LE ATMOSFERE POTENZIALMENTE ESPLOSIVE (ATEX) Ing. Giacomo Battipaglia

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1 LE ATMOSFERE POTENZIALMENTE ESPLOSIVE (ATEX) Ing. Giacomo Battipaglia

2 SOMMARIO 1) PARTE PRIMA Riferimenti normativi. Normativa europea (Direttiva 94/9/CE e Direttiva 99/92/CE ) Normativa italiana (D.P.R. 126/1998, D. Lgs. 233/2003, D. Lgs. 81/2008 (Titolo XI) e ss.mm.ii. Norme specifiche di settore (IEC, EN, CEI) 2) PARTE SECONDA Chimica della combustione e delle esplosioni. Concetti di chimica della combustione e delle esplosioni

3 SOMMARIO 3) PARTE TERZA Le esplosioni di GAS, VAPORI, NEBBIE e le esplosioni di POLVERI. Differenze. 4) PARTE QUARTA Prevenzione e mitigazione delle esplosioni. 5) PARTE QUINTA - Criteri e procedure per la classificazione dei luoghi. Caso a) Gas, vapori e nebbie infiammabili; Caso b) polveri combustibili

4 SOMMARIO 6) PARTE SESTA - Criteri e procedure per la classificazione dei luoghi in presenza di POLVERI COMBUSTIBILI. 8) PARTE SETTIMA La valutazione del rischio da atmosfere potenzialmente esplosive. 9) APPENDICE Ultimi aggiornamenti legislativi.

5 PREMESSA Uno dei rischi più gravi che si riscontrano nell industria di processo è costituito dalle ESPLOSIONI. Esse sono dei «fenomeni» che possono avere origine in particolari condizioni. A titolo di esempio: Presenza di nubi di vapori infiammabili (VCE) (Vapour Cloud Explosion) Presenza di vapori sprigionatisi da recipienti nei quali il liquido abbia raggiunto il punto di ebollizione (BLEVE) (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) Presenza di POLVERI COMBUSTIBILI Molto spesso esse sono devastanti e provocano perdita di vite umane.

6 PARTE PRIMA RIFERIMENTI NORMATIVI

7 Direttive ATEX o Direttiva 94/9/CE (AtEx 100a) D.P.R. 126/1998 o Direttiva 99/92/CE (AtEx 137) D. Lgs. 233/2003 D. Lgs. 81/2008 (Titolo XI) e ss.mm.ii. Norme IEC (International Electrotechnical Commission) Norme EN (elaborate dal CEN - Comité européen de normalisation) Guide CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano)

8 Le Direttive ATEX

9 LE DIRETTIVE ATEX ATmosphere EXplosives Segnale di avvertimento che indica le aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive. (Direttiva 99/92/CE, inserito nell art. 293, comma 3 dell allegato LI al D. Lgs 81/08). Caratteristiche: - FORMA TRIANGOLARE - LETTERE IN NERO SU FONDO GIALLO, BORDO NERO (il colore giallo deve costituire almeno il 50% della superficie del segnale).

10 LE DIRETTIVE ATEX ATEX 100a (Direttiva 94/9/CE) È stata recepita in Italia col D.P.R. 126/98 ed è rivolta ai produttori di apparecchi adatti a essere utilizzati in atmosfere esplosive. Impone che le apparecchiature, i sistemi di sicurezza e protezione utilizzati in ambienti a rischio di esplosione riportino la marcatura CE. Fornisce le caratteristiche che devono avere tali prodotti e li classifica in categorie (in funzione del grado di protezione assicurato). Introduce, inoltre, i requisiti essenziali di sicurezza e la sorveglianza sulla produzione, basata su sistemi di qualità aziendale. Si applica ai prodotti immessi in commercio o entrati in servizio dal 1 Luglio 2003.

11 LE DIRETTIVE ATEX ATEX 137 (Direttiva 99/92/CE) È stata recepita in Italia col D. Lgs. 233/03 ed è rivolta ai datori di lavoro, obbligati ad adottare misure tecniche e organizzative al fine di: Prevenire la formazione di miscele esplosive; Rimuovere gli strati di polvere presenti; Aerare opportunamente e in modo sufficiente i locali di lavoro; Prevenire scintille di origine meccanica; Installare sistemi di allarme (avviso di concentrazioni pericolose); Adottare misure di prevenzione e controllo contro le esplosioni.

12 LE DIRETTIVE ATEX Le Direttive ATEX hanno avuto un impatto importante sulla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC), che ha emanato il codice di Protezione Internazionale (IP), che definisce i vari gradi di protezione delle apparecchiature elettriche contro la penetrazione di sostanze (tra le quali le polveri).

13 LE DIRETTIVE ATEX I dispositivi vengono così marcati con due numeri: il primo si riferisce alla penetrazione di oggetti solidi, mentre il secondo alla penetrazione dell acqua. Per i corpi solidi sono definiti 6 livelli di protezione, che vanno da corpi di dimensioni superiori a 50 mm (numero 1) fino a polveri più o meno sottili (numeri 5 e 6). Invece, per quanto riguarda la penetrazione dell acqua, l intervallo adottato è quello che va da un gocciolamento leggero (numero 1) fino all immersione completa nel liquido (numero 8), per un totale dunque di 8 livelli di protezione.

14 RIFERIMENTI NORMATIVI Direttiva 94/9/CE (D.P.R. 126/1998) Rivolta essenzialmente ai PRODUTTORI di apparecchiature Direttiva 99/92/CE (D. Lgs. 233/2003) D. Lgs. 81/2008 (Titolo XI) e ss.mm.ii. Rivolta ai DATORI DI LAVORO Rivolto ai DATORI DI LAVORO

15 RIFERIMENTI NORMATIVI Esiste, poi, tutta una serie di norme, emanate dal Comitato Elettrotecnico Internazionale (IEC), dal Comitato Europeo di Normazione (CEN), nonché di guide emanate dal Comitato Elettrotecnico Italiano (CEI). A titolo di esempio si riportano le norme principali relative alle polveri combustibili (fare sempre attenzione agli aggiornamenti delle norme): IEC IEC EN EN EN POLVERI COMBUSTIBILI Regole generali per le costruzioni elettriche destinate ad atmosfere esplosive a causa di presenza di polveri Protezione mediante custodie speciali a prova di polveri. Classificazione delle aree dove sono presenti (o dove vi possono essere) polveri combustibili. Scelta ed installazione di dispositivi anti polveri. Verifica e manutenzione degli impianti elettrici in luoghi con pericolo di esplosione di polveri.

16 DIRETTIVA 94/9/CE

17 DIRETTIVA 94/9/CE D.P.R. 126/98 pubblicato su G. U. n. 101 del 04/05/1998, entrato in vigore il 01/07/2003. È una Direttiva rivolta ai PRODUTTORI di apparecchiature e sistemi di protezione destinati a essere utilizzati in atmosfere potenzialmente esplosive. Impone che le apparecchiature, i sistemi di protezione, di controllo, di sicurezza e di protezione utilizzati in ambienti a rischio di esplosione per la presenza di gas, nebbie, vapori e polveri riportino la marcatura CE.

18 DIRETTIVA 94/9/CE D.P.R. 126/98 pubblicato su G. U. n. 101 del 04/05/1998, entrato in vigore il 01/07/2003. Fornisce dunque le caratteristiche che i prodotti devono avere per essere installati nei luoghi ove esista un pericolo di esplosione introducendo una classificazione in funzione della probabilità che l atmosfera esplosiva si verifichi o meno. Sostituisce definitivamente la vecchia normativa (Direttiva 67/548/CEE). Si compone di 12 articoli e di 12 allegati (parte integrante).

19 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 NOVITÀ INTRODOTTE Tra gli aspetti innovativi della Direttiva 94/9/CE sono da sottolineare: L introduzione dei requisiti essenziali di sicurezza (ESR); La classificazione degli apparecchi in categorie (in funzione del grado di protezione assicurato); La sorveglianza sulla produzione, basata su sistemi di qualità aziendali; La marcatura CE: è fatto obbligo di apporre un apposita marcatura che deve riportare le caratteristiche di ogni apparecchiatura o componente ATEX. Attenzione, perché la Direttiva 94/9/CE si applica sia ai prodotti elettrici che ai prodotti NON elettrici!

20 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 ARTICOLI 1. Campo di applicazione e definizioni 2. Requisiti essenziali di sicurezza 3. Presunzione di conformità 4. Immissione in commercio 5. Marcatura CE di conformità 6. Procedure di valutazione della conformità 7. Disposizioni comuni per la marcatura CE e per la attestazioni di conformità 8. Organismi di certificazione 9. Vigilanza 10. Ritiro dal mercato 11.Norma di rinvio 12.Disposizioni transitorie

21 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 ALLEGATI I. Criteri per la classificazione dei gruppi di apparecchi in categorie. II. Requisiti essenziali in materia di sicurezza e di salute per la progettazione e la costruzione di apparecchi e sistemi di protezione destinati ad essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva. III. Modulo: esame CE del tipo (descrive la parte della procedura con cui un organismo notificato accetta e dichiara che un esemplare rappresentativo della produzione considerata (cioè un prototipo) soddisfa le disposizioni della direttiva ad esso relative).

22 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 ALLEGATI IV. Modulo: garanzia qualità produzione (descrive la procedura con cui il fabbricante che soddisfa agli obblighi del par. 2 si accerta e dichiara che i prodotti in questione sono conformi al tipo oggetto dell attestato di esame CE del tipo e soddisfano i requisiti del regolamento ad essi applicabile. In tale allegato si dice anche che il fabbricante deve utilizzare un sistema qualità approvato per la produzione (par. 2). In pratica, vi è una valutazione del sistema di qualità da parte di un organismo notificato).

23 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 ALLEGATI V. Modulo: verifica su prodotto (descrive la procedura con cui il fabbricante, o il suo mandatario stabilito nella Comunità, si accerta e dichiara che gli apparecchi cui sono state applicate le disposizioni del paragrafo 3 (esame da parte dell organismo notificato) sono conformi al tipo oggetto dell attestato di esame CE del tipo e soddisfano i requisiti della direttiva 94/9/CE che ad essi si applicano). In pratica, l organismo notificato verifica ogni singolo prodotto.

24 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 ALLEGATI VI. Modulo: conformità al tipo (descrive la parte della procedura in cui il fabbricante o il suo mandatario stabilito nella Comunità si accerta e dichiara che gli apparecchi in questione sono conformi al tipo oggetto dell'attestato di esame CE del tipo e soddisfano i requisiti del regolamento ad essi applicabili. Il fabbricante o il suo mandatario stabilito nella Comunità appone la marcatura CE a ciascun apparecchio e redige una dichiarazione di conformità). Quindi il produttore, sotto il controllo dell organismo certificato, dichiara (mediante delle opportune analisi) che i prodotti da lui fabbricati sono conformi al prototipo approvato.

25 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 ALLEGATI VII.Modulo: garanzia qualità prodotti (descrive la procedura con cui fabbricante che soddisfa gli obblighi del paragrafo 2 si accerta e dichiara che gli apparecchi sono conformi al tipo oggetto dell attestato di esame CE del tipo). In pratica è una valutazione del sistema di qualità da parte di un organismo certificato, per l ispezione finale.

26 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 ALLEGATI VIII.Modulo: controllo di fabbricazione interno (descrive la procedura con cui il fabbricante o il suo mandatario stabilito nella Comunità, che soddisfa gli obblighi di cui al paragrafo 2, si accerta e dichiara che gli apparecchi soddisfano i requisiti del regolamento ad essi applicabili. Il fabbricante o il suo mandatario stabilito nella Comunità appone la marcatura CE a ciascun apparecchio e redige una dichiarazione scritta di conformità).

27 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 ALLEGATI IX. Modulo: verifica di un unico prodotto (descrive la procedura con cui il fabbricante accerta e dichiara che l'apparecchio o sistema di protezione considerato, cui è stato rilasciato l'attestato di cui al paragrafo 2, è conforme ai requisiti del regolamento ad esso relativi. Il fabbricante o il suo mandatario stabilito nella Comunità appone la marcatura CE sull'apparecchio o sistema di protezione e redige una dichiarazione di conformità).in pratica, consiste nella verifica della conformità di un unico prodotto da parte di un organismo notificato.

28 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 ALLEGATI X. Marcatura CE / Contenuto della dichiarazione CE di conformità. XI. Criteri minimi che devono essere osservati dagli stati membri per la notifica degli organismi. XII.Modalità e contenuti delle domande per la richiesta di autorizzazione alla certificazione.

29 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Si applica agli apparecchi e ai sistemi di protezione destinati ad essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva (art. 1 c. 1), a dispositivi di sicurezza, di controllo e di regolazione destinati ad essere utilizzati al di fuori di atmosfere potenzialmente esplosive, necessari o utili per un sicuro funzionamento degli apparecchi e dei sistemi di protezione, al fine di evitare rischi di esplosione (art. 1. c. 2), nonché ai veicoli destinati a essere usati in tale atmosfera (art. 1 c. 3).

