Corso di Strumentazione e Automazione Industriale Modulo 5.1 Normativa ATEX Prof. Ing. Cesare Saccani Prof. Ing. Augusto Bianchini Dott. Ing. Marco Pellegrini Department of Industrial Engineering (DIN) - University of Bologna Viale Risorgimento 2, 40136, Bologna Italy
2 Agenda Generalità sulla normativa ATEX Normativa ATEX: esempio applicativo Strumentazione per area classificata ATEX
3 La normativa ATEX Quando una miscela è esplosiva?
4 La normativa ATEX Normativa ATEX ATEX è il nome convenzionale che raggruppa due direttive dell'unione Europea: - 94/9/CE per la regolamentazione di apparecchiature destinate all'impiego in zone a rischio di esplosione - la direttiva si rivolge ai costruttori di attrezzature destinate all'impiego in aree con atmosfere potenzialmente esplosive e si manifesta con l'obbligo di certificazione di questi prodotti; - 99/92/CE per la sicurezza e la salute dei lavoratori in atmosfere esplosive - si applica negli ambienti a rischio di esplosione, dove impianti ed attrezzature certificate sono messe in esercizio ed è quindi rivolta agli utilizzatori. Il nome deriva dalle parole ATmosphères ed EXplosibles.
La normativa ATEX Direttiva 99/92/CE La direttiva è relativa alle prescrizioni minime per il miglioramento della tutela della sicurezza e della salute dei lavoratori che possono essere esposti al rischio di atmosfere esplosive definite come: miscele 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 all'insieme della miscela incombusta. La direttiva è stata recepita in Italia tramite il D.Lgs. 233/03 e successivo D.Lgs. 9 aprile 2008 n.81 (titolo XI). Il datore di lavoro deve ripartire in zone le aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive. Per la determinazione del tipo di zona, della sua estensione e dei suoi dati caratteristici dove sono o possono essere presenti gas infiammabili si applica la norma EN 60079-10. La norma tecnica è quindi cogente. 5
6 La normativa ATEX Normativa EN 60079-10 La procedura di classificazione delle aree, in linea generale, si può ricondurre ai seguenti passi: - individuazione delle sorgenti di emissione (SE); - assegnazione del grado di emissione alle sorgenti; - determinazione della portata di emissione del fluido in considerazione (gas, vapore, liquido bassobollente o altobollente); - calcolo del volume ipotetico di atmosfera potenzialmente esplosiva (Vz) intorno ad ogni SE; - calcolo della concentrazione media volumica (Xm%); - valutazione del tempo di permanenza; - determinazione del tipo di zona individuata; - determinazione della forma della zona pericolosa; - determinazione dell estensione della zona pericolosa. - inviluppo delle diverse zone pericolose individuate.
7 La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: definizione delle zone pericolose Zona 0 - Luogo in cui un atmosfera esplosiva costituita da una miscela di aria e sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia è presente continuamente, o per lunghi periodi, o frequentemente. Nota: In generale, dette condizioni, quando si presentano, interessano l interno di serbatoi, tubi e recipienti, ecc Zona 1 - Luogo in cui è probabile che un atmosfera esplosiva, costituita da una miscela di aria e sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia, si presenti occasionalmente durante il funzionamento normale. Zona 2 - Luogo in cui è improbabile che un atmosfera esplosiva, costituita da una miscela di aria e sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia, si presenti durante il normale funzionamento, ma che, se si presenta, persiste solo per un breve periodo.
8 La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose Raccolta dati di progetto (dati del committente, cliente, ubicazione, scopo del lavoro, schemi, etc...). 1 passo Dati del luogo e del progetto Applicabilità della Norma. Definizione caratteristiche delle sostanze infiammabili (nome,formula,parametrichimico fisici come massa molare (M), densità (ρ), limite inferiore esplodibilità (Lower Explosive Limit, LEL), calore specifico a volume costante (c v ), temperatura di infiammabilità (T i ), ) Definizione parametri di funzionamento del processo (come temperatura T, pressione P,...). Definizione degli ambienti e delle condizioni ambientali (ambienti aperti o chiusi, con sistema/i di pressurizzazione o inertizzazione, ventilazione,...).
9 La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose 2 passo Per ogni ambiente Individuazione delle sorgenti di emissione SE e del loro grado di emissione: grado continuo (emissione continua o per lunghi periodi), primo grado (emissione periodica o occasionale durante il funzionamento normale), secondo grado (emissione non prevista durante il normale funzionamento o che avviene solo raramente o per brevi periodi). Verifica della possibilità di eliminare o limitare quanto più possibile la presenza di SE.
