ISTITUTO DI SICUREZZA

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1 ISTITUTO DI SICUREZZA Elettricità statica Documento sulla sicurezza i precedentemente Foglio SPI EL 5 Pagina 1 Generalità 1.1 Scopo Definizioni 2 2 Fondamenti 2.1 Formazioni delle cariche elettrostatiche Esempi di formazione di cariche elettrostatiche Scarica Trasporto di cariche elettrostatiche 5 3 Pericoli d incendio e d esplosione 5 4 Misure di protezione 4.1 Evitare le miscele esplosive Impiegare materiali conduttivi Collegamento a terra Limitare la velocità di flusso dei liquidi 6 5 Esempi d applicazione 5.1 Impiego di recipienti in materiale sintetico e in metallo Trasporto di liquidi facilmente infiammabili in tubazione e tubi flessibili Trasporto di liquidi facilmente infiammabili mediante pompe per fusti Travaso per gravitazione da recipienti Travaso da autocisterne Manipolazione di polveri Svolgimento di rotoli di laminati plastici, tessuti, carta e simili Componenti di macchine e parti di apparecchi in movimento 9 6 Riferimenti 6.1 Documentazione sulla sicurezza Protezione antincendio Bibliografia 10 Sicherheitsinstitut Institut de Sécurité Istituto di Sicurezza CH-8001 Zürich, Nüschelerstrasse 45, Tel , Fax CH-2000 Neuchâtel, Rue du Crêt-Taconnet 8b, Tél , Fax CH-6900 Lugano-Massagno, Via San Gottardo 77, Tel , Fax CH-4002 Basel, WKL , Tel , Fax Istituto di Sicurezza safety@swissi.ch Internet:

2 Elettricità statica 1 Generalità Gli elementi principali di queste raccomandazioni sono stati estratti dalle seguenti pubblicazioni: Elettricità statica (serie di pubblicazioni della Commissione di esperti per la sicurezza nell industria chimica svizzera) Elettricità statica (Cooperativa professionale dell industria chimica tedesca). 1.1 Scopo Queste raccomandazioni permettono di evitare i pericoli d innesco di incendi o di esplosioni derivanti da cariche elettrostatiche. 1.2 Definizioni Cariche elettrostatiche Dielettrici Conduttori Le cariche elettrostatiche (qui di seguito denominate anche cariche) sono cariche elettriche che si accumulano sulle parti separate in seguito alla separazione meccanica di sostanze simili o diverse. I dielettrici sono materiali solide o liquide la cui resistenza elettrica specifica è superiore a 10 4 Ω. I conduttori sono materie solide o liquidi la cui resistenza elettrica specifica è inferiore a 10 4 Ω. Materie ed oggetti caricabili Sono caricabili: elettrostaticamente le materie solide, la cui resistenza superficiale è superiore a 10 9 Ω secondo DIN i liquidi la cui resistenza specifica è superiore a 10 8 Ω gli oggetti costituiti da materie conduttive non collegati a terra. Collegamento a terra Sono collegati a terra elettrostaticamente (qui di seguito definiti anche come collegati a terra) gli oggetti costituiti da materie conduttive, la cui resistenza di scarica a terra non è superiore a 10 6 Ω. 2 Fondamenti I fondamenti sono presentati in forma generale e semplificata. Per informazioni più approfondite si rimanda alla bibliografia (vedi cifra 6). 2.1 Formazione delle Quando due sostanze diverse si toccano, si verifica uno spostamento di caricariche elettrostatiche che elettriche in corrispondenza della superficie di contatto. Questo avviene sia nel caso di materie differenti, sia nel caso di materie simili con caratteristiche diverse, ad esempio temperatura e tensione meccanica o, in condizioni diverse, ad esempio sporcizia, rugosità e frazionamento. Quando le due sostanze vengono separate l una dall altra, ognuna presenta una carica elettrica in eccesso: si è formata una carica elettrostatica. Nel caso di materiali conduttivi, ad esempio metalli e tessuti umidi, si ha un riequilibrio immediato delle cariche in corrispondenza della superficie di contatto già al momento della separazione. Data la loro elevata conduttività, a separazione avvenuta non si riscontra alcun eccesso di carica misurabile. Affinché si formi una carica elettrostatica è necessario quindi che almeno una delle sostanze sia un dielettrico Istituto di Sicurezza