30 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Quindi, a titolo di esempio, si applica a MOTORI, POMPE, SISTEMI DI SOPPRESSIONE, SISTEMI DI SFOGO, componenti come CUSTODIE, LEVE, MORSETTI ecc.

31 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Non si applica a una serie di apparecchiature, prodotti e mezzi di trasporto contemplati nel c. 2 dell art. 1: per esempio, ad apparecchiature mediche destinate a impieghi in ambiente medico, o agli apparecchi destinati a impieghi in ambiente domestico e non commerciale, dove un atmosfera potenzialmente esplosiva può essere provocata solo da una fuga accidentale di gas.

32 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 In particolare, non si applica a: - Apparecchiature mediche - Sostanze chimiche esplosive instabili - Apparecchiature per impiego domestico - Dispositivi di protezione individuale già oggetto di direttiva 89/686/EEC - Navi marittime e unità mobili offshore - Mezzi di trasporto

33 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Definizioni (contenute nell art. 1) «apparecchi»: le macchine, i materiali, i dispositivi fissi o mobili, gli organi di comando, la strumentazione e i sistemi di rilevazione e di prevenzione che, da soli o combinati, sono destinati alla produzione, al trasporto, al deposito, alla misurazione, alla regolazione e alla conversione di energia e al trattamento di materiale e che, per via delle potenziali sorgenti di innesco che sono loro proprie, rischiano di provocare una esplosione;

34 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Definizioni (contenute nell art. 1) «sistemi di protezione», i dispositivi, incorporati negli apparecchi o separati da essi, diversi dai componenti degli apparecchi di cui alla lettera a), la cui funzione è arrestare le esplosioni o circoscrivere la zona da esse colpita, se immessi separatamente sul mercato come sistemi con funzioni autonome; «componenti»: i pezzi essenziali per il funzionamento degli apparecchi e dei sistemi di protezione privi di funzione autonoma;

35 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Definizioni (contenute nell art. 1) «atmosfera esplosiva»: la miscela, in condizioni atmosferiche, di aria con sostanze infiammabili allo stato di gas, vapori, nebbie o polveri nella quale, dopo l'innesco, la combustione si propaga all'insieme della miscela non bruciata; «atmosfera potenzialmente esplosiva»: l'atmosfera suscettibile di trasformarsi in atmosfera esplosiva a causa delle condizioni locali ed operative; Condizioni atmosferiche: P= Pa e T=293 K (ovvero P=1013,3 mb e T=20 C).

36 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 «gruppo di apparecchi I»: gli apparecchi destinati ai lavori in sotterraneo nelle miniere, nelle gallerie e nei relativi impianti di superficie, esposti a rischio di sprigionamento di grisù ovvero di polveri combustibili, individuati secondo i criteri di cui all'allegato I; «gruppo di apparecchi II»: gli apparecchi destinati ad essere utilizzati in altri siti esposti ai rischi di atmosfere esplosive, individuati secondo i criteri di cui all'allegato I; «impiego conforme alla destinazione»: l'uso in conformità alla destinazione prevista per i gruppi di apparecchi I e II), nonché alle indicazioni fornite dal fabbricante e necessarie per un corretto funzionamento degli stessi.

37 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Marcatura CE di conformità (art. 5) La marcatura CE di conformità è costituita dalle iniziali CE, secondo il modello di cui all'allegato X. La marcatura CE è seguita dal numero di identificazione dell'organismo notificato qualora quest'ultimo intervenga nella fase di controllo della produzione. (c. 1). La marcatura CE deve essere apposta su apparecchi, sistemi di protezione e dispositivi di cui all'articolo 1, comma 2, in modo chiaro, visibile, leggibile ed indelebile unitamente alle indicazioni previste al punto dell'allegato II. (c. 2). È vietato apporre sugli apparecchi, sui sistemi di protezione e sui dispositivi di cui all'articolo 1, comma 2, marcature che possono indurre in errore i terzi circa il significato ed il simbolo grafico della marcatura CE. Su detti apparecchi, sistemi di protezione e dispositivi può essere apposta ogni altra marcatura, purché essa non limiti la visibilità e la leggibilità della marcatura CE. (c. 3).

38 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Allegato X Marcatura CE Tratto dall Allegato X al D.P.R. 126/1998. In caso di riduzione o ingrandimento della marcatura CE dovranno essere rispettate le proporzioni indicate nel grafico graduato di cui sopra. I diversi elementi della marcatura CE devono avere sostanzialmente la stessa dimensione verticale, che non può essere inferiore a 5 mm. Si può derogare a detta dimensione minima per gli apparecchi, i sistemi di protezione e i dispositivi di cui all art. 1 c. 2 di piccole dimensioni.

39 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Marcatura Su ogni apparecchio e su ogni sistema di protezione devono figurare delle specifiche indicazioni. In particolare: 1) Il NOME e l INDIRIZZO del FABBRICANTE; 2) Il TIPO costruttivo; 3) Il NUMERO DI SERIE; 4) L ANNO di costruzione; 5) La MARCATURA CE e il numero dell ORGANISMO NOTIFICATO (se è applicabile); 6) Il MARCHIO ESAGONALE ; 7) GRUPPO e CATEGORIA (lettera G per i GAS e D (dust) per la POLVERE).

40 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Marcatura ll 2 G (D) Marchio di conformità CE Ente Notificato per la sorveglianza Marcatura specifica per uso in atmosfera esplosiva Gruppo apparecchi (I Miniere e II Superficie) Categoria prodotto (M1, M2 per Gruppo 1 1,2,3 per Gruppo 2) Tipo di Atmosfera Esplosiva (G gas e/o D polveri)

41 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Marcatura Sull etichetta possono poi essere applicate ulteriori sigle, riferite a informazioni specifiche. Ad esempio: Per i GAS - Ex (conformità a norme europee armonizzate) - e (modo di protezione applicato) - Tx (massima T che può essere raggiunta) Per le POLVERI - td (modo di protezione attuato) - A21 (metodo di prova (A oppure B) e zona di installazione) - IPxy (grado di protezione IP) - Tyy (massima T superficiale raggiungibile) più ulteriori informazioni aggiuntive

42 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Allegato I Criteri per la classificazione dei gruppi di apparecchi in categorie I prodotti sono divisi in due GRUPPI (I e II): il primo comprende gli apparecchi destinati al lavoro in sotterraneo nelle Miniere e nei loro impianti di superficie esposti al rischio di sprigionamento di grisù e/o di polveri combustibili, mentre il secondo quelli destinati a tutti gli altri usi (si intende in Superficie). Vi è poi una seconda suddivisione all interno dei gruppi: i prodotti sono ulteriormente suddivisi in CATEGORIE, a seconda del livello di protezione che sono in grado di garantire contro il rischio di innesco dell atmosfera potenzialmente esplosiva. In definitiva è possibile far riferimento a uno schema del tipo:

43 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Allegato I Criteri per la classificazione dei gruppi di apparecchi in categorie Grado di protezione Gruppo I Categorie Gruppo II Molto elevato M1 Cat. 1 Elevato M2 Cat. 2 Normale --- Cat. 3 Gruppo I: miniere Gruppo II: superficie

44 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Allegato I Criteri per la classificazione dei gruppi di apparecchi in categorie Gruppo I: apparecchiature destinate all impiego in miniera e negli impianti dedicati. Gruppo II: include le applicazioni su tantissimi impianti, che spaziano dalla grande industria chimica al piccolo pastificio. Per i prodotti appartenenti a quest ultimo gruppo, viene poi fatta un ulteriore distinzione, tra apparecchiature destinate a luoghi soggetti al pericolo di formazione di atmosfere esplosive, in funzione della presenza di gas oppure di polveri. Questa direttiva considera per la prima volta i rischi di esplosione dovuti a una sorgente di tipo meccanico, come ad esempio la generazione di una scintilla a causa del contatto tra componenti meccanici o del loro surriscaldamento.

45 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Allegato I Criteri per la classificazione dei gruppi di apparecchi in categorie GRADO DI PROTEZIONE NORMALE ELEVATO MOLTO ELEVATO SIGNIFICATO Garantisce la protezione nel normale funzionamento. È adatto ad ambienti in cui non è probabile la presenza di atmosfera esplosiva. Cioè: zona 2 (G) e zona 22 (D). Garantisce la protezione sia nel normale funzionamento e sia nel caso in cui avvenga un guasto (ci si riferisce a guasti comuni, ovvero ricorrenti). È adatto ad ambienti in cui è probabile la presenza di atmosfera esplosiva nel corso del normale funzionamento. Cioè: zona 1 (G) e zona 21 (D). Garantisce la protezione non solo in caso di guasti ricorrenti, ma anche nel caso in cui avvenga un guasto raro. È adatto ad ambienti in cui l atmosfera esplosiva è presente spesso o in modo continuo. Cioè: zona 0 (G) e zona 20 (D).

46 Direttiva 94/9/CE D.P.R. 126/1998 Allegato I Criteri per la classificazione dei gruppi di apparecchi in categorie CARATTERISTICHE DELLE CATEGORIE M1 M2 Cat. 1 Cat. 2 Cat. 3 Luogo di lavoro: MINIERE. Livello di protezione: MOLTO ELEVATO. Luogo di lavoro: MINIERE. Livello di protezione: ELEVATO. Luogo di lavoro: SUPERFICIE. Livello di protezione: MOLTO ELEVATO. Adatti per zona 0 (G) e per zona 20 (D), ma ovviamente anche per le zone 1 e 2 (G) e 21 e 22 (D). Luogo di lavoro: SUPERFICIE. Livello di protezione: ELEVATO. Adatti per zona 1 (G) e zona 21 (D), ma ovviamente anche per le zone 2 (G) e 22 (G). Luogo di lavoro: SUPERFICIE. Livello di protezione: NORMALE. Adatti per zona 2 (G) e 22 (D).

47 DIRETTIVA 99/92/CE

48 DIRETTIVA 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 (G.U. n. 197 del 26/08/2003) entrato in vigore il 10/09/2003. È una direttiva rivolta ai DATORI DI LAVORO (requisiti minimi dei luoghi di lavoro). Riguarda quindi la SALUTE e la SICUREZZA dei lavoratori. Impone al Datore di Lavoro di effettuare un ANALISI DEI RISCHI (classificazione delle aree, documento di protezione contro le esplosioni). Impone dunque anche una scelta delle APPARECCHIATURE da utilizzare.

49 Direttiva 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 Il D. Lgs. 233/2003 ha integrato il D. Lgs. 626/94, introducendo il titolo VIII-bis Protezione da atmosfere esplosive. Il destinatario principale di questa direttiva è il datore di lavoro, il quale deve provvedere alla classificazione delle zone con pericolo di esplosione e alla elaborazione del documento relativo alla protezione contro le esplosioni, che sarà parte integrante del Documento di valutazione dei rischi di cui all art. 4 del D. Lgs. 626/94.

50 Direttiva 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 In particolare, tale Direttiva (e dunque tale Decreto Legislativo) armonizza e stabilisce i requisiti minimi di salute e di sicurezza dei lavoratori che possono essere esposti al rischio di atmosfere esplosive, obbligando il datore di lavoro ad adottare misure tecniche e organizzative al fine di:

51 Direttiva 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 Prevenire la formazione di miscele esplosive; Rimuovere gli strati di polveri presenti; Aerare opportunamente e in modo sufficiente i locali di lavoro; Prevenire scintille di origine meccanica; Fare in modo che le polveri e i gas rimangano al di fuori dei limiti di concentrazione in grado di provocare esplosioni; Installare sistemi di allarme che avvertano quando si è in presenza di concentrazioni pericolose; Adottare misure di prevenzione e controllo contro le esplosioni.

52 Direttiva 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 Il datore di lavoro ha l obbligo di: Adottare le misure tecniche e organizzative adeguate alla natura dell attività; In particolare, prevenire la formazione di atmosfere esplosive. Se ciò non è possibile, deve: Evitare l accensione di atmosfere esplosive; Attenuare gli effetti pregiudizievoli di un esplosione, in modo da garantire la salute e la sicurezza dei lavoratori.

53 Direttiva 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 Come fa il datore di lavoro a valutare i rischi di esplosione? Tenendo conto almeno dei seguenti elementi: Probabilità e durata della presenza di atmosfere esplosive; Probabilità che le fonti di accensione, comprese le scariche elettrostatiche, siano presenti e diventino attive ed efficaci; Caratteristiche dell impianto, delle sostanze usate, dei processi e delle loro possibili interazioni; Entità degli effetti prevedibili; Inoltre, i rischi di esplosione devono essere valutati complessivamente. Occorre poi tener conto dei luoghi di collegamento, mediante aperture, con i luoghi a rischio di esplosione.