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose 3 passo Per ciascuna sorgente di emissione SE Determinare la possibile emissione infiammabile e, se possibile, eliminare o limitare il grado di emissione e le portate. Verificare l eventuale presenza di sistemi di ventilazione artificiali locali o prevederli. Si prepara un elenco delle sorgenti di emissione. 10
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose 4 passo (ultimo) Si determina la portata di emissione Qg. Adesempio,nel caso di emissione di gas in singola fase si applica la formula [f.gb.4.1 2] (ex. GB.4.1.2), espressa in [kg/s]. Calcolo delle emissioni potenziali e classificazione dei luoghi φ: rapporto critico del flusso (uguale a 1 per flusso turbolento, altrimenti si calcola con l equazione in basso a sinistra); c: coefficiente di efflusso (fornito dal costruttore, oppure 0.97 per valvole di sfioro e sicurezza, 0.80 negli altri casi); A: area della sorgente di emissione [m 2 ]; M: massa molare della sostanza [kg/kmol]; P: pressione assoluta di processo [Pa]; P a : pressione ambiente [Pa]; T: temperatura assoluta [K]; R: costante universale dei gas = 8.314 J/kmolK; β: esponente che tiene conto della frazione molare, = (γ+1)/(γ-1); γ: rapporto tra i calori specifici, = c p /c v. 11
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose Per distanza pericolosa d z si intende la distanza dalla SE a partire dalla quale la concentrazione dei gas o vapori infiammabili nell aria è inferiore a k dz *LEL v. Si determina la distanza dz in metri (formula [f.gb.5.1 5a]). 4 passo (ultimo) Calcolo delle emissioni potenziali e classificazione dei luoghi Q g : portata di emissione [kg/s], per il calcolo si veda slide precedente; φ: rapporto critico (si veda slide precedente); c: coefficiente di efflusso (fornito dal costruttore, oppure 0.97 per valvole di sfioro e sicurezza, 0.80 negli altri casi); M: massa molare della sostanza [kg/kmol]; T: temperatura assoluta [K]; β: esponente che tiene conto della frazione molare (si veda slide precedente); γ: rapporto tra i calori specifici, = c p /c v ; k dz : safety factor (0.25-0.5 per fonti di emissione di grado continuo e primo, 0.5-0.75 per grado secondo). LEL v : limite inferiore di esplodibilità in aria, espresso in % su volume. 12
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose Si stima la estensione effettiva «a» in metri della zona pericolosa nella direzione di emissione e di più probabile dispersione nell atmosfera esplosiva. 4 passo (ultimo) Calcolo delle emissioni potenziali e classificazione dei luoghi Tale valore è almeno uguale a d z, ma preferibilmente maggiore. Tipicamente, il valore di d z viene arrotondato alla prima cifra intera o addirittura ad una maggiorazione più significativa in caso di evidenti incertezze di calcolo (per esempio 1,2*d z ). 13
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose Il grado di ventilazione è indicativo della quantità di aria di ventilazione che investe la SE in rapporto alla quantità di sostanze infiammabili emesse nell ambiente; questo rapporto può essere tale da limitare in varia misura la presenza di atmosfera esplosiva e ridurre o meno il tempo di persistenza della stessa al cessare dell emissione. Sono stabiliti tre gradi di ventilazione, alto (VH), medio (VM), basso (VL): Grado di ventilazione alto (VH): quando la ventilazione è in grado di ridurre la concentrazione in prossimità della SE in modo praticamente istantaneo, limitando la concentrazione al di sotto del limite inferiore di esplodibilità (LEL). Grado di ventilazione medio (VM): quando la ventilazione è in grado controllare la concentrazione, determinando una zona limitata stabile, sebbene l emissione sia in corso, e dove l atmosfera esplosiva per la presenza di gas non persista eccessivamente dopo l arresto dell emissione. Grado di ventilazione basso (VL): Quando la ventilazione non è in grado di controllare la concentrazione mentre avviene l emissione e/o non può prevenire la persistenza eccessiva di un atmosfera esplosiva dopo l arresto dell emissione. 14
