3D Laser. Direttiva ATEX. Concetti di base per l utilizzo di apparecchiature in Atmosfera Esplosiva

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1 Direttiva ATEX Concetti di base per l utilizzo di apparecchiature in Atmosfera Esplosiva Revisione: 0 del 21/10/2017

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3 ATEX è l acronimo di ATmophere EXplosive ovvero ATMOSFERA ESPLOSIVA. Un atmosfera esplosiva è una miscela di sostanze infiammabili allo stato di gas, vapori, nebbie o polveri con aria. In determinate condizioni atmosferiche un innesco, all interno di un atmosfera esplosiva, può generare la combustione della miscela infiammabile. Per poter parlare di atmosfera potenzialmente esplosiva, la sostanza infiammabile deve essere presente in una determinata concentrazione: se la concentrazione e troppo bassa (miscela povera) o troppo alta (miscela ricca) non si verifica alcuna esplosione, ma si produce solamente una reazione di combustione se non addirittura nessuna reazione. L esplosione può avvenire solo in presenza di una sorgente di innesco e quando la concentrazione è all interno del campo di esplosività delle sostanze, compreso tra il limite minimo (LEL) e massimo (UEL) di esplosività. I limiti di esplosività dipendono dalla pressione dell'ambiente e dalla percentuale di ossigeno presente nell'aria. 3

4 Una miscela di gas, o di polveri e gas è infiammabile quando sono presenti contemporaneamente combustibile e comburente. Il comburente è l elemento ossidante del combustibile senza il quale la combustione NON può avere luogo. Ne è un chiaro esempio la benzina: combustibile i cui vapori miscelati con l ossigeno dell aria possono generare una miscela altamente infiammabile. Il comburente più comune è l Ossigeno presente in natura nell aria ad una concentrazione del 21-22%. COMBUSTIBILE COMBURENTE MISCELA POTENZIALMENTE ESPLOSIVA 4

5 Nel momento in cui la concentrazione della miscela (combustibile + comburente) supera il LEL (Low Explosive Level - Livello Minimo di Esplosività), in presenza di un innesco può generarsi la combustione e conseguentemente l esplosione. MISCELA POTENZIALMENTE ESPLOSIVA > LEL = 5

6 Cos è l innesco. L innesco può essere un dispositivo che genera l accensione di una carica (nel caso di atmosfera esplosiva che genera l accensione della miscela esplosiva; per esempio la scintilla del contatto di un relais in scambio), ma anche semplicemente una particolare condizione fisica della miscela esplosiva (temperatura elevata). Differenza fra Combustione ed Esplosione. La combustione è un processo chimico cosiddetto di ossiriduzione esotermica: mentre un elemento si ossida (combustibile) l altro si riduce (comburente) rilasciando energia, il più delle volte sotto forma di calore ed emissioni elettromagnetiche luminose e formando nuovi composti (normalmente Anidride Carbonica ed Acqua). L Esplosione può essere una fase della combustione che fisicamente si traduce in un rilascio improvviso e violento di energia termica e meccanica. 6

7 Direttiva ATEX 2014/34/EU L'Unione Europea, nell ambito del rischio dovuto alla presenza di atmosfere potenzialmente esplosive, ha adottato alcune Direttive (Linee guida) armonizzate in materia di salute e sicurezza. La direttiva 2014/34/EU (Ex. ATEX 94/9/CE), con l ausilio di una serie di norme armonizzate, stabilisce i Requisiti Essenziali di Sicurezza per prodotti e sistemi di protezione destinati a essere utilizzati in atmosfere potenzialmente esplosive e le relative procedure per la conformità. Questo documento è una semplice guida all ATEX, al significato delle Direttive e alla scelta dei prodotti più adatti ai luoghi con pericolo di esplosione. Lo scopo della guida è quella di affiancare, e non sostituire la Direttiva ATEX, cercando di fornire un valido supporto di conoscenze delle principali tipologie d impianto, sui quali vanno a impattare le Direttive ATEX e fornire all installatore le indicazioni circa i criteri per riconoscere, scegliere ed installare correttamente i prodotti e le soluzioni. 7

8 Classificazione dei Prodotti per l utilizzo in Ambienti Esplosivi: GRUPPI La Direttiva Atex stabilisce e distingue due importanti gruppi di prodotti: Prodotti ed Apparecchi per Miniera (sottosuolo): GRUPPO I Prodotti ed Apparecchi per Superficie: GRUPPO II 8

9 Classificazione dei Prodotti per l utilizzo in Ambienti Esplosivi: CATEGORIE Ciascun Gruppo è diviso in Categorie in base al grado di protezione verso il rischio di esplosione: GRUPPO I GRUPPO II M1 M2 Categoria 1 Categoria 2 Categoria 3 Protezione Molto Elevata Protezione Elevata Protezione Molto Elevata Protezione Elevata Protezione Normale 9