54 Direttiva 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 Obblighi generali del datore di lavoro Lì dove possono svilupparsi atmosfere esplosive in quantità tale da mettere in pericolo la sicurezza e la salute dei lavoratori o di altri, gli ambienti di lavoro devono essere strutturati in modo da permettere di svolgere il lavoro in condizioni di sicurezza. Negli ambienti di lavoro in cui possono svilupparsi atmosfere esplosive in quantità tale da mettere in pericolo la sicurezza e la salute dei lavoratori, deve essere garantito un adeguato controllo durante la presenza dei lavoratori, in funzione della valutazione del rischio, mediante l utilizzo di mezzi tecnici adeguati.

55 Direttiva 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 Coordinamento Se nello stesso luogo di lavoro operano contemporaneamente lavoratori di più imprese, ciascun datore di lavoro è responsabile per le questioni soggette al suo controllo. Tuttavia, ferme restando le responsabilità individuali di ciascun datore di lavoro, 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 specifica nel documento sulla protezione contro le esplosioni l obiettivo, le misure e le modalità di attuazione di detto coordinamento.

56 Direttiva 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 Documento sulla protezione contro le esplosioni È un obbligo del datore di lavoro, il quale lo deve elaborare e tenere aggiornato. Tale documento, in particolare, deve precisare: a) che i rischi di esplosione sono stati individuati e valutati; b) che saranno prese misure adeguate per raggiungere gli obiettivi del D. Lgs. 233/2003; c) quali sono i luoghi che sono stati classificati nelle zone di cui all'allegato XVbis;

57 Direttiva 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 Documento sulla protezione contro le esplosioni d) quali sono i luoghi in cui si applicano le prescrizioni minime di cui all'allegato XV-ter; e) che i luoghi e le attrezzature di lavoro, compresi i dispositivi di allarme, sono concepiti, impiegati e mantenuti in efficienza tenendo nel debito conto la sicurezza; f) che, ai sensi del titolo III, sono stati adottati gli accorgimenti per l'impiego sicuro di attrezzature di lavoro.

58 Direttiva 99/92/CE D. Lgs. 233/2003 Documento sulla protezione contro le esplosioni 3. Il documento sulla protezione contro le esplosioni deve essere compilato prima dell'inizio del lavoro ed essere riveduto qualora i luoghi di lavoro, le attrezzature o l'organizzazione del lavoro abbiano subito modifiche, ampliamenti o trasformazioni rilevanti. 4. Il documento sulla protezione contro le esplosioni è parte integrante del documento di valutazione dei rischi.

59 D. Lgs. 81/2008 e ss.mm.ii.

60 D. LGS. 81/2008 (e ss.mm.ii.) Attuazione dell art. 1 della Legge 3 Agosto 2007, n. 123, in materia della salute e della sicurezza sui luoghi di lavoro. TITOLO XI Il titolo XI del D. Lgs. 81/08 è interamente dedicato alla Protezione da atmosfere esplosive. Si compone di un Capo I riguardante le disposizioni generali, di un Capo II riguardante gli obblighi del datore di lavoro, e di un Capo III relativo alle sanzioni a carico dei datori di lavoro e dei dirigenti. Il Capo I, in particolare, definisce il campo di applicazione del titolo e cosa si intende per «atmosfera esplosiva».

61 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo I Disposizioni generali Art Campo di applicazione Prescrizione delle misure per la tutela della sicurezza e della salute dei lavoratori che possono essere esposti al rischio di atmosfere esplosive. Applicazione anche nei lavori in sotterraneo (dove esistano o siano prevedibili, mediante indagini geologiche, atmosfere esplosive).

62 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo I Disposizioni generali Art Campo di applicazione (segue) Alcune esclusioni (es. aree utilizzate direttamente per le cure mediche dei pazienti, nel corso di esse; es. produzione, manipolazione, stoccaggio, trasporto di sostanze esplosive, ecc.). Il titolo XI si applica invece ai veicoli destinati ad essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva.

63 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo I Disposizioni generali Art Definizioni Atmosfera esplosiva (c. 1): 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).

64 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo I Disposizioni generali Art Definizioni (segue) Condizioni atmosferiche (c. 1-bis): 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.

65 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 289 Prevenzione e protezione contro le esplosioni Art. 290 Valutazione dei rischi da esplosione Art. 291 Obblighi generali Art. 292 Coordinamento Art. 293 Aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive Art. 294 Documento sulla protezione contro le esplosioni Art. 294-bis Informazione e formazione dei lavoratori Art. 295 Termini per l adeguamento Art. 296 Verifiche

66 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 289 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. 2. Se la natura dell attività non consente di prevenire la formazione di atmosfere esplosive, il datore di lavoro deve:

67 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 289 Prevenzione e protezione contro le esplosioni (segue) 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. 3. Se necessario, le misure di cui ai commi 1 e 2 sono combinate e integrate con altre contro la propagazione delle esplosioni e sono riesaminate periodicamente e, in ogni caso, ogniqualvolta si verifichino cambiamenti rilevanti.

68 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro L art. 289 indica, cioè, dei criteri generali di intervento. La prima cosa che occorre fare è PREVENIRE LA FORMAZIONE DI ATMOSFERE ESPLOSIVE. Solo se ciò non è possibile (in quanto la natura dell attività non lo consente), occorre - EVITARE L ACCENSIONE DI MISCELE ESPLOSIVE; - MITIGARE GLI EFFETTI DI UNA POSSIBILE ESPLOSIONE.

69 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 290 Valutazione dei rischi di esplosione 1. Nell'assolvere gli obblighi stabiliti dall'articolo 17, comma 1, il datore di lavoro valuta i rischi specifici derivanti da atmosfere esplosive, 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.

70 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 290 Valutazione dei rischi di esplosione (segue) 2. I rischi di esplosione sono valutati complessivamente. 3. Nella valutazione dei rischi di esplosione vanno presi in considerazione i luoghi che sono o possono essere in collegamento, tramite aperture, con quelli in cui possono formarsi atmosfere esplosive.

71 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 291 Obblighi generali 1. Al fine di salvaguardare la sicurezza e la salute dei lavoratori, e secondo i principi fondamentali della valutazione dei rischi e quelli di cui all'articolo 289, il datore di lavoro prende i provvedimenti necessari affinché:

72 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 291 Obblighi generali (segue) a) dove possono svilupparsi atmosfere esplosive in quantità tale da mettere in pericolo la sicurezza e la salute dei lavoratori o di altri, gli ambienti di lavoro siano strutturati in modo da permettere di svolgere il lavoro in condizioni di sicurezza; b) negli ambienti di lavoro in cui possono svilupparsi atmosfere esplosive in quantità tale da mettere in pericolo la sicurezza e la salute dei lavoratori, sia garantito un adeguato controllo durante la presenza dei lavoratori, in funzione della valutazione del rischio, mediante l'utilizzo di mezzi tecnici adeguati.

73 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 292 Coordinamento 1. 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.

74 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 292 Coordinamento (segue) 2. 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 specifica nel documento sulla protezione contro le esplosioni, di cui all'articolo 294, l'obiettivo, le misure e le modalità di attuazione di detto coordinamento.

75 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 293 Aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive 1. Il datore di lavoro ripartisce in zone, a norma dell'allegato XLIX, le aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive. 2. Il datore di lavoro assicura che per le aree di cui al comma 1 siano applicate le prescrizioni minime di cui all'allegato L. 3. 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).

76 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 294 Documento sulla protezione contro le esplosioni 1. Nell'assolvere gli obblighi stabiliti dall'articolo 290 il datore di lavoro provvede a elaborare e a tenere aggiornato un documento, denominato: "documento sulla protezione contro le esplosioni". 2. Il documento di cui al comma 1, in particolare, deve precisare: a) che i rischi di esplosione sono stati individuati e valutati; b) che saranno prese misure adeguate per raggiungere gli obiettivi del presente titolo;

77 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 294 Documento sulla protezione contro le esplosioni (segue) c) quali sono i luoghi che sono stati classificati nelle zone di cui all'allegato XLIX; d) quali sono i luoghi in cui si applicano le prescrizioni minime di cui all'allegato L; e) che i luoghi e le attrezzature di lavoro, compresi i dispositivi di allarme, sono concepiti, impiegati e mantenuti in efficienza tenendo nel debito conto la sicurezza; f) che, ai sensi del titolo III, sono stati adottati gli accorgimenti per l'impiego sicuro di attrezzature di lavoro.

78 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 294 Documento sulla protezione contro le esplosioni (segue) 3. Il documento di cui al comma 1 deve essere compilato prima dell'inizio del lavoro ed essere riveduto qualora i luoghi di lavoro, le attrezzature o l'organizzazione del lavoro abbiano subito modifiche, ampliamenti o trasformazioni rilevanti. 4. Il documento di cui al comma 1 è parte integrante del documento di valutazione dei rischi di cui all'articolo 17, comma 1.

79 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 294 bis Informazione e formazione dei lavoratori 1. Nell'ambito degli obblighi di cui agli articoli 36 e 37, il datore di lavoro provvede affinché i lavoratori esposti al rischio di esplosione e i loro rappresentanti vengano informati e formati in relazione al risultato della valutazione dei rischi, con particolare riguardo: a) alle misure adottate in applicazione del presente titolo; b) alla classificazione delle zone; c) alle modalità operative necessarie a minimizzare la presenza e l'efficacia delle sorgenti di accensione;

80 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 294 bis Informazione e formazione dei lavoratori (segue) d) ai rischi connessi alla presenza di sistemi di protezione dell'impianto; e) ai rischi connessi alla manipolazione ed al travaso di liquidi infiammabili e/o polveri combustibili; f) al significato della segnaletica di sicurezza e degli allarmi ottico/acustici; g) agli eventuali rischi connessi alla presenza di sistemi di prevenzione delle atmosfere esplosive, con particolare riferimento all'asfissia; h) all'uso corretto di adeguati dispositivi di protezione individuale e alle relative indicazioni e controindicazioni all'uso.

81 D. Lgs. 81/2008 DIFFERENZA TRA INFORMAZIONE E FORMAZIONE D. Lgs. 81/2008 e ss.mm.ii. Art. 2 Definizioni INFORMAZIONE: complesso delle attività dirette a fornire conoscenze utili alla identificazione, alla riduzione e alla gestione dei rischi in ambiente di lavoro. FORMAZIONE: processo educativo attraverso il quale trasferire ai lavoratori ed agli altri soggetti del sistema di prevenzione e protezione aziendale conoscenze e procedure utili alla acquisizione di competenze per lo svolgimento in sicurezza dei rispettivi compiti in azienda e alla identificazione, alla riduzione e alla gestione dei rischi.

82 D. Lgs. 81/2008 DIFFERENZA TRA INFORMAZIONE E FORMAZIONE D. Lgs. 81/2008 e ss.mm.ii. Capo III, Sez. IV Formazione, informazione, addestramento Art. 36 Informazione ai lavoratori Art. 37 Formazione dei lavoratori e dei loro rappresentanti

83 D. Lgs. 81/2008 DIFFERENZA TRA INFORMAZIONE E FORMAZIONE Art. 36 Informazione ai lavoratori (estratto) 1. Il datore di lavoro provvede affinché ciascun lavoratore riceva una adeguata informazione: a) sui rischi per la salute e sicurezza sul lavoro connessi alla attività della impresa in generale; b) sulle procedure che riguardano il primo soccorso, la lotta antincendio, l'evacuazione dei luoghi di lavoro; c) sui nominativi dei lavoratori incaricati di applicare le misure di cui agli articoli 45 e 46; d) sui nominativi del responsabile e degli addetti del servizio di prevenzione e protezione, e del medico competente.

84 D. Lgs. 81/2008 DIFFERENZA TRA INFORMAZIONE E FORMAZIONE Art. 36 Informazione ai lavoratori (estratto) 2. Il datore di lavoro provvede altresì affinché ciascun lavoratore riceva una adeguata informazione: a) sui rischi specifici cui è esposto in relazione all'attività svolta, le normative di sicurezza e le disposizioni aziendali in materia; b) sui pericoli connessi all'uso delle sostanze e dei preparati pericolosi sulla base delle schede dei dati di sicurezza previste dalla normativa vigente e dalle norme di buona tecnica; c) sulle misure e le attività di protezione e prevenzione adottate.

85 D. Lgs. 81/2008 DIFFERENZA TRA INFORMAZIONE E FORMAZIONE Art. 37 Formazione dei lavoratori e dei loro rappresentanti (estratto) 1. Il datore di lavoro assicura che ciascun lavoratore riceva una formazione sufficiente ed adeguata in materia di salute e sicurezza, anche rispetto alle conoscenze linguistiche, con particolare riferimento a: a) concetti di rischio, danno, prevenzione, protezione, organizzazione della prevenzione aziendale, diritti e doveri dei vari soggetti aziendali, organi di vigilanza, controllo, assistenza; b) rischi riferiti alle mansioni e ai possibili danni e alle conseguenti misure e procedure di prevenzione e protezione caratteristici del settore o comparto di appartenenza dell'azienda.