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose Confronto la portata volumetrica di progetto con quella minima teorica necessaria a diluire l emissione: sulla base del confronto determino il grado di ventilazione. Si calcola la portata volumetrica di aria Q amin minima teorica in m 3 /s necessaria per diluire l emissione di sostanza infiammabile con la equazione [f.5.10.3 1]. 4 passo (ultimo) Calcolo delle emissioni potenziali e classificazione dei luoghi Q g : portata di emissione [kg/s], per il calcolo si veda slide precedente; T a : temperatura ambiente [K]; k: fattore di sicurezza applicato la LEL per la definizione della portata minima di ventilazione (0.25 per fonti di emissione di grado continuo e primo, 0.5 per grado secondo). LEL v : limite inferiore di esplodibilità in aria, espresso in % su volume. Attenzione: i valori di k non sono vincolanti! A seconda del grado di certezza dei dati a disposizione, il tecnico preposto alla classificazione può assumere valori compresi tra 0,25-0,5 per il grado continuo e primo e tra 0,5-0,75 per il grado secondo. 15
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose L efficacia di un sistema di ventilazione dipende oltre che dal grado anche dalla disponibilità. La presenza di una ventilazione VH potrebbe, infatti, essere vanificata dalla su scarsa disponibilità (es. un ventilatore guasto). Anche in questo caso la norma CEI EN 60079-10-1 fornisce alcune definizioni: Ventilazione buona: quando la ventilazione è presente con continuità. Ventilazione adeguata: quando la ventilazione è presente durante il normale funzionamento ma dove sono ammesse interruzioni poco frequenti e comunque di breve durata. Ventilazione scarsa: quando la ventilazione non è in grado di soddisfare i requisiti per essere considerata buona o adeguata ma dove comunque non sono previsti interruzioni di lunga durata. 16
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose Valutazione semplificata fornita dalla norma: le relazioni di calcolo sono molto complesse e dipendono da molteplici fattori. «+» significa circondato da; «NE» indica una zona di estensione trascurabile; 17
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose 4 passo (ultimo) Calcolo delle emissioni potenziali e classificazione dei luoghi Definizione dei tipi di zone (0,1,2) di pericolo originate dalle singole SE (in funzione dell analisi delle SE e della ventilazione). Determinazione delle estensione di tutte le zone pericolose originate dalle singole emissione (forme e dimensione). Individuazione delle aperture verso zone esterne interessate da zone pericolose. Valutare l adozione di misure tecniche e/o organizzative per ridurre il pericolo d esplosione. Eseguire l inviluppo delle zone di pericolo originate dalle singole SE. Preparazione della classificazione preliminare dei luoghi, ivi inclusi i requisiti per i prodotti installabili nei luoghi suddetti. N.B: il certificatore utilizza software dedicati per i calcoli e per la redazione della relazione di classificazione. 18
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10 esempi estratti dalla norma 19
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10 esempi estratti dalla norma 20
La normativa ATEX Normativa EN 60079-10 esempi estratti dalla norma Stima delle dimensioni dei fori di emissione derivanti da guasti: la norma definisce dei valori in base alla tipologia di elemento oggetto della rottura. Tipologia di elemento Dimensione foro di emissione Nota Flangia con guarnizione in fibra compressa Flangia con guarnizione spirometallica Flangia con giunto ad anello metallo su metallo (ring joint) Spessore di 1 mm Foro lungo quanto la sezione della guarnizione tra due fori di serraggio. Guasto grave (mancata manutenzione). 2,5 mm 2 Se prevista attenta manutenzione. Spessore di 0,5 mm Foro lungo quanto la sezione della guarnizione tra due fori di serraggio. Guasto grave (mancata manutenzione). 0,25 mm 2 Se prevista attenta manutenzione. 0,5 mm 2 Guasto grave (mancata manutenzione). 0,1 mm 2 Se prevista attenta manutenzione. Guarnizione spirometalica Ring Joint 21
Normativa EN 60079-10 esempi estratti dalla norma La normativa ATEX Emissioni strutturali: dati statistici. Emissioni strutturali sono quelle che possono avvenire durante l attività dell impianto dai punti di discontinuità dei componenti del sistema di contenimento delle sostanze infiammabili, quali ad esempio le flange sulle tubazioni, le giunzioni tra parti di apparecchi e macchine, gli sfiati di valvole di sicurezza, di sfioro e simili chiuse, 22
Normativa EN 60079-10 esempi estratti dalla norma Emissioni strutturali: dati statistici. La normativa ATEX 23
Agenda Generalità sulla normativa ATEX Normativa ATEX: esempio applicativo Strumentazione per area classificata ATEX 24
HENERGIA: Impianto idrogeno HENERGIA Laboratorio Fossil Fuel Free Impianti fotovoltaici Solar cooling Idrogeno: elettrolisi, compressione e PEM fuel cell 25