3 Sostanza A Sostanza B Sostanza A e B separate: non sono caricate Sostanza A e B in contatto: spostamento delle cariche Sostanza A e B nuovamente separate: caricate elettrostaticamente Fig. 1 Formazione di cariche elettrostatiche. 2.2 Esempi di formazione di cariche elettrostatiche Mescolatura di liquidi non conduttivi Quando si mescolano liquidi non conduttivi, si producono spostamenti di cariche fra il liquido e l apparecchio. Fig. 2 Mescolatura di liquidi non conduttivi. Trasporto di liquidi non conduttivi Se un liquido non conduttivo fluisce attraverso una tubazione, si verifica uno spostamento di cariche. La tubazione si carica elettrostaticamente se non è collegata a terra. Il liquido porta cariche di segno opposto. liquido in flusso tubazione non collegata a terra Fig. 3 Trasporto di liquidi non conduttivi. Spruzzatura di liquidi Durante la spruzzatura, sia i liquidi conduttivi che quelli non conduttivi si caricano elettrostaticamente, ad esempio nei procedimenti di verniciatura a spruzzo e di pulitura ad alta pressione. Fig. 4 Spruzzatura di liquidi Istituto di Sicurezza 3

4 Carica di polveri I materiali in polvere (conduttivi e non conduttivi) si caricano elettrostaticamente durante la mescolatura, la macinazione, la formazione di vortici, lo scivolamento, la vuotatura di sacchi in materiale sintetico, ecc. Parimenti, si caricano elettrostaticamente le parti di impianti, gli apparecchi o gli oggetti non collegati a terra che entrano in contatto con le polveri cariche. Si formano cariche particolarmente elevate durante il trasporto pneumatico di polveri. Fig. 5 Vuotatura di polveri. Carica di componenti di macchine e di materiali in movimento Si formano cariche elevate sui componenti di macchine non conduttivi ed in rapido movimento, ad esempio cinghie di trasmissione, rulli, nastri trasportatori, ecc., o sui materiali non conduttivi, ad esempio rotoli di laminati plastici, di tessuti o di carta, ecc. che vengono srotolati. Fig. 6 Svolgimento di un rotolo laminato non conduttivo. Gas in flusso Carica elettrostatica di persone e mezzi di trasporto I gas puri che fluiscono non si caricano; per contro si formano cariche attraverso le impurità trasportate, ad esempio particelle di ruggine, polvere, goccioline d acqua o d olio, ecc. Le persone che portano scarpe con suole non conduttive o che camminano su rivestimenti di pavimenti non conduttivi, si caricano elettrostaticamente. Allo stesso modo i carrelli elevatori, i carrelli in genere, i contenitori mobili e simili, muniti di ruote non conduttive o mossi su pavimenti non conduttivi, si caricano elettrostaticamente. Tappeto Fig. 7 Suole o rivestimenti non conduttivi. 2.3 Scarica Le cariche in eccesso tendono ad equilibrarsi per ristabilire l equilibrio neutro normale. La scarica può avvenire lentamente o di colpo. L equilibrio elettrico fra due conduttori si stabilisce per lo più attraverso una cosiddetta scarica a scintilla, e gli stessi vengono scaricati di colpo e completamente. La scarica a scintilla avviene sia per avvicinamento dei conduttori Istituto di Sicurezza