86 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 295 Termini per l adeguamento 1. Le attrezzature da utilizzare nelle aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive, già utilizzate o a disposizione dell'impresa o dello stabilimento per la prima volta prima del 30 giugno 2003, devono soddisfare, a decorrere da tale data, i requisiti minimi di cui all'allegato L, parte A, fatte salve le altre disposizioni che le disciplinano. 2. Le attrezzature da utilizzare nelle aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive, che sono a disposizione dell'impresa o dello stabilimento per la prima volta dopo il 30 giugno 2003, devono soddisfare i requisiti minimi di cui all'allegato L, parti A e B. 3. I luoghi di lavoro che comprendono aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive devono soddisfare le prescrizioni minime stabilite dal presente titolo.

87 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo II Obblighi del datore di lavoro Art. 296 Verifiche 1. Il datore di lavoro provvede affinché le installazioni elettriche nelle aree classificate come zone 0, 1, 20 o 21 ai sensi dell'allegato XLIX siano sottoposte alle verifiche di cui ai capi III e IV del decreto del Presidente della Repubblica 22 ottobre 2001, n. 462.

88 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo III Sanzioni Art. 297 Sanzioni a carico dei datori di lavoro e dei dirigenti Il datore di lavoro è punito con l'arresto da tre a sei mesi o con l'ammenda da a euro per la violazione dell'articolo 290 («Valutazione dei rischi di esplosione») (c. 1). Il datore di lavoro e i dirigenti sono puniti con l'arresto da tre a sei mesi o con l'ammenda da a euro per la violazione degli articoli 289 comma 2 («Prevenzione e protezione contro le esplosioni»), 291 («Obblighi generali»), 292 comma 2 («Coordinamento»), 293 commi 1 e 2 («Aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive»), 294 commi 1, 2 e 3 («Documento sulla protezione contro le esplosioni»), 294-bis («Informazione e formazione dei lavoratori») e 296 («Termini per l adeguamento»). (c. 2)

89 D. Lgs. 81/2008 ALLEGATO XLIX Ripartizione delle aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive 2. Classificazione delle aree a rischio di esplosione: ZONA 0 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. ZONA 1 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. ZONA 2 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 univocamente di breve durata.

90 D. Lgs. 81/2008 ALLEGATO XLIX Ripartizione delle aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive 2. Classificazione delle aree a rischio di esplosione: ZONA 20 Area in cui è presente in permanenza o per lunghi periodi o frequentemente un atmosfera esplosiva consistente in una miscela sotto forma di nube di polvere combustibile nell aria. ZONA 21 Area in cui la formazione di una miscela esplosiva, consistente in una miscela di aria e di sostanze infiammabili 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 univocamente di breve durata.

91 Caso di POLVERI COMBUSTIBILI Esempio di AREE DI RISCHIO ZONA 20 Silo contenente cereali ZONA 22 Area di riempimento pacchetti ZONA 21 Area di riempimento sacchi Zona 20: zona in cui una miscela esplosiva persiste per lunghi periodi (più di 1000 h/anno). Zona 21: zona in cui la formazione di una miscela esplosiva avviene occasionalmente (da 10 a 1000 h/anno). Zona 22: zona in cui è poco probabile che si verifichi la formazione di una mix esplosiva (da 0.1 a 10 h/anno).

92 D. Lgs. 81/2008 NOTE ALL ALLEGATO XLIX 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. 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" e successive modificazioni. EN (CEI 31-66) "Classificazione delle aree dove sono o possono essere presenti polveri combustibili" e successive modificazioni e le relative guide: CEI e CEI 31-56" e per l'analisi dei pericoli, valutazione dei rischi e misure di prevenzione e protezione, alla norma: EN "Atmosfere esplosive. Prevenzione dell'esplosione e protezione contro l'esplosione. Parte 1: Concetti fondamentali e metodologia".

93 D. Lgs. 81/2008 ALLEGATO L A. Prescrizioni minime per il miglioramento della protezione della sicurezza e della salute dei lavoratori che possono essere esposti al rischio di atmosfere esplosive. 1. Provvedimenti organizzativi Formazione professionale dei lavoratori Istruzioni scritte e autorizzazione al lavoro. 2. Misure di protezione contro le esplosioni. 2.1 Controllo emissioni gas/vapori/nebbie o polveri. 2.2 Misure di protezione per il massimo pericolo possibile 2.3 Controllo scariche elettrostatiche sugli indumenti dei lavoratori. 2.4 Valutazione della compatibilità delle installazioni. 2.5 Lay-out del luogo di lavoro per ridurre al minimo i rischi di esplosione e propagazione.

94 D. Lgs. 81/2008 ALLEGATO L 2.6.Allarmi ottico-acustici preventivi. 2.7 Sistemi di evacuazione. 2.8 Verifica della sicurezza prima dell inizio dell attività. 2.9 Valutazione dei sezionamenti elettrici per le apparecchiature pericolose. Disinserimento manuale di installazioni a funzionam. automatico (se guaste). Dissipazione energia accumulata in sicurezza in caso di arresto di emergenza Disciplina dell impiego degli esplosivi di sicurezza Evacuazione di sotterranei per concentrazione di gas infiammabili > 1% Se non è possibile attuare il punto 2.11, sono ammessi solo lavori con autoprotettori per la bonifica dell ambiente e il ripristino della stabilità degli scavi.

95 D. Lgs. 81/2008 ALLEGATO L Nota agli artt. 1.1 (formazione lavoratori) e 2.2 (misure di protezione per il massimo pericolo possibile): Per la qualifica di personale esperto, ed al fine di realizzare e mantenere in efficienza e sicurezza, impianti elettrici in luoghi classificati, si può fare riferimento alle norme tecniche armonizzate relative ai settori specifici quali le seguenti: EN (CEI 31-33) «Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas. Parte 14: Impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas (diversi dalle miniere)»; EN «Costruzioni elettriche destinate ad essere utilizzate in presenza di polveri combustibili. Parte 14: Scelta ed installazione»;

96 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo III Sanzioni ALLEGATO L EN «Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas. Parte 17: Verifica e manutenzione degli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas (diversi dalle miniere)»; EN «Costruzioni elettriche destinate ad essere utilizzate in presenza di polveri combustibili. Parte 17: Verifica e manutenzione degli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione (diversi dalle miniere)»; EN «Atmosfere esplosive. Parte 17: Riparazioni, revisione e ripristino delle apparecchiature».

97 D. Lgs. 81/2008 Titolo XI Capo III Sanzioni ALLEGATO L B. Criteri per la scelta degli apparecchi e dei sistemi di protezione. Qualora il documento sulla protezione contro le esplosioni basato sulla valutazione del rischio non preveda altrimenti, in tutte le aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive sono impiegati apparecchi e sistemi di protezione conformi alle categorie di cui al decreto del Presidente della Repubblica 23 marzo 1998, n In particolare, in tali aree sono impiegate le seguenti categorie di apparecchi, purché 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.

98 PARTE SECONDA CHIMICA DELLA COMBUSTIONE E DELLE ESPLOSIONI

99 INCENDI ED ESPLOSIONI Sia gli INCENDI che le ESPLOSIONI sono delle REAZIONI CHIMICHE con le seguenti differenze: INCENDI Reazioni: - Rapide - Esotermiche - Di ossidazione - Con sviluppo di fiamma ESPLOSIONI Reazioni: - Rapide - Esotermiche - Di ossidazione - Con alta velocità di rilascio energia - Con incremento di pressione - Con creazione di onde d urto

100 inoltre In un INCENDIO In una ESPLOSIONE Combustibile e comburente sono SEPARATI Combustibile e comburente sono MISCELATI EFFETTI DELLE ESPLOSIONI - Danni agli esseri umani: persone ferite o morte - Danni alle cose: crolli, distruzione di impianti, interruzione di lavoro o processi - Danni all ambiente: produzione e dispersione di frammenti, polvere, prodotti nocivi Nota: i danni provocati da un esplosione sono dovuti essenzialmente all aumento di pressione conseguente.

101 Distinguiamo, essenzialmente, DUE TIPI di esplosioni: Esplosione FISICA Esplosione CHIMICA È causata dalla rottura di un serbatoio contenente GAS sotto pressione. Essa, dunque, non è legata a una reazione chimica. È causata dall innescarsi e del procedere di una reazione chimica. Esempio: BLEVE Esistono, poi, le esplosioni di tipo NUCLEARE.

102 Ricordiamo la definizione di «Atmosfera esplosiva» riportata nell art del D. Lgs. 81/08 Atmosfera esplosiva (c. 1): 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). E vediamo in cosa consiste un esplosione: Esplosione: rapida liberazione di energia causata da una reazione chimica o fisica. Consiste nella decomposizione esotermica di sostanze (esplosive) con effetti di tipo acustico, termico e meccanico. Il rilascio dei gas genera un onda di pressione detta Shock Wave. NOTA: la norma UNI EN dà la seguente definizione di esplosione: È una reazione rapida di ossidazione o di decomposizione che produce un aumento della T, della P o di entrambe simultaneamente.

103 OSSIDANTE (o COMBURENTE) TRIANGOLO DEL FUOCO INNESCO COMBUSTIBILE Se eliminiamo almeno uno dei tre lati del triangolo L INCENDIO NON AVVIENE

104 TIPI DI COMBUSTIBILE Metano (CH 4 ), Etano (C 2 H 6 ), Propano (C 3 H 8 ), Butano GAS LIQUIDI (C 4 H 10 ), Acetilene (C 2 H 2 ), Monossido di Carbonio (CO), Idrogeno (H 2 ), Petroli e derivati, oli, grassi animali, grassi vegetali, solventi organici, Carbone, legna, cere, particelle metalliche, plastica, SOLIDI polvere di legno, polvere di carbone, polveri chimiche, farmaceutiche, alimentari, Un COMBUSTIBILE è una sostanza che viene ossidata durante una reazione di combustione, generando energia sotto forma di calore.

105 TIPI DI COMBURENTE GAS Ossigeno (O 2 ), Cloro (Cl 2 ), Fluoro (F 2 ), LIQUIDI Perossido di idrogeno (H 2O 2 ), Acido nitrico (HNO 3 ), SOLIDI Perossidi, Perclorato di potassio (KClO 4 ), Nitrato di potassio (KNO 3 ), Un COMBURENTE è una sostanza che nel processo di combustione agisce come ossidante per la sostanza comburente. Essa, cioè, sottrae elettroni all altra specie.

106 Il comburente più comune è l ARIA Composizione tipica dell aria secca a livello del mare Gas Percentuale in volume AZOTO (N 2 ) 78,08 OSSIGENO (O 2 ) 20,95 ALTRI GAS (Ar, CO 2, He, Ne, CH 4, Kr, H 2, NO, Xe) 0,97

107 TIPI DI INNESCO Scintille causate da attriti e frizioni Scintille causate da impatti Scintille di origine elettrica Scariche elettrostatiche Fiamme e fuoco diretto Saldature (lavori a caldo) Materiali incandescenti Superfici calde Auto accensioni Fulmini Altro

108 DEFINIZIONI FRONTE DI FIAMMA VELOCITÀ DI PROPAGAZIONE DETONAZIONE Zona all interno della quale avvengono le reazioni chimiche relative alla combustione. Velocità con la quale il fronte di fiamma avanza verso la miscela combustibile. Reazione di combustione in cui la velocità di propagazione è dell ordine delle migliaia di m/s. Reazione di combustione in cui la velocità di propagazione DEFLAGRAZIONE V suono 340 m/s varia da pochi m/s fino a centinaia di m/s, ma al di sotto della velocità del suono. Ovviamente, gli effetti distruttivi di una detonazione sono ben maggiori rispetto a quelli provocati da una deflagrazione.

109 DEFINIZIONI LIMITE INFERIORE DI INFIAMMABILITÀ (LFL Lower Flammability Limit) LIMITE SUPERIORE DI INFIAMMABILITÀ (UFL Upper Flammability Limit) Percentuale (concentrazione) di combustibile in aria. Al di sotto di LFL la miscela è troppo povera di combustibile, per cui non reagisce. [Per le esplosioni si ha il LEL (Lower Explosion Limit)]). Percentuale (concentrazione) di combustibile in aria. Al di sopra di UFL la miscela è troppo ricca di ossigeno, per cui non reagisce. [Per le esplosioni si ha l UEL (Upper Explosion Limit)]. I limiti di infiammabilità non rappresentano delle proprietà termodinamiche dei composti chimici, ma variano in base a una serie di parametri (turbolenza, geometria del sistema, ecc.).