10 Classificazione dei Prodotti per l utilizzo in Ambienti Esplosivi: TIPOLOGIA All interno delle diverse categorie (solo per il Gruppo II) sono identificate le Tipologie di miscele potenzialmente esplosive per le quali è prevista la protezione: G Gas D Polveri (Dust) GD Gas e Polveri 10

11 Classificazione degli Ambienti potenzialmente esplosivi: ZONE La Direttiva 2014/34/EU definisce le metodologie per la classificazione delle Zone Pericolose (Hazardous Areas), procedimento utilizzato dalle aziende specializzate per la prospezione dei territori, ma la cui conoscenza deve essere nota anche ai costruttori di apparecchiature ai fini della definizione dei Metodi di Protezione. La classificazione dei luoghi con pericolo d esplosione è un procedimento alquanto complesso, che si basa essenzialmente sulla individuazione di alcuni elementi significativi: Numero e posizione delle sorgenti d emissione (SE) Tipo delle sorgenti d emissione: grado e portata di emissione Grado della ventilazione: alta (VH), media (VM), bassa (VL) Disponibilità della ventilazione: buona, adeguata o scarsa 11

12 Classificazione degli Ambienti potenzialmente esplosivi: ZONE Gli elementi citati portano, tramite calcoli ed altre valutazioni, alla definizione delle zone pericolose e delle relative estensioni. Generalmente le zone pericolose sono rappresentate sui disegni dell impianto utilizzando i seguenti simboli grafici: 12

13 Classificazione degli Ambienti potenzialmente esplosivi: ZONE Sebbene non esista una regola generale e definita, la tabella seguente è rappresentativa ai fini della comprensione della classificazione delle Zone: 13

14 Esempi di Zone Pericolose 14

15 Esempio di Rappresentazione Grafica di un Area Pericolosa con indicazione delle Zone e relative sorgenti di Emissione 15

16 Idoneità delle Apparecchiature Elettriche Le apparecchiature elettriche installate nelle zone classificate per presenza di gas devono essere conformi alla direttiva ATEX e devono essere idonee alle zone pericolose come riportato dalla tabella seguente: 16

17 Classificazione delle Zone potenzialmente esplosive per presenza di polveri La classificazione dei luoghi con pericolo d esplosione per la presenza di polvere è effettuata in modo analogo a quanto previsto per il gas, in funzione della probabilità di presenza di atmosfera esplosiva. La norma CEI EN definisce tre zone: Zona 20: luogo dove un atmosfera esplosiva sotto forma di polvere combustibile nell aria è presente permanentemente o per lunghi periodi o frequentemente. Zona 21: luogo dove un atmosfera esplosiva sotto forma di polvere combustibile nell aria ha probabilità d essere presente occasionalmente durante il normale funzionamento. Zona 22: luogo dove un atmosfera esplosiva sotto forma di polvere combustibile nell aria non ha probabilità d essere presente occasionalmente durante il normale funzionamento ma se dovesse accadere, la persistenza sarebbe per un breve periodo di tempo. 17

18 Rappresentazione Grafica delle Zone potenzialmente esplosive per presenza di polveri 18

19 Esempi di Zone potenzialmente esplosive per presenza di polveri 19

20 Tabella di Idoneità delle Apparecchiature in funzione delle Zone 20

21 Altri Elementi che influenzano la scelta dei metodi di Protezione La Direttiva ATEX definisce, per il Gruppo II (Superficie), alcuni ulteriori elementi che devono essere tenuti in considerazione nella scelta delle tipologie di protezione per le apparecchiature elettriche: Tipo di Gas: IlA, IIB, IIC Classe di Temperatura: T1,T2,T3,T4,T5,T6 La tipologia di gas e la relativa temperatura di infiammabilità determina la temperatura massima superficiale dell apparecchiatura al fine di evitare l innesco. Nel seguito sono riportate alcune tipologie di gas ed i relativi sottogruppi secondo la Direttiva Atex, nonché la classe di temperatura corrispondente. 21

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23 Evoluzione della Direttiva Atex Nel corso dei vari aggiornamenti ed evoluzioni della Direttiva Atex, nella Norma Armonizzata è stata introdotta la classificazione delle polveri: 23

24 Metodi di Protezione Nei paragrafi precedenti è stata presentata una panoramica della Classificazione delle Zone Pericolose (Hazardous Areas) in funzione della quale è effettuata la scelta delle apparecchiature idonee secondo la marcatura ottenuta dalla certificazione. Un ulteriore elemento fondamentale nella scelta e nella definizione delle apparecchiature elettriche è il Modo di Protezione, vale a dire la modalità con cui si previene il rischio di innesco all interno di una Zona Classificata. 24