5 di potenziale diverso oppure, in caso di distanza costante, al superamento di un certo livello di carica, non appena è raggiunta l intensità del campo elettrico necessaria. I non conduttori, ad esempio i materiali sintetici, si possono scaricare solo localmente. 2.4 Trasporto di Le cariche elettrostatiche su persone, oggetti, materiali o mezzi di trasporto cariche elettrostatiche non collegati a terra possono venir trasportate inavvertitamente in un altro luogo e possono scaricarsi in modo inaspettato. 3 Pericoli d incendio Nella maggior parte dei casi le scintille di scarica hanno sufficientemente e d esplosione energia per accendere una miscela esplosiva di aria e di gas, vapori o polveri infiammabili. Gli incendi o le esplosioni provocati in tal modo hanno spesso conseguenze gravi, perché l evento si produce in ambienti di lavoro. Esiste sempre un pericolo particolare quando si lavora con liquidi infiammabili con temperature al di sopra del loro punto d infiammabilità, quando si possono produrre scintille di scarica oppure scariche a fiocco. Si formano miscele esplosive di polvere ed aria ad esempio nei filtri, nel trasporto pneumatico, nello scivolamento o nella formazione di vortici. Le cariche trasportate sono pericolose poiché possono provocare scariche in punti imprevedibili. 4 Misure di protezione In linea di massima si devono sempre adottare le misure di protezione adeguate dato che i pericoli derivano da diversi fattori difficilmente valutabili. Queste misure sono: evitare le miscele esplosive impiegare materiali conduttivi collegare a terra i conduttori limitare la velocità di flusso dei liquidi. A seconda dei casi occorre decidere quali di queste misure adottare. 4.1 Evitare le miscele esplosive Aspirare alla fonte gas, vapori e polveri Effettuare i lavori con liquidi a temperature di almeno 5 C al di sotto del loro punto di infiammabilità Sostituire le sostanze facilmente infiammabili con sostanze difficilmente infiammabili o non infiammabili Trasportare i liquidi mediante aspirazione sotto vuoto o pressione di gas inerte, ad esempio azoto Lavorare in sistema chiuso Inertizzare. 4.2 Impiegare materiali Impiegare tubazioni, tubi flessibili, armature, apparecchi, imbuti, pale, conduttivi fusti, ecc., che sono conduttivi. Posare rivestimenti di pavimenti conduttivi Trattare i rivestimenti di pavimenti non conduttivi con prodotti antistatici Impiegare contenitori conduttivi di materiale sintetico e sacchi in materiale sintetico che non si caricano elettrostaticamente Rendere conduttivi liquidi e polveri non conduttivi mediante additivi speciali Evitare le vernici e i rivestimenti non conduttivi sulle pareti interne di silos e contenitori Portare scarpe con suole conduttive e, se è il caso, guanti conduttivi Istituto di Sicurezza 5

6 4.3 Collegamento a terra Collegare con conduttori e mettere a terra tutti i materiali conduttivi, ad esempio parti di edifici, apparecchiature, tubazioni, componenti di macchine, contenitori, mezzi di trasporto, scivoli, pale, parti in metallo disposte isolatamente Impiegare mezzi di trasporto con ruote o rulli conduttivi. Indicazioni: Le catenelle o i nastri di messa a terra per mezzi di trasporto non bastano. La messa a terra di protezione di un apparecchio elettrico non garantisce il collegamento a terra di tutte le sue parti metalliche. Quali condutture di terra si impiegano di regola fili, nastri o cordoncini di rame. Essi devono avere una sezione sufficiente (si consiglia una sezione di almeno 2,5 mm 2 ) e devono esser protetti contro i danni meccanici. Ci si deve assicurare che nei punti di congiunzione delle condutture di terra vi sia un buon contatto, ad esempio eliminando la verniciatura o lo sporco. In pratica hanno dato buone prove, fra l altro, i dispositivi seguenti: conduttori flessibili con pinze di contatto montate, ad esempio cavi con dispositivo di riavvolgimento automatico e pinza per messa a terra. Fig. 8 Esempio di rotolo di cavo a riavvolgimento automatico con pinza di messa a terra. 4.4 Limitare la velocità Limitare la velocità di flusso a 1 m/s di flusso dei liquidi Evitare le turbolenze. Indicazione Nel caso dell etere e del solfuro di carbonio come pure di liquidi che contengono componenti liquidi o solidi non miscelabili, ci si deve attendere una formazione di cariche elettrostatiche pericolose anche a velocità di flusso più basse. 5 Esempi d applicazione Le misure di sicurezza vengono illustrate mediante alcuni esempi presi dalla pratica. Le misure citate qui di seguito devono venir completate, di volta in volta, con le altre misure del caso (vedere cifra 4) Istituto di Sicurezza

7 5.1 Impiego di recipienti Per i liquidi facilmente infiammabili è preferibile impiegare recipienti in metallo. in materiale sintetico e in metallo Dato che non è possibile collegare a terra i recipienti in materiale sintetico usuale, questi possono venir impiegati per liquidi facilmente infiammabili solo sino ad una capacità di 5 l, mentre per i volumi superiori si devono impiegare recipienti conduttivi. Indicazione Per il solfuro di carbonio sono ammessi contenitori non conduttivi fino a 2 l di capacità. 5.2 Trasporto di liquidi Le tubazioni metalliche devono essere collegate a terra facilmente infiammabili Le tubazioni in vetro o materiale sintetico non possono venir collegate a in tubazioni e tubi flessibili terra. Le parti metalliche importanti in tali tubazioni, come flange a partire da una larghezza nominale di 100 mm, valvole, valvole di distribuzione, ecc., ma anche rivestimenti metallici e lamiere di rinforzo devono venir collegati a terra. Le viti in metallo delle flange in materiale sintetico non devono venir messe a terra. I fili di messa a terra che collegano queste parti metalliche isolate devono venir posati sia parallelamente alle tubazioni, sia avvolti in modo lasco intorno alle stesse. Fig. 9 Tubazioni in vetro o in materiale sintetico con flange di metallo collegate a terra. Per il trasporto di liquidi facilmente infiammabili si devono impiegare tubi flessibili conduttivi. Si distinguono: tubi flessibili in materiale conduttivo tubi flessibili in materiale non conduttivo con conduttore incorporato che deve essere collegato con flange di metallo o con i raccordi a vite tubi flessibili in metallo con rivestimento interno. Le camicie di metallo e le flange oppure i giunti devono venir collegati tra di loro mediante un conduttore. Per i tre tipi di tubi flessibili la resistenza elettrica fra i giunti non deve superare 10 6 Ω. Questo valore limite deve venir controllato periodicamente mediante misurazioni, poiché la resistenza può aumentare a causa dell uso o dell invecchiamento. 5.3 Trasporto di liquidi Le pompe per fusti devono venir collegate mediante un conduttore sia con facilmente infiammabili i recipienti da svuotare sia con i recipienti da riempire e devono venir collemediante pompe per fusti gate a terra. I collegamenti non devono venir fissati vicino alle aperture dei recipienti, perché in corrispondenza delle stesse si producono più facilmente esalazioni infiammabili e nell apporre il collegamento a terra una carica già esistente può produrre una scintilla d innesco. Messa a terra Fig. 10 Travaso di liquidi facilmente inflammabili mediante pompe per fusti Istituto di Sicurezza 7

8 I collegamenti a terra devono venir montati sulla pompa per fusti in modo tale che rammentino all utilizzatore di procedere alla messa a terra. 5.4 Travaso per gravitazione Tubi di riempimento, i tubi flessibili e gli imbuti a gambo lungo devono da recipienti venir introdotti fino in fondo al recipiente in modo da evitare effetti di separazione, ad esempio scrosci, vortici e spruzzi. I contenitori, gli imbuti, i bocchettoni ed i tubi flessibili conduttivi devono venir collegati fra loro mediante un conduttore e messi a terra. Metallo Fig. 11 Metallo Materiale sintetico non conduttivo capacità massima 5 l Travaso fra recipienti conduttivi e non conduttivi. Contenitore in materiale sintetico non conduttivo, capacità massima 5 l 5.5 Travaso da autocisterne Collegare a terra l autocisterna Portare scarpe con suole conduttive Introdurre il tubo di riempimento fino in fondo al serbatoio Aspirare i vapori. Indicazione È opportuno asservire elettricamente la pompa di mandata con il collegamento a terra del veicolo. Tubo di riempimento conduttivo collegato a terra Fig. 12 Riempimento di un autocisterna. 5.6 Manipolazione di polveri Nella manipolazione di sostanze in polvere, ad esempio nel travasare, miscelare, setacciare e trasportare, tutte le parti conduttive ad esempio fusto, imbuto, scivolo, sistema di tubazioni, valvole o saracinesche di distribuzione, ecc., devono venir collegate fra di loro mediante un conduttore e messe a terra. Fusto non conduttivo Imbuto metallico Polvere Liquido non infiammabile Fig. 13 Riempimento di polvere infiammabile in assenza di gas, vapori e liquidi infiammabili Istituto di Sicurezza