110 ENERGIA DI INNESCO (mj) Limiti di infiammabilità INFERIORE e SUPERIORE Campo di infiammabilità. Miscela troppo povera di CH 4. Miscela troppo ricca di CH 4. Conc. stechiometrica METANO CH 4 (%)

111 In particolare, il LIMITE INFERIORE DI ESPLOSIVITÀ è la più bassa concentrazione in volume di vapore di combustibile nella miscela, al di sotto della quale non si ha esplosione in presenza di un innesco. O, equivalentemente, è la concentrazione di un gas o di un vapore infiammabile al di sopra del quale un atmosfera è esplosiva. Il LIMITE SUPERIORE DI ESPLOSIVITÀ, invece, è la più alta concentrazione in volume di vapore di combustibile nella miscela, al di sopra della quale non si ha esplosione in presenza di un innesco. Per alcune miscele tali limiti sono molto ristretti (ad es. per la miscela ARIA-BENZINA il campo di esplosività varia circa tra l 1% e il 6% in volume di vapori di benzina), mentre per altre sono molto ampi (ad es. per la miscela ARIA-IDROGENO il campo di esplosività varia circa tra il 10% e il 66% in volume di idrogeno). I limiti, però variano con T e P (generalmente aumentando all aumentare di queste).

112 DEFINIZIONI LOC (Limiting Oxygen Concentration) Concentrazione limitante (o minima) di ossigeno. Percentuale in volume di ossigeno (O 2 ) al di sotto della quale la reazione di combustione non procede (la fiamma non si propaga, indipendentemente dalla concentrazione di combustibile). MIE (Minimum Ignition Energies) Energia minima di innesco. Energia necessaria per innescare una reazione di combustione in una miscela infiammabile. AIT (Auto Ignition Temperature) Temperatura di autoaccensione. Temperatura al di sopra della quale una miscela si incendia spontaneamente. L AIT dipende da molte variabili. NOTA: la LOC è detta anche MOC (Minimum Oxygen Concentraton). Nella pratica la LOC varia circa tra l 8% e il 10% ed è data da LOC z LFL dove z si ricava da: (1) Combustibile + (z) Ossigeno --- Prodotti

113 Da quanto detto, si deduce che l intervallo di valori di concentrazione all interno dei quali una data sostanza può dare origine al fenomeno dell esplosione varia tra LEL e UEL. Temperatura di infiammabilità: se riscaldiamo un liquido, al di sopra della sua superficie si formeranno dei vapori. La T oltre la quale la percentuale di vapori in aria super il limite inferiore di infiammabilità (LFL), in condizioni di prova definite, viene detta «temperatura di infiammabilità». In altri termini, la T di infiammabilità è la minima temperatura alla quale si formano vapori in quantità tale che in presenza di aria e di un innesco siano in grado di bruciare. Un liquido può provocare un esplosione solo se si viene a trovare a una T maggiore della T di infiammabilità. Es. la T di infiammabilità della benzina è < 0 C. Il gasolio ha una T di infiammabilità compresa tra i C.

114 Flash point e Fire point Il Flash point (punto di infiammabilità) è simile alla temperatura di infiammabilità appena vista. Infatti esso è rappresentato dalla T più bassa alla quale il vapore sviluppatosi dal liquido forma con l aria una miscela che si infiamma a contatto di una sorgente di innesco. Nel caso della T di infiammabilità, brucia tutto il liquido. Attenzione perché spesso il flash point di miscele combustibili è più basso dei flash point dei singoli combustibili costituenti la miscela. Ciò è dovuto alla formazione di miscele azeotropiche. Il Fire point (punto di combustione), invece, è la più bassa T alla quale il combustibile, scaldato in un recipiente aperto, brucia con continuità per almeno cinque secondi in seguito all accensione per mezzo di un innesco.

115 Nel caso di MISCELE di sostanze infiammabili Per calcolare i Limiti di Infiammabilità Inferiore e Superiore si ricorre alla REGOLA DI LE CHATELIER LFL mix n i 1 1 yi LFL i UFL mix n i 1 1 yi UFL i In cui y i è la frazione molare della sostanza i nella miscela di combustibili (quindi su base priva di aria). È una regola che sfrutta un meccanismo di tipo additivo.

116 Ad esempio, consideriamo il GAS NATURALE e supponiamo che sia costituito solo da METANO e PROPANO. % mol LFL UFL CH C 3 H Il «limite INFERIORE di infiammabilità» LFL mix della miscela sarà dato da: LFL mix n i 1 1 yi LFL i % Analogamente si procede per il calcolo del «limite di infiammabilità superiore» UFL mix che risulterà uguale a: 14,3%.

117 Se invece supponiamo che il GAS NATURALE abbia la seguente composizione: % mol LFL UFL CH C 2 H ,0 12,5 C 3 H ,5 C 4 H ,9 8,5 Il «limite INFERIORE di infiammabilità» LFL mix della miscela sarà dato da: LFL mix n i 1 1 yi LFL i ,9 4.3% E il «limite di infiammabilità superiore» UFL mix risulterà ancora uguale a: 14,3%.

118 Applicazione della REGOLA DI LE CHATELIER Come visto, sia nel caso più semplice (in cui abbiamo supposto che il gas di città fosse costituito solo da Metano e Propano) che in quello leggermente più complesso e realistico in cui abbiamo supposto anche la presenza degli altri due gas (Etano e Butano), i calcoli di LFL e ULF hanno restituito valori praticamente uguali. Ciò di regola non accade quando si è in presenza di miscele di GAS o di vapori che abbiano composizione chimica differente.

119 Applicazione della REGOLA DI LE CHATELIER Ogni componente, infatti, può incendiarsi oppure esplodere con un meccanismo che gli è peculiare. I vari componenti, inoltre, possono influenzarsi tra loro. Per tale motivo è opportuno usare molta cautela quando si applica la regola di Le Chatelier, facendo bene attenzione a quali sono i gas che possono eventualmente miscelarsi tra loro e col comburente (che generalmente è l aria).

120 VARIAZIONE DI LFL E UFL AL VARIARE DEI PARAMETRI FISICI T e P Un AUMENTO della TEMPERATURA comporta Diminuzione di LFL Aumento di UFL Come conseguenza, l intervallo di infiammabilità si allarga. Ciò è dovuto al fatto che la velocità delle reazioni aumenta molto all aumentare della T, anche se l entità di tale aumento varia da un combustibile all altro.

121 VARIAZIONE DI LFL E UFL AL VARIARE DEI PARAMETRI FISICI T e P Un AUMENTO della PRESSIONE comporta Invarianza di LFL Aumento di UFL Come conseguenza, l intervallo di infiammabilità si allarga (verso destra). Al contrario, un abbassamento della P avvicina i limiti di infiammabilità: le molecole di combustibile e comburente si allontanano tra loro e risulta poco probabile che si chiuda il triangolo della combustione.

122 EFFETTO DELLA TEMPERATURA SULLA PRESSIONE P = pressione T = temperatura V = volume R = costante universale dei gas n = numero di moli del gas A parità di tutti gli altri fattori, un aumento di temperatura dovuto allo sviluppo di calore nella nube di sostanze combustibili ha un influenza fondamentale sulla pressione dell esplosione. Quindi, maggiore è il calore generato dalle sostanze combustibili per ogni mole di ossigeno consumato, e maggiore è la probabilità che l esplosione sia forte.

123 EFFETTO DEL COMBURENTE SUI LIMITI DI ESPLOSIVITÀ Generalmente le tabelle dei limiti di esplosività riportano miscele di gas e vapori in aria. Tutto cambia se cambia il comburente. ESEMPIO I limiti di esplosività del Metano (CH 4 ) variano tra il 5% (LEL) e il 15% (UEL) se il comburente è ARIA. Ma se il comburente è OSSIGENO PURO, i limiti variano tra il 5% (LEL) e il 60% (UEL).

124 EFFETTO DEL COMBURENTE SUI LIMITI DI ESPLOSIVITÀ Se invece la percentuale di ossigeno DIMINUISCE, accade l inverso, e la zona di esplosività si restringe. Questo fenomeno viene sfruttato quando si effettua l inerting (inertizzazione) diluendo l ossigeno presente nell ambiente con altri gas (ad esempio l azoto): per opportune concentrazioni di azoto, la zona di infiammabilità può restringersi al punto che il limite LFL e il limite UEL vengono a coincidere.

125 PARTE TERZA Le esplosioni di GAS, VAPORI, e NEBBIE e le esplosioni di POLVERI. DIFFERENZE.

126 Gas, vapori o polveri COMBUSTIBILE INNESCO COMBURENTE PENTAGONO DELLE ESPLOSIONI CONFINAMENTO MISCELAZIONE

127 POLVERI COMBUSTIBILI Modi in cui possono prodursi polveri combustibili (esempi): Produzione di prodotti chimici; Produzione di prodotti farmaceutici; Produzione di materie plastiche; Produzione e stoccaggio di metalli come l alluminio e il magnesio; Lavorazione e stoccaggio del legno; Movimentazione e stoccaggio del grano; Movimentazione e trasformazione del carbone; Produzione di farine e alimenti per consumo umano o animale; Produzione e stoccaggio di cacao, zucchero, spezie Produzione di toner per stampanti.

128 POLVERI COMBUSTIBILI Esempi di operazioni che coinvolgono le polveri: Riduzione della dimensione dei materiali Trasporto Separazione pneumatica Cicloni separatori/precipitatori elettrostatici Filtri Essiccatoi (a camera, a letto fluido, pneumatici, rotanti ecc.) Vagliatura Miscelazione Stoccaggio Imballaggio Operazioni eseguite da macchinari vari

129 POLVERI COMBUSTIBILI Esempio di come possa generarsi un atmosfera esplosiva condotto di adduzione polveri nube di polveri recipiente in fase di riempimento

130 POLVERI COMBUSTIBILI - Presentano una zona di infiammabilità più estesa rispetto ai gas e ai vapori. - La pericolosità di una polvere dipende sia dalla pressione finale che dalla velocità di risalita della pressione. Indice di esplosività (o di esplodibilità) Legge della radice cubica K St dp dt max V 1/3 K St rappresenta il massimo aumento di pressione che si verifica in un recipiente di volume pari a 1 m 3 quando viene accesa una polvere. Esso dà quindi una misura della violenza di un esplosione di polveri ed è legato alla reattività della polvere. Il pedice St deriva da «Staub».

131 POLVERI COMBUSTIBILI Classificazione delle POLVERI COMBUSTIBILI Classe K ST (bar m/s) Conseguenza St-0 0 Non esplosiva St Debolmente esplosiva St Esplosiva St-3 > 300 Estremamente esplosiva Da St-0 a St-3 si ha un incremento di esplosività.

132 POLVERI COMBUSTIBILI Così come esiste un indice di esplosività (K St ) per le polveri, esiste un indice di esplosività per i gas, detto K g, determinato secondo certi criteri. Per avere un idea della violenza di un esplosione di polveri, si consideri che, nel caso di esplosioni confinate (che avvengono, cioè, in un ambiente chiuso, senza alcuna superficie di sfogo), si ha: METANO FARINA K g = 55 bar m/s K St = 150 bar m/s

133 POLVERI COMBUSTIBILI Effetto della TEMPERATURA Un aumento della Temperatura (cioè un apporto di calore) altera le caratteristiche di infiammabilità di una polvere (la riscalda) e può far cominciare a evaporare delle sostanze più volatili presenti nella polvere stessa. Le sostanze volatili eventualmente evaporate vengono preriscaldate da un aumento di Temperatura. In caso di incendio, un aumento della Temperatura comporta un aumento della velocità di combustione e contribuisce a «disidratare» la polvere eventualmente umida, rendendola ancor più pericolosa. La polvere che ha cominciato a miscelarsi con l aria, con un aumento della Temperatura si miscela ancora più intimamente con il comburente, chiudendo di fatto il pentagono delle esplosioni.

134 POLVERI COMBUSTIBILI Uno strato di polvere è considerato dalla normativa come una SORGENTE DI EMISSIONE. La pericolosità di tale strato può essere ridotta: scegliendo un apparecchiatura idonea (che non riscaldi troppo le proprie superfici) ed effettuando operazioni periodiche di pulizia, unitamente alla predisposizione di programma di controllo (per eventuali malfunzionamenti).

135 POLVERI COMBUSTIBILI Ricordiamo: ALLEGATO XLIX del D. Lgs. 81/2008: Nota 1: Strati, depositi o cumuli di polvere combustibile sono considerati come qualsiasi altra fonte che possa formare un'atmosfera esplosiva. Secondo la norma americana NFPA 654 (Standard for the prevention of fire and dust explosions from the manufacturing, processing and handling of combustible particulate solids), gli strati di polvere spessi appena 0,8 mm sono già sufficienti per giustificare un immediato intervento di pulizia dell area interessata.