25 Metodi di Protezione Ex-d (Antideflagrante): Sono custodie a Prova di Esplosione : nel caso in cui avvenga un innesco all interno della custodia (in presenza di polveri o gas esplosivi), l esplosione resta contenuta all interno della custodia stessa senza propagazione della fiamma nell ambiente circostante. Ex-e (Protezione Aumentata): La protezione Ex-e si applica alle apparecchiature elettriche che non producono archi, scintille o temperature pericolose nel funzionamento ordinario (costruzioni non scintillanti). Sono applicate misure complementari di protezione al fine di fornire una sicurezza aumentata con elevato coefficiente di sicurezza, che devono impedire la formazione di archi o scintille o la possibilità di temperature tali da innescare la miscela esplosiva. Ex-m (Incapsulamento): Nel modo di protezione Ex-m le apparecchiature elettriche, oppure i loro componenti, che potrebbero accendere un atmosfera esplosiva con scintille o riscaldamenti sono segregati (racchiusi) in modo che l atmosfera esplosiva non possa essere accesa. 25

26 Metodi di Protezione Ex-p (Sovrappressione): Il modo di protezione Ex-p a sovrappressione interna, consiste nell introdurre un gas di protezione nella custodia per mantenerla in sovrappressione rispetto all atmosfera esterna, impedendo la formazione di atmosfera esplosiva all interno della custodia stessa. Ex-i (Sicurezza Intrinseca): La sicurezza intrinseca sfrutta il principio della limitazione energetica. In un circuito a sicurezza intrinseca nessuna scintilla o effetto termico, in condizioni normali e condizioni di guasto specificate dalla norma, è in grado di provocare l accensione di una data miscela esplosiva, in funzione del gruppo di gas. 26

27 Marcatura e Certificazioni 27

28 Marcatura e Certificazioni La marcatura di un apparecchiatura elettrica, la cui idoneità all utilizzo in zona classificata è stata certificata da un Ente Terzo abilitato, deve riportare alcune informazioni fondamentali: Marcatura CE Ente di Notifica Metodo di Protezione Gruppo Gas Classe di Temperatura Temperatura di Esercizio Potenza Elettrica Installata o Installabile 28

29 Marcatura e Certificazioni Le apparecchiature elettriche per l utilizzo in ambienti classificati devono essere certificate da un Ente Terzo, che oltre a verificare l idoneità del progetto tramite l analisi documentale del fascicolo tecnico e test di laboratorio, esegue verifiche ispettive ricorrenti del processo produttivo. A tal proposito 3DLaser ha sottoposto a certificazione tre differenti prodotti ottenendo quattro certificati di idoneità oltre ad aver ottenuto l abilitazione alla produzione di serie: TÜV CY 17 ATEX X TÜV CY 17 ATEX X TÜV CY 17 ATEX U TÜV CY 17 ATEX X TÜV CY 17 ATEX Q Certificato Custodie Serie 3DB e 3DA (Ex-e) Certificato Custodie 3DHT Certificato Custodie Vuote 3DHT Certificato Segnalatori Led Certificazione di Processo Produttivo 29

30 Riepilogo Suddivisione Hazardous Areas (Gruppi) 30

31 Riepilogo Suddivisione Hazardous Areas (Zone) 31

32 Riepilogo Suddivisione Hazardous Areas (Gas e Polveri) Tipi di Gas: IIA - IIB IIC Tipi di Polveri: IIIA - IIIB IIIC Classi di Temperatura 32

33 Scelta dei metodi di Protezione Configuratore Custodie Gruppo I M1 M2 Gruppo II Zona 0 Zona 20 Zona 1 Zona 21 Zona 2 Zona 22 33

34 Scelta dei metodi di Protezione Configuratore Custodie Protezione contro i Gas (G) IIA IIB IIC Protezione contro le Polveri (D) IIIA IIIB IIIC 34

35 Scelta dei metodi di Protezione Configuratore Custodie Classe di Temperatura T1 T4 T2 T5 T3 T6 Temperatura di Esercizio: da C a C Potenza Installata: V A W 35

36 Scelta dei metodi di Protezione Configuratore Custodie Ex-e: Morsettiere Operatori (Attenzione alla certificazione) Ex-d: Morsetti Operatori Trasformatori Alimentatori Relais ed elementi scintillanti in genere Inverter Etc. Ex-p: Tutto ciò che non rientra per dimensioni o potenze nelle 2 precedenti classificazioni. 36

37 Scelta dei metodi di Protezione Configuratore Custodie Monocromatico 10W (1x10W) Bianco 20W (2x10W) Verde 30W (3x10W) Giallo 40W (4x10W) Rosso Blu Policromatico Verde Blu Giallo Rosso Tipo di Connessione: Diretta con Cavo Armato Custodia Morsettiera 37

38 Grazie per l attenzione 3D LASER SRL LAVORAZIONE METALLI Sede Legale: Viale Italia, Canelli (AT) Sede Operativa: Reg. San Giovanni, 34/ Canelli (AT) Tel P.IVA info@3dlaser.it Web Site: