttore. Un altro metodo per evitare accumuli di cariche elettrostatiche consiste nell aumentare l umidità relativa dell aria al % per diminuire la resistività della polvere con la quale è a contatto, trattandosi di polveri di scarto. L installazione di sensori sensibili alla radiazione infrarossa per individuare fiamme, particelle incandescenti, scintille, che attivino comandi automatici per la soppressione della fonte d innesco. L e fficienza di questi dispositivi è legata soprattutto alla corretta localizzazione dei sensori. b) dal punto di vista della protezione dalle esplosioni di polveri L installazione di sfoghi dell esplosione, correttamente dimensionati e posizionati. Bibliografia Avella F. (1985) - P r e v e n z i o n e delle esplosioni di polveri. La Rivista dei Combustibili, vol. 39, fasc. 2. Avella F. (1984) - Legge cubica e classificazione delle polveri e s p l o d i b i l i. La Rivista dei Combustibili, vol. 38, fasc Mazzei N. (1984) - P r o t e z i o n e dalle esplosioni di polveri. La Rivista dei Combustibili, vol. 38, fasc A A. V V. (1988) - N F PA 68 Ve n - ting of deflagrations. NFPA Publishing. 48 ANTINCENDIO aprile 1997