136 POLVERI COMBUSTIBILI L esplosione di polveri è un fenomeno molto complesso, che coinvolge simultaneamente vari parametri, tra i quali il trasporto di materia e il trasporto di energia, in un sistema reattivo a più fasi.

137 POLVERI COMBUSTIBILI EFFETTO DOMINO strato di polvere altro strato di polvere formatosi nube di polvere formatasi nube di polvere esplosa perché ignita dall esplosione primaria onda di pressione derivante dall esplosione primaria onda di pressione derivante dall esplosione secondaria

138 POLVERI COMBUSTIBILI EFFETTO DOMINO Esplosione PRIMARIA: si verifica generalmente all interno di apparecchiature. È una differenza fondamentale rispetto alle esplosioni di GAS: infatti raramente l esplosione di un gas avviene all interno di un serbatoio perché lì non vi è aria sufficiente per supportarla. Esplosioni SECONDARIE: sono molto più violente di una esplosione primaria. Una fiamma sprigionatasi in un recipiente in cui è avvenuta un esplosione di polveri può propagarsi attraverso i condotti e giungere in un ambiente completamente diverso sotto forma di una fiamma jet, causando altre esplosioni (che partono da una P più alta).

139 PARTE QUARTA PREVENZIONE E MITIGAZIONE DELLE ESPLOSIONI

140 ESTINZIONE: differenza tra incendi ed esplosioni INCENDI ESPLOSIONI Si possono estinguere per: ESAURIMENTO DEL COMBUSTIBILE RAFFREDDAMENTO SOFFOCAMENTO (o diluizione con inerte) Diversamente dagli incendi, si possono prevenire o attenuare, ma non estinguere, in quanto: RAPIDISSIME CATASTROFICHE Nel caso delle ESPLOSIONI, dunque, gli unici approcci fattibili sono PREVENIRE e MITIGARE (cioè CONTENERE) gli effetti.

141 Ricordiamo ciò che dice il D. Lgs. 81/2008 al Titolo XI Art. 289 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. 2. 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. 3. Se necessario, le misure di cui ai commi 1 e 2 sono combinate e integrate con altre contro la propagazione delle esplosioni e sono riesaminate periodicamente e, in ogni caso, ogniqualvolta si verifichino cambiamenti rilevanti.

142 CLASSIFICAZIONE DELLE ESPLOSIONI CONFINATE SEMI-CONFINATE NON CONFINATE Avvengono in un ambiente chiuso, senza alcuna superficie di sfogo. Sono esplosioni inizialmente confinate, che riescono a trovare uno sfogo attraverso una parete. La miscela combustibile si trova in atmosfera libera (all aperto). Non essendo presenti ostacoli, la propagazione dell onda di pressione avviene attraverso un fronte sferico. A meno che un edificio non sia stato progettato appositamente per resistere alle esplosioni, esso di fatto verrà distrutto in modo parziale o completo. La resistenza minore è data generalmente dai vetri, seguiti dalle porte, dai tramezzi o intelaiature e infine i muri portanti.

143 EFFETTI DELLE ESPLOSIONI SULLE STRUTTURE Picco di sovrappressione (atm) Danno Rottura dei vetri degli infissi Deformazione di pareti/strutture acciaio Rottura di pareti in cemento non armato (20-30 cm) Rottura di serbatoi 1 e oltre Rottura o cedimento di muri in cemento armato

144 EFFETTI DELLE ESPLOSIONI SULLE PERSONE Picco di sovrappressione (atm) Danno 0.07 Caduta 0.34 Rottura dei timpani 2.4 Soglia di mortalità % di mortalità 4-5 e oltre 99% di mortalità

145 Progettazione intrinsecamente sicura 1) MINIMIZZAZIONE (usare il minor quantitativo possibile) 2) SOSTITUZIONE 3) MODERAZIONE (usare una sostanza o un materiale nelle sue forme meno pericolose) 4) SEMPLIFICAZIONE (ridurre al minimo le possibilità di errori e, di conseguenza, l uso eccessivo di dispositivi di sicurezza e protezione).

146 Come evitare la formazione di miscele esplosive? Sostituzione delle sostanze infiammabili oppure delle polveri combustibili. Inertizzazione (non dove ci sono persone!): si abbassa molto UEL e poco LEL. Eliminazione delle sorgenti di emissione. Concentrazione della sostanza in esame al di fuori del campo di esplosione (es. ventilazione idonea a ridurre LEL, oppure in serbatoi o apparecchiature chiuse aumento di UEL evitando che entri aria). Mantenimento della T della sostanza al di sotto della T di infiammabilità. Sistemi di controllo (es. rivelatori di gas). Nota: non applicabili in presenza di emissioni continue. Rimozione polveri/incremento granulometria/evitare nubi di polveri (es. prodotti pastosi, ma problema umidità).

147 Misure tecniche di PROTEZIONE dalle esplosioni Soppressione dell esplosione per mezzo di agenti estinguenti iniettati in brevissimo tempo nell ambiente in cui sta avvenendo l esplosione (es. serbatoio). Scarico dell esplosione (venting): su una o più pareti vengono installati dei cosiddetti punti deboli (es. pannelli di sicurezza). All atto dell esplosione il pannello si rompe e lascia fuoriuscire i prodotti della combustione, riducendo la sovrappressione interna. Contenitori resistenti all esplosione (spesso usati in combinazione con la soppressione o con lo scarico dell esplosione). Isolamento dell esplosione: mediante appositi dispositivi, si evita che l esplosione si propaghi lungo un condotto o in un ambiente.

148 Soppressione delle esplosioni Si adottano sistemi che vengono attivati appena l esplosione inizia a verificarsi; Tali sistemi iniettano un estinguente in quantità sufficiente a ricoprire tutte le parti poste sotto protezione; Consentono la riattivazione dell impianto solo dopo che il pericolo dell esplosione è stato mitigato. Gli estinguenti possono essere semplice acqua, oppure polveri (es. bicarbonato di sodio/potassio), oppure sostanze chimiche che hanno ben note capacità estinguenti.

149 Soppressione delle esplosioni (segue) COMPONENTI BASE Un sensore per la rivelazione della (o delle) fonti di innesco; Una centralina che consenta di attivare il soppressore; Un soppressore che ha il compito di estinguere l esplosione. I sensori sono realizzati in materiale resistente agli shock termici e meccanici conseguenti a eventuali esplosioni. Si attivano quando la pressione presente nell ambiente da monitorare raggiunge un prefissato valore di soglia.

150 Soppressione delle esplosioni (segue) MECCANISMI DELLA SOPPRESSIONE Raffreddamento (sottrazione di calore); Reazioni di terminazione dei radicali (per particolari reazioni esplosive); Umidificazione (nel caso di soppressori liquidi); Inertizzazione. La sostanza inibitrice raggiunge la fiamma che deve spegnere alla velocità di varie decine di metri al secondo. Nel caso di industrie alimentari, i soppressori devono essere efficaci ma compatibili con le polveri, altrimenti vi è il rischio di inquinarle irrimediabilmente.

151 Soppressione delle esplosioni (segue) COME AGISCE UN SOPPRESSORE soppressore contenente l estinguente Serbatoio

152 Scarico delle esplosioni I sistemi di scarico delle esplosioni (detti anche «sistemi di sfiato» o «sistemi di venting»), possono essere di tipo semplice o di tipo complesso. Nei casi più semplici, sono costituiti da dischi di rottura oppure da valvole di sicurezza. O, ancora, sono semplici aperture che servono da sfiato per una eventuale esplosione. membrana metallica parete (vista dall alto) INTERNO ESTERNO disco di rottura condotti di scarico

153 Scarico delle esplosioni Occorre progettare una parte (o più parti) della struttura in modo che essa riesca a sopportare una pressione molto più modesta di quella che sopportano le altre parti. Si utilizzano, ad esempio, pannelli sottili che in caso di esplosione si romperanno e costituiranno uno sfogo per l esplosione stessa, facendo in modo che essa «scarichi» all esterno della struttura i prodotti di combustione e le onde di sovrappressione. La corretta progettazione richiede la conoscenza approfondita di una serie di parametri, che influenzano direttamente la velocità di aumento della pressione di esplosione.

154 Scarico delle esplosioni (segue) La fase che coinvolge la progettazione di strutture dotate di pannelli di sfogo è una fase che prende in considerazione l ipotesi che l esplosione sia ormai avvenuta (cioè che sono state insufficienti precedenti fasi di prevenzione o di soppressione dell esplosione). Non basta poter fare uscire i prodotti dalla struttura, perché essi potrebbero costituire un serio pericolo per altre persone che si trovassero nei paraggi. Per tale motivo spesso i prodotti della combustione vengono inviati, attraverso appositi condotti, a opportuni bruciatori che le incendiano provocando così delle esplosioni secondarie, che non sono pericolose perché controllate.

155 Contenitori resistenti alle esplosioni Si tratta di un isolamento di tipo passivo, che elimina il problema di smaltire gli effetti delle esplosioni perché riesce a contenerle. Non è proponibile progettare un intera area o un intero stabilimento in modo che possa resistere alle esplosioni. È più fattibile mettere in atto una strategia di contenimento in impianti di piccole dimensioni o su alcuni tipi di apparecchiature. Il contenitore deve essere progettato non solo tenendo conto della pressione statica (cioè rendendolo in grado di sopportare un aumento di pressione), ma anche del carico dinamico dovuto all incremento della velocità di pressione provocato dall esplosione. La progettazione deve tener conto di una serie di parametri relativi alle esplosioni.

156 Isolamento delle esplosioni Obiettivo: evitare la diffusione dell esplosione ad altre unità produttive (laboratori, aree di lavoro, altre apparecchiature). In genere si usano valvole di intercettazione installate nei condotti che collegano varie apparecchiature. Le valvole si chiudono con velocità inferiori ai 50 millisecondi, mediante cariche esplosive innescate elettricamente e che rilasciano azoto e aria complessa che chiudono le valvole stesse. Esistono anche altri sistemi di isolamento, oltre alle valvole, che usano barriere estinguenti: esse spengono le fiamme ma non riescono a fermare l onda di pressione e non sostituiscono il sistema antincendio.

157 Inertizzazione È una misura di prevenzione e non di mitigazione. Consiste nell introdurre nell ambiente in cui vi possono essere delle miscele potenzialmente esplosive un gas INERTE, che vada gradualmente a sostituire la concentrazione di OSSIGENO nell aria, in modo da abbassarne la percentuale in volume. Gli inerti usati sono in genere AZOTO, ANIDRIDE CARBONICA, VAPOR D ACQUA o alcuni GAS RARI. Nel caso delle polveri, si può effettuare l inertizzazione mescolando polveri combustibili con altre non combustibili.

158 Inertizzazione (segue) Risultato: Si abbassa l UEL (senza che vari sensibilmente il LEL) fino a che i due limiti coincidono. Alcuni dei fattori da considerare: Compatibilità dell inerte con la sostanza da inertizzare (es. no CO 2 per polveri di alluminio); Disponibilità dell inerte; Costo dell inerte (eventualmente inertizzazione parziale). Tale tecnica non può essere usata con leggerezza in ambienti in cui vi siano esseri umani, poiché può introdurre il rischio di soffocamento.

159 Inertizzazione (segue) In precedenza abbiamo parlato della LOC (Limiting Oxigen Concentration): percentuale in volume al di sotto della quale la combustione non procede. L inerte introdotto nel processo di inertizzazione serve proprio ad abbassare la concentrazione di ossigeno presente, in modo che: O 2 < LOC

160 Inertizzazione (segue) ESEMPIO Si abbia un atmosfera potenzialmente esplosiva costituita da METANO-ARIA in condizioni stechiometriche e la si voglia inertizzare con CO 2. Hp: per semplicità supponiamo che la reazione sia completa (gli unici prodotti di combustione siano H 2 O e CO 2 ) e che il rapporto N 2 /O 2 sia 4:1 (cioè che l aria sia costituita dall 80% di azoto e dal 20% di ossigeno). P i =1 atm; T i =298 K

161 ENERGIA DI INNESCO (mj) Limiti di infiammabilità INFERIORE e SUPERIORE Campo di infiammabilità. Miscela troppo povera di CH 4. Miscela troppo ricca di CH 4. Conc. stechiometrica METANO CH 4 (%) «Condizioni stechiometriche» vuol dire che siamo qui.

162 Inertizzazione (segue) In precedenza abbiamo visto che la LOC è circa uguale a z LFL dove z è il coefficiente stechiometrico di O 2 : Sapendo che per il Metano il valore di LFL è 5 e che il coefficiente stechiometrico di O 2 è 2: Limiting Oxigen Concentration LOC 2 5 = 10 coefficiente stechiometrico di O 2

163 Inertizzazione (segue) Per calcolare la quantità di anidride carbonica da aggiungere alla miscela potenzialmente esplosiva calcoliamo il numero di moli prima e dopo: GAS Moli iniziali Moli finali CH O N CO 2 0 x

164 Inertizzazione (segue) Da cui: Quindi: x = 9 moli Per le MISCELE, è possibile calcolare il LOC con la regola di Le Chatelier.

165 Inertizzazione (segue) CONCLUSIONI Se abbiamo un «ambiente» (che potrebbe essere rappresentato anche da un apparecchiatura o da un serbatoio) nel quale vi è la presenza contemporanea di METANO e ARIA nelle condizioni viste, è possibile inertizzare tale ambiente immettendo in esso anidride carbonica. Perché? Perché in tal modo si riesce ad abbassare la concentrazione (percentuale in volume) di O 2 fino a un valore di soglia al di sotto del quale l incendio o l esplosione non possono più avvenire in quanto la reazione di combustione non è in grado di partire, pur in presenza di un innesco!

166 Inertizzazione (segue) CONCLUSIONI Quanta anidride carbonica (CO 2 ) devo immettere in tale «ambiente» perché ciò si verifichi? Nelle condizioni viste, occorre immettere 9 moli di CO 2 per ogni mole di CH 4 presente, per far scendere la concentrazione di O 2 al 10%. Nella realtà, il numero di moli di inerte che si immette è superiore a quello venuto fuori dai calcoli precedenti, in quanto si adotta un coefficiente di sicurezza.

167 PARTE QUINTA CRITERI E PROCEDURE PER LA CLASSIFICAZIONE DEI LUOGHI

168 La classificazione dei luoghi in cui possono manifestarsi atmosfere potenzialmente esplosive consente di caratterizzare correttamente tali aree, al fine di poter scegliere e installare le apparecchiature più idonee all ambiente pericoloso individuato. Il problema, quindi, è di carattere progettuale e richiede specifiche conoscenze in materia. Le norme affrontano in modo separato i luoghi in cui il pericolo di esplosione è dovuto alla presenza di GAS INFIAMMABILI e quelli in cui il pericolo di esplosione è invece dovuto alla presenza di POLVERI COMBUSTIBILI.

169 Occorre però tenere presente che, se è vero che la classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione è importantissima e fondamentale, allo stesso tempo è rilevante prendere in considerazione la possibilità di eliminare (o limitare) le sorgenti di emissione, oppure di posizionare le sorgenti di emissione in altri luoghi dello stabilimento in cui vi sia maggiore ventilazione o in cui esse siano più distanti da eventuali sorgenti di innesco. Vale sempre il detto «PREVENIRE È MEGLIO CHE CURARE»!

170 La presenza di una miscela esplosiva di aria e gas o vapori infiammabili (oppure di aria e polveri combustibili) è legata essenzialmente a 3 diversi fattori: Proprietà chimiche, stato fisico e quantità della sostanza (o della miscela di sostanze). Attitudine delle apparecchiature, tubazioni ecc. a limitare l immissione nell ambiente di lavoro delle sostanze contenute al loro interno. Caratteristiche del luogo in cui può formarsi l atmosfera esplosiva: il luogo può infatti condizionare l accumulo o la dispersione di tali sostanze.

171 Le norme che riguardano i luoghi in cui vi può essere pericolo di esplosione a causa della presenza di GAS oppure di POLVERI fanno parte del corpus normativo costituito dalle norme CEI e UNI. Esempi Norma CEI EN (CEI 31-87) «Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per presenza di gas. Parte 10: Classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione» e Guida CEI Norma CEI EN (CEI 31-88) «Costruzioni elettriche destinate ad essere utilizzate in presenza di polvere combustibile. Parte 10: Classificazione delle aree dove sono o possono essere presenti polveri combustibili» e Guida CEI

172 D. Lgs. 81/2008 NOTE ALL ALLEGATO XLIX soffermiamoci qui La nota n 3 dice: 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" e successive modificazioni. EN (CEI 31-66) "Classificazione delle aree dove sono o possono essere presenti polveri combustibili" e successive modificazioni e le relative guide: CEI e CEI 31-56" [ ] sono state aggiornate!

173 «SI PUÒ FARE RIFERIMENTO» vuol dire che NON È OBBLIGATORIO FAR RIFERIMENTO MA LEGGE 186/1968

174 LEGGE n. 186 DEL 01/03/1968 Disposizioni concernenti la produzione di materiali, apparecchiature, macchinari, installazioni e impianti elettrici ed elettronici. Art. 1 Tutti i materiali, le apparecchiature, i macchinari, le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici devono essere realizzati e costruiti a regola d'arte. Art. 2 I materiali, le apparecchiature, i macchinari, le installazioni e gli impianti elettrici ed elettronici realizzati secondo le norme del comitato elettrotecnico italiano si considerano costruiti a regola d'arte.

175 COMITATO ELETTROTECNICO ITALIANO È l Ente Italiano di Normazione ed è stato fondato nel È un associazione senza scopo di lucro responsabile della normazione in campo elettrotecnico, elettronico e delle telecomunicazioni in ambito nazionale. Su mandato dello Stato Italiano ha una partecipazione diretta nelle organizzazioni di normazione europea (CENELEC) e in quella mondiale (IEC).

176 Per poter determinare il luogo (o, equivalentemente, la zona o l area) si può procedere secondo il seguente schema: 1) Individuazione delle SORGENTI DI EMISSIONE (numero e posizione). 2) Determinazione della DISPONIBILITÀ DI VENTILAZIONE: di che tipo sono (naturali o artificiali), qual è la loro portata, ecc. 3) Valutazione del grado di VENTILAZIONE AMBIENTALE: alto (VH), medio (VM) o basso (VL). 4) Determinazione della ZONA.

177 Le GUIDE CEI introducono anche una classificazione di tipo probabilistico! ZONA 0 ZONA 1 ZONA 2 zona in cui una miscela esplosiva persiste per lunghi periodi (più di 1000 h/anno) zona in cui la formazione di una miscela esplosiva avviene occasionalmente (da 10 a 1000 h/anno). zona in cui è poco probabile che si verifichi la formazione di una mix esplosiva (da 0.1 a 10 h/anno).

178 SORGENTE DI EMISSIONE È un punto o una parte di un impianto da cui è possibile l emissione di un gas, un liquido o un vapore tali da generare un atmosfera potenzialmente esplosiva.

179 DEFINIZIONI SORGENTI DI EMISSIONE (S.E.) DI GRADO CONTINUO DI PRIMO GRADO DI SECONDO GRADO Emissioni continue oppure che avvengono per lunghi periodi (un esempio può essere lo sversamento continuo di liquidi infiammabili). Emissioni periodiche o occasionali che possono avvenire durante il normale funzionamento (un esempio può essere un trafilamento attraverso una valvola di sicurezza). Emissioni non previste, che si verificano solo raramente e al massimo per un breve periodo. NOTA: il tipo di zona è strettamente correlato al grado di emissione. In generale si ha che: - un emissione di grado continuo genera una ZONA 0 - un emissione di primo grado genera una ZONA 1 - un emissione di secondo grado genera una ZONA 2

180 VENTILAZIONE È il movimento dell aria in un ambiente, oppure il suo ricambio con aria fresca proveniente dall esterno, sia in modo naturale che artificiale (es. con ventilatori). La presenza della ventilazione diluisce i gas oppure i vapori presenti in un certo luogo, facendo sì che le loro concentrazioni (% in volume) scendano al di sotto dei livelli minimi di pericolosità. Una buona ventilazione può consentire di ridurre la pericolosità di un determinato luogo soggetto ad atmosfere potenzialmente esplosive.

181 DEFINIZIONI DISPONIBILITÀ DELLA VENTILAZIONE BUONA ADEGUATA SCARSA La ventilazione c è ed è continua. La ventilazione è presente durante il normale funzionamento. È ammessa un interruzione della stessa, purché sia poco frequente e per brevi periodi. Non si verificano i requisiti di cui sopra, cioè la ventilazione non è adeguata né buona. Tuttavia non sono previste interruzioni per lunghi periodi. NOTA: la disponibilità o meno della ventilazione e la sua efficacia potrebbero direttamente influenzare la corrispondenza tra il grado di emissione e le zone pericolose. Es. se la ventilazione è inesistente oppure scarsa, un emissione di primo grado potrebbe generare una zona 0 piuttosto che una zona 1.

182 DEFINIZIONI GRADO DI VENTILAZIONE ALTO (HV) Vuol dire che la ventilazione è tale da ridurre in modo istantaneo la concentrazione (C) della miscela esplosiva in prossimità della sorgente di emissione (SE). Si avrà dunque che: C<LEL. MEDIO (MV) Vuol dire che la ventilazione non è tale da ridurre in modo istantaneo la concentrazione (C) della miscela esplosiva in prossimità della sorgente di emissione, ma comunque è sufficiente a mantenere il valore della concentrazione al di sotto del LEL. Dunque: C<LEL. BASSO (LV) Vuol dire che la ventilazione NON è sufficiente per riuscire a controllare la concentrazione C della miscela esplosiva, facendola perdurare nell ambiente. (Attenzione, perché ad es. il guasto di un ventilatore può portare il grado di ventilazione da HV a LV!)

183 Caso A GAS, VAPORI, NEBBIE INFIAMMABILI

184 Classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione Caso A) Presenza di GAS infiammabili 1) Individuazione e caratterizzazione (LEL, UEL, densità ecc.) delle SOSTANZE INFIAMMABILI presenti nel luogo (tenere presente che tutti i dati di interesse delle sostanze in esame sono riportati sulle rispettive schede di sicurezza). N.B. : è importante avere disponibili quanti più dati possibili sul tipo di gas di cui si fa uso.

185 Classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione Caso A) Presenza di GAS infiammabili 2) Individuazione e caratterizzazione delle sorgenti di emissione (SE): Grado di emissione: se è continuo siamo in zona 0, se è di I grado siamo in zona 1, se è di II grado siamo in zona 2. Parametri fisici del gas in esame (a che T e P si trova, qual è il diametro del foro di emissione (ad es.) Tipologia della perdita: es. si è formata una pozza di gas (caso di un gas più pesante dell aria) o di liquido combustibile che sta evaporando, oppure sta evaporando un getto di liquido combustibile, oppure è del gas che sta fuoriuscendo). Eventuali emissioni contemporanee (dello stesso gas o di altri gas).

186 Classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione Caso A) Presenza di GAS infiammabili 3) Individuazione e caratterizzazione degli ambienti: aperto oppure chiuso (e quindi confinamento), dimensioni, ecc. 4) Valutazione della DISPONIBILITÀ DELLA VENTILAZIONE (buona, adeguata, scarsa). 5) Valutazione del GRADO DI VENTILAZIONE (alto, medio, basso).

187 Classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione Caso A) Presenza di GAS infiammabili 6) Individuazione e caratterizzazione di eventuali SISTEMI DI CONTROLLO. 7) Caratterizzazione (estensione) delle ZONE PERICOLOSE. 8) Individuazioni di eventuali misure atte a ridurre sia la frequenza di emissioni accidentali e sia le conseguenze di tali emissioni.

188 EN ATMOSFERE ESPLOSIVE. Parte 10-1: Classificazione dei luoghi. Atmosfere esplosive per la presenza di gas. CEI V1 ATMOSFERE ESPLOSIVE. Guida alla classificazione dei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas in applicazione della norma CEI EN (CEI 31-87).

189 Entrambe le norme che riguardano la classificazione dei luoghi con atmosfere potenzialmente esplosive (caso dei gas/vapori nebbie e caso delle polveri combustibili) contemplano le anomalie che possono verificarsi nelle apparecchiature installate in tali luoghi nel caso del normale funzionamento (cioè ai guasti). Ciò vuol dire che se c è un evento di tipo catastrofico (es. terremoto) non vanno applicate le norme indicate.

190 La NORMA CEI e la GUIDA CEI hanno il seguente campo di applicazione: LUOGHI IN CUI VI PUÒ ESSERE IL PERICOLO DI ACCENSIONE DOVUTO ALLA PRESENZA DI GAS INFIAMMABILI, IN MISCELA CON ARIA IN CONDIZIONI ATMOSFERICHE NORMALI.

191 La NORMA CEI la GUIDA CEI non si applicano nei seguenti luoghi: Miniere con possibile presenza di grisou Luoghi di trattamento o produzione di esplosivi Luoghi in cui il pericolo di esplosione può manifestarsi per la presenza di polveri o fibre combustibili Guasti catastrofici non compresi nel concetto di anormalità trattato dalla norma stessa Locali adibiti ad uso medico Ambienti domestici

192 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Caso a) ambiente aperto e ventilazione naturale. Procedimento molto laborioso. ASPETTI FONDAMENTALI: 1) Emissione di un gas (o di più gas). 2) Diffusione del gas nell ambiente (trasporto di materia profilo di concentrazione). 3) Se il gas era contenuto in un serbatoio/apparecchiatura a T T ambiente (o se vi sono profili di T ambientali) trasporto di calore profilo di temperatura. 4) Se il gas viene emesso attraverso un getto trasporto di materia per convezione. 5) Influenza della velocità del vento sul trasporto di materia relativo al gas.