9 Indicazione Se nel settore di lavoro sono esclusi i liquidi, vapori o gas infiammabili, sono ammessi i recipienti con rivestimento in materiale sintetico ed i materiali isolanti per fusti, imbuti, scivoli, tubi di scarico, ecc. Se uno o più di questi oggetti sono metallici, devono venir collegati a terra. Se si aggiunge la presenza di liquidi, gas o vapori infiammabili, si devono prendere ulteriori misure di sicurezza, ad esempio inertizzare. 5.7 Svolgimento di rotoli Se sono presenti gas o vapori infiammabili, laminati plastici, tessuti, le cariche dei nastri di carta, di tessuto o di materiale sintetico devono carta e simili venir eliminati mediante ionizzatori, oppure si deve impedire l accumulo di cariche mediante una forte umidificazione locale. Indicazione Se si impiegano degli ionizzatori ci si deve assicurare che questi non costituiscano possibili fonti d innesco. Fig. 14 Ionizzatori passivi a punte collegati a terra, come lingue, spazzole e cunei di metallo. Fig. 15 Umidificazione con vapore acqueo. 5.8 Componenti di macchine Le parti in movimento, ad esempio cinghie di trasmissione, nastri traspore parti di apparecchi tatori, cilindri, rulli, ecc. possono caricarsi elettrostaticamente a seconda in movimento dei materiali, della velocità e delle dimensioni. Se sono presenti gas o vapori infiammabili, le parti in movimento devono essere costituite da materiali conduttivi. Se ciò non è possibile, si devono prendere le misure previste alla cifra 5.7. Indicazione Nel caso dell azionamento di agitatori, impastatori, essiccatoi, ecc., si può tralasciare la messa a terra addizionale degli assi e degli elementi di azionamento, se questi sono messi a terra tramite i supporti a cuscinetti a sfere e le scatole premistoppa. In caso di dubbio si deve misurare la resistenza al collegamento a terra delle parti in movimento. Fig.16 Spazzole di scarico Sicherheitsinstitut 9

10 6 Riferimenti Altre direttive e pubblicazioni da prendere in considerazione in merito a questo documento sulla sicurezza sono: 6.1 Documentazione Istituto Svizzero di Promovimento della Sicurezza sulla sicurezza (Istituto di Sicurezza) Protezione antincendio Via San Gottardo 81 (precedentemente raccoglitore Casella postale 117 Protezione antincendio) 6908 Massagno Locali di deposito per liquidi infiammabili (Foglio SPI UF 1) Verniciatura a spruzzo con vernici e lacche (Documentazione sulla sicurezza i) 6.2 Bibliografia Raccolta di esempi in relazione alle direttive «Statische Elektrizität» (Elettricità statica) (Foglio d istruzioni T033, Cooperativa professionale dell industria chimica) Jedermann-Verlag Dr. Otto Pfeffer ohg D Heidelberg Elektrostatische Aufladungen begreifen Günter Lüttgens/Martin Glor und sicher beherrschen expert Verlag (Capire e tenere sotto controllo D Ehningen bei Böblingen le cariche elettrostatiche) (Kontakt & Studium Elektrotechnik, volume 44) Ex-Zonen, Merkblatt, Istituto svizzero di assicurazione contro gli infortuni Grundsätze des Explosionsschutzes (INSAI) mit Beispielsammlung Sicurezza sul lavoro (Zone con pericolo d esplosione, Fluhmattstrasse 1 foglio d istruzioni, principi della Casella postale protezione contro le esplosioni 6002 Lucerna con raccolta di esempi) (Formulario 2153) Statitische Elektrizität, Istituto svizzero di assicurazione contro gli infortuni Regeln für die betriebliche Sicherheit (INSAI) (Schriftenreihe der Expertenkommission Sicurezza sul lavoro für Sicherheit in der chemischen Fluhmattstrasse 1 Industrie der Schweiz, Heft 2) Casella postale (Elettricità statica, regole per la 6002 Lucerna sicurezza aziendale, serie di pubblicazioni della Commissione di esperti per la sicurezza nell industria chimica svizzera, Quaderno 2) Istituto di Sicurezza

11 Statitische Elektrizität, Richtlinien für die Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen (Richtlinien Nr. 4) (Elettricità statica, direttive per evitare i pericoli d innesco di incendi o esplosioni derivanti da cariche elettrostatiche) (Direttive n. 4) Berufsgenossenschaft der chemischen Industrie (Cooperativa professionale dell industria chimica) D Heidelberg 1997 Sicherheitsinstitut 11