Impianto idrogeno: Process Flow Diagram Acqua demineralizzata Acqua raffreddamento Energia elettrica Energia elettrica Elettrolizzatore H2 Compressore Riduttore pressione Fuel cell O2 Stoccaggio Bassa pressione Energia elettrica Stoccaggio Alta pressione Vapor d acqua 26
Impianto idrogeno: i locali 27
Impianto idrogeno: descrizione locali Il locale di produzione e utilizzo dell idrogeno (container 2) è costituito da un container di 20 m 3 circa, contenente: - n.1 dissociatore elettrolitico (elettrolizzatore), utilizzato per la produzione di idrogeno con portata regolata a 1 Nm 3 /h; - n.3 fuel cell da 1 kw ciascuna; - tubazioni, valvole di intercettazione, strumentazione di misura e connessioni realizzate con tecnologia di marca Swagelok (in figura); - impianto di aspirazione: all esterno del container è presente una tubazione centrale in alto per l estrazione dell aria e 4 ingressi di mandata in basso. La tubazione di estrazione è collegata a n.2 ventilatori di estrazione in parallelo (uno di riserva all altro) di portata pari a 2.000 m 3 /h ciascuno. All interno del container si considera una ventilazione artificiale garantita con continuità (disponibilità BUONA). Swagelok 28
Impianto idrogeno: descrizione locali Il locale di compressione dell idrogeno (container 1) è costituito da un container di 20 m 3 circa, contenente: - compressore idrogeno; - tubazioni, valvole di intercettazione, strumentazione di misura e connessioni realizzate con tecnologia di marca Swagelok; - impianto di aspirazione: all esterno del container è presente una tubazione centrale in alto per l estrazione dell aria e 2 ingressi di mandata in basso. La tubazione di estrazione è collegata a n.2 ventilatori di estrazione in parallelo (uno di riserva all altro) di portata pari a 4.000 m 3 /h ciascuno. All interno del container si considera una ventilazione artificiale garantita con continuità (disponibilità BUONA). N.B. La quantificazione delle portate di ventilazione viene determinata per tentativi, ovvero si verifica qual è la classificazione risultante per un determinato ambiente in presenza di una determinata ventilazione, e si verifica che il tipo di classificazione raggiunga quella desiderata. Se la classificazione non è soddisfacente (ad esempio, Zona 0), occorre incrementare la portata di ventilazione. 29
Impianto idrogeno: descrizione locali RICORDIAMO LA SLIDE 17: Normativa EN 60079-10: processo classificazione delle zone pericolose Valutazione semplificata fornita dalla norma: le relazioni di calcolo sono molto complesse e dipendono da molteplici fattori. «+» significa circondato da; «NE» indica una zona di estensione trascurabile; 30
Impianto idrogeno: descrizione locali Nelle aree esterne prossime al laboratorio sono posizionati i corpi tecnici e le tubazioni a servizio del laboratorio stesso. Tra questi si citano: - n.2 serbatoi di accumulo dell idrogeno di cui: n. 1 serbatoio da 83 litri e pressione di esercizio di 35 bar; n. 1 serbatoio da 270 litri e pressione di esercizio di 5 bar; - valvole e giunzioni filettate di connessione sulle tubazioni di trasporto idrogeno ad alta e bassa pressione; - n.1 bombola di idrogeno da 14 litri a 200 bar con riduttore a 3,5 bar; - sfiati di idrogeno e ossigeno posizionati come in lay-out item esterni. 31
Classificazione ATEX HENERGIA Classificazione ATEX HENERGIA identificazione sorgenti e grado di emissione I gradi delle emissioni delle singole SE sono stabiliti sulla base delle definizioni della CEI EN 60079-10 e qui elencati in ordine decrescente di probabilità (frequenza e durata) di emissione nell ambiente della sostanza infiammabile. Emissione di grado continuo (emissione continua o per lunghi periodi), Emissione di grado primo (emissione periodica o occasionale durante il funzionamento normale), Emissione di grado secondo (emissione non prevista durante il normale funzionamento o che avviene solo raramente o per brevi periodi). 32
Classificazione ATEX HENERGIA RICORIDAMO LA SLIDE 7: Normativa EN 60079-10: definizione delle zone pericolose Zona 0 - Luogo in cui un atmosfera esplosiva costituita da una miscela di aria e sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia è presente continuamente, o per lunghi periodi, o frequentemente. Nota: In generale, dette condizioni, quando si presentano, interessano l interno di serbatoi, tubi e recipienti, ecc Zona 1 - Luogo in cui è probabile che un atmosfera esplosiva, costituita da una miscela di aria e sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia, si presenti occasionalmente durante il funzionamento normale. Zona 2 - Luogo in cui è improbabile che un atmosfera esplosiva, costituita da una miscela di aria e sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia, si presenti durante il normale funzionamento, mache, se si presenta, persiste solo per un breve periodo. 33