193 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) INFORMAZIONI CHE OCCORRONO 1) La portata di gas (Q gas ) che fuoriesce dal punto o dai punti di emissione. 2) La disponibilità della ventilazione. 3) Il grado di ventilazione (stima). PRIMO ASPETTO DA CHIARIRE C è il rischio di esplosione oppure no? Le Guide CEI aiutano, fornendo delle indicazioni. Esempi: 1) Per i LIQUIDI: se la T di infiammabilità è > 55 C, supporre presenza di ATEX in zone T ambiente elevata e sole intenso. 2) Per le POLVERI: considerare tutte le informazioni che si hanno (caratterizzaz.).

194 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) È quindi possibile valutare preventivamente la pericolosità o meno delle sostanze gassose che si hanno in certo luogo, per capire se si possono formare atmosfere esplosive (ATEX) oppure no. Le Guide CEI aiutano in tal senso, e si può far riferimento ad esse in base allo stato fisico della sostanza (polveri-liquidi-gas). Occorre tenere sempre ben presente la T di infiammabilità delle sostanze che si stanno considerando. Es. se si ha un liquido con T di infiammabilità < 0 C (es. benzina) è lecito supporre la presenza di ATEX.

195 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) La Guida CEI riporta una sorta di database con un elenco molto fornito di sostanze che possono dare origine ad atmosfere esplosive. La prima cosa da fare è una grande ricerca bibliografica, mettendo insieme tutte le informazioni che si hanno sulla sostanza in esame. La guida riporta una distinta relativa alle sostanze e una distinta relativa alle sorgenti.

196 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Per le SOSTANZE: - Numero - Nome - Composizione - T di infiammabilità - LEL - Volatilità - Densità relativa dell aria -

197 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Per le SORGENTI: - Sorgente di emissione (numero, descrizione, posizione, grado di emissione) - Sostanza infiammabile (stato, T di esercizio, P di esercizio, ecc.) - Ventilazione (tipo, grado, disponibilità) - Luogo pericoloso (tipo di zona (Z0, Z1, Z2), estensione (orizzontale, verticale)). -

198 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) In base a una serie di informazioni acquisite, è possibile quindi caratterizzare la sostanza (o le sostanze) che possono generare ATEX. Alla caratterizzazione concorrono la conoscenza delle dimensioni del foro (se si tratta di flange, valvole, pompe, compressori, punti di prelievo di campioni ), della durata del guasto (se c è intercettazione automatica da parte di rivelatori, se il luogo è presidiato in presenza di emissione e dunque c è intercettazione manuale, se l attività non è proprio presidiata ).

199 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Con la conoscenza di tutte le informazioni acquisite in riferimento alla caratterizzazione della SE (sorgente di emissione) si riesce a risalire alla portata del gas Q g. La seconda informazione che occorre è la DISPONIBILITÀ DELLA VENTILAZIONE. - Essa varia in base al tipo di ambiente. - In genere, con vento calmo si ha w aria = 0,5 m/s (BUONA DISPONIBILITÀ). - Occorre osservare come sono fatte le aperture negli ambienti per poter stimare la portata della ventilazione naturale.

200 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) BUONA La ventilazione c è ed è continua. DISPONIBILITÀ DELLA VENTILAZIONE ADEGUATA La ventilazione è presente durante il normale funzionamento. È ammessa un interruzione della stessa, purché sia poco frequente e per brevi periodi. SCARSA Non si verificano i requisiti di cui sopra, cioè la ventilazione non è adeguata né buona. Tuttavia non sono previste interruzioni per lunghi periodi.

201 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Problema: Occorre conoscere non solo la portata della ventilazione naturale, ma anche COME tale portata giunge sulla portata di emissione del gas per diluirla. Definiti: C 0 = numero di ricambi d aria al secondo (1/s); Q aria = portata di aria di ventilazione (m 3 /s); V 0 = volume in cui si sviluppa l emissione del gas (m 3 ). Numero di ricambi d aria al secondo

202 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) La ventilazione naturale giunge sulla portata di emissione (del GAS) con una velocità pari al numero di ricambi ora per la distanza: Cos è L 0? Il volume V 0 in cui si sviluppa l emissione del gas può essere calcolato, oppure espresso mediante una lunghezza fittizia denominata L 0.

203 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Se ad esempio si schematizza la zona interessata dall emissione come un cubo di volume V 0, sapendo che il volume è esprimibile come una lunghezza al cubo e che la portata è data da velocità per sezione, si ha: e da cui L 0 = lunghezza del percorso dell aria In condizioni di vento calmo, in ambienti aperti la v aria è considerata in genere essere pari a 0,5 m/s.

204 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Altro aspetto da tenere presente: - la portata di ventilazione naturale, durante il suo percorso per giungere alla sorgente di emissione SE può incontrare degli OSTACOLI. - Per tale motivo si introduce un nuovo parametro, detto fattore di efficacia della ventilazione e indicato con f se. - f SE può variare tra 1 (buona capacità di ventilazione, che si traduce in una buona capacità di diluizione della concentrazione del gas emesso) e 5 (cattiva capacità di ventilazione).

205 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) PROBLEMA DELLE APERTURE Le aperture eventualmente presenti danno luogo a sorgenti di emissione equivalenti, in base al tipo di zona che si ha a monte. Aperture = comunicazioni tra diversi ambienti. Esistono vari tipi di aperture (esempio: un apertura dotata di un serramento che normalmente è chiuso e che sia a tenuta lungo le superfici di contatto, è classificata come apertura di tipo B).

206 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) ESEMPIO - Si abbia un apertura priva di serramenti: la Guida la classifica di tipo A. - Se la zona a monte è una ZONA 0, l apertura di tipo A dà un grado di emissione SE equivalente di tipo CONTINUO. - Se la zona a monte è una ZONA 1, l apertura di tipo A dà un grado di emissione SE equivalente di tipo PRIMO. - Se la zona a monte è una ZONA 2, l apertura di tipo A dà un grado di emissione SE equivalente di tipo SECONDO.

207 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Cosa accade se vi sono più sorgenti di emissione (SE) presenti? - Occorre valutare la contemporaneità di tali SE. - Se le emissioni sono di grado CONTINUO, occorre valutarle tutte. - Se le emissioni sono di grado PRIMO, occorre valutarle secondo una tabella (es. se ho una emissione, considero solo quella; se ho due emissioni le considero entrambe; se ho un numero di emissioni da 3 a 5 ne considero solo 3, avendo cura di scegliere quelle più sfavorevoli ai fini della ventilazione). - Se le emissioni di grado SECONDO, si considera solo la più gravosa.

208 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) La Guida CEI riporta una formula per il calcolo della portata minima di ventilazione. In cui Q amin (aria), Q g (gas) e LEL sono espressi nelle seguenti dimensioni: La guida riporta anche una formula per il calcolo di Q g nel caso in cui la velocità di emissione sia pari a quella del suono.

209 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Dall espressione precedente è possibile calcolare la Q amin (in m 3 /s) che rappresenta dunque la portata minima di ventilazione.

210 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Ciò che interessa è diluire la concentrazione di gas presente nell area, al fine di portarla a un valore pari a k LEL, con k coefficiente di sicurezza. k=0,25 k=0,5 Possibili valori di k SE di grado continuo oppure SE di Primo grado SE di Secondo grado

211 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) STIMA DEL GRADO DI VENTILAZIONE Se assumiamo che SE sia la sorgente di emissione da considerare: - Nei pressi della SE si avrà la massima concentrazione di GAS. - Allontanandosi dalla SE la concentrazione di GAS diminuirà. Per evitare il pericolo di esplosione, la concentrazione del GAS deve giungere almeno al valore del limite inferiore di esplosività (LEL). Per operare in sicurezza, però, si usa un coefficiente di sicurezza k in modo tale da avere un valore inferiore al LEL.

212 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Torniamo al calcolo di L 0 : per calcolare L 0 si calcola prima d z, che è la distanza dalla SE a partire dalla quale la concentrazione del combustibile in aria è inferiore al LEL, cioè a partire dalla quale termina la zona pericolosa. La guida riporta le formule per il calcolo di d z per varie situazioni possibili, es.: - nel caso di gas o vapori emessi ad alta velocità (u 0 > 10 m/s), distinguendo poi tra emissioni in regime subsonico ed emissioni in regime sonico; - nel caso di gas o vapori emessi a bassa velocità (u 0 < 10 m/s); - nel caso di evaporazione di un liquido da una pozza.

213 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Nel caso di GAS d z è funzione di: LEL = Lower Explosion Limit PM = Peso Molecolare X m = concentrazione w =velocità Q g = portata del gas

214 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Nel caso di VAPORI d z è funzione di: LEL = Lower Explosion Limit PM = Peso Molecolare X m = concentrazione w =velocità P w = pressione parziale A = area di evaporazione

215 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Ottenuto d z, bisogna specificare di quanto si estende la zona pericolosa nella direzione dell emissione e della dispersione. Occorre, cioè, individuare un parametro a che rappresenta una distanza non minore della distanza di sicurezza d z. Tale parametro può anche essere il doppio rispetto al valore d z e va inserito nella formula: Con D SE = dimensione lineare massima della sorgente di emissione [m] (se la SE non è puntuale), e k 0 = coefficiente applicato ad a per calcolare L (k varia tra 1 e 2).

216 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Premesse tutte le cose precedenti, il terzo problema da affrontare è relativo al calcolo del GRADO DI VENTILAZIONE. Esso è funzione di 3 parametri. 1) Il valore effettivo di atmosfera esplosiva V ex (m 3 ); 2) Il tempo di persistenza (tempo che occorre per passare dalla concentrazione iniziale X 0 a un valore che non rappresenti più un pericolo); 3) La concentrazione media a regime (X m% ) di sostanza infiammabile, lontano dalla SE. Se non è possibile calcolare V ex, si può calcolare V z, che è il volume ipotetico di atmosfera potenzialmente esplosiva (corretto col fattore f SE ).

217 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Indicando con V k il volume ipotetico di atmosfera esplosiva (a meno di f SE ) e ipotizzando a) miscelazione istantanea e omogenea; b) condizioni ideali di flusso d aria fresca; si ha: e dunque: Q aria = ventilazione effettivamente presente. V z = stima del volume di atmosfera esplosiva che si è prodotto a seguito dell emissione del gas.

218 Volume V z Distanza pericolosa d z Distanza di protezione a Campo vicino Campo lontano È l ipotetico volume della miscela esplosiva. Distanza dalla Sorgente di Emissione (S.E.) a partire dalla quale la concentrazione del combustibile in aria è inferiore al LEL. È il valore di sicurezza assunto. In particolare si ha che a>d z. È lo spazio prossimo alla Sorgente di Emissione (S.E.) in cui la concentrazione dipende essenzialmente dalle caratteristiche di emissione È lo spazio distante dalla S.E. in cui la concentrazione non dipende più dalle caratteristiche della sorgente SE, ma è funzione solo della portata di ventilazione e di quella emittente: le molecole dell inquinante si muovono per effetto della ventilazione ambientale.

219 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) In definitiva: 1) Occorre diluire la portata di gas Q g fino a giungere a un valore pari a k LEL. 2) Occorre considerare il volume da ventilare, che è caratterizzato dal rapporto V 0 /Q aria.

220 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) VOLUME EFFETTIVO DI ATMOSFERA PERICOLOSA = 100 dm 3 (norma EN ) Volume di miscela esplosiva effettivamente presente k = 0,25 per emissioni di grado continuo e primo; k = 0,5 per emissioni di grado secondo. Zona V ex 0 < 1 dm 3 1 < 10 dm 3 2 < 10 dm 3 Secondo la CEI posso trascurare il rischio di esplosione se V ex soddisfa le condizioni di cui sopra.

221 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Se non è possibile trascurare V ex occorre proseguire e calcolare il: Tempo di persistenza di un atmosfera esplosiva (t) è un tempo caratteristico che ci dice quanto tempo ci vuole perché la concentrazione iniziale C 0 scenda a un certo livello di diluizione (k LEL). X 0 è la concentrazione iniziale nel volume V 0.

222 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Maggiore è il valore di t e più ci dobbiamo preoccupare (vuol dire che l atmosfera esplosiva persiste a lungo). Minore è il valore di t e meglio è.

223 Procedimento secondo la EN (e Guida CEI 31-35) (cenni) Grado di ventilazione all aperto Grado ALTO Grado MEDIO Grado BASSO V z è trascurabile V z non è trascurabile (e in più t è compatibile con la zona) Non considerato Disponibilità della ventilazione all aperto In genere è considerata BUONA se c è vento con velocità pari a 0,5 m/s.