Classificazione ATEX HENERGIA Classificazione ATEX HENERGIA classificazione dei luoghi Medio 34
Classificazione ATEX HENERGIA Classificazione ATEX HENERGIA classificazione dei luoghi 35
Impianto idrogeno: impatto della sicurezza Energia elettrica Acqua demineralizzata Elettrolizzatore H2 Filtro DEOXO O2 Azoto Lavaggio con azoto inertizzazione linee Acqua raffreddamento Filtro Essicatore Bassa pressione Ventilazione forzata con ambiente in depressione doppio ventilatore Vapor d acqua Energia elettrica Fuel cell Sensore idrogeno Energia elettrica Compressore Container 1 Container 2 Sensore idrogeno Alta pressione Serbatoi esterni 36
Agenda Generalità sulla normativa ATEX Normativa ATEX: esempio applicativo Apparecchiature per area classificata ATEX 37
Apparecchiature per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti La direttiva ATEX prodotti 94/9CE si applica a tutti i prodotti, elettrici e meccanici, destinati ai luoghi con pericolo di esplosione e si colloca tra le direttive che consentono la libera circolazione delle merci e definiscono i requisiti essenziali in materia di sicurezza dei prodotti che vi ricadono. In particolare, la direttiva definisce le categorie dei prodotti e le caratteristiche che devono soddisfare per essere installati nei luoghi ove esista un pericolo d esplosione; descrive inoltre le procedure da seguire per ottenere la conformità. Il campo d applicazione della Direttiva si estende anche a dispositivi di sicurezza, di controllo e di regolazione che sono installati al di fuori dell area potenzialmente esplosiva, ma da cui dipende la sicurezza dei prodotti installati in atmosfera esplosiva. 38
Apparecchiature per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti Ai sensi della Direttiva 94/9/CE, per apparecchi si intendono «le macchine, i materiali, i dispositivi fissi o mobili, gli organi di comando e relativa strumentazione, nonché i sistemi di rilevazione o 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/o alla trasformazione di materiale e che sono in grado di provocare un esplosione tramite le proprie potenziali sorgenti di innesco». Se un apparecchio non elettrico possiede una sorgente potenziale di innesco, questo è spesso dovuto alla presenza di parti in movimento che possono provocare un rischio di innesco potenziale derivante da superfici calde o da scintille da attrito. Ne sono esempi: ingranaggi, ventilatori, pompe, compressori, miscelatori, freni, etc... Gli apparecchi meccanici di questo tipo necessitano solitamente di collegamento a una fonte di energia, come ad esempio un motore elettrico. Se vengono immessi insieme sul mercato in questa forma, essi possono costituire un assieme. 39
Apparecchiature per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti La Direttiva 94/9/CE effettua una prima distinzione in base al luogo di utilizzo con la suddivisione in due gruppi: - Gruppo I: prodotti da utilizzarsi in miniere grisutose. - Gruppo II: prodotti da utilizzarsi in superficie. La Direttiva 94/9/CE classifica poi i prodotti in categorie, in relazione al livello di protezione e in funzione del grado di pericolosità dell ambiente dove questi saranno inseriti. Per i prodotti di gruppo I sono previste due categorie: GRUPPO I Categoria M1 M2 Nota Apparecchi o sistemi di protezione che garantiscono un livello di protezione molto elevato. Apparecchi o sistemi di protezione che garantiscono un livello di protezione elevato; devono poter essere messi fuori tensione in presenza del gas. 40
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti Per gli apparecchi di superficie (gruppo II) esistono tre categorie, in funzione del livello di protezione richiesto, ovvero alla classificazione della zona di utilizzo. Nel caso di impiego in ambienti con gas la categoria è individuata con la lettera G, nel caso di polveri con la lettera D, nel caso di gas e polveri GD. GRUPPO II Categoria 1 (G,D,GD) 2 (G,D,GD) 3 (G,D,GD) Nota Apparecchi o sistemi di protezione che garantiscono un livello di protezione molto elevato. Apparecchi o sistemi di protezione che garantiscono un livello di protezione elevato. Apparecchi o sistemi di protezione che garantiscono un livello di protezione normale. 41
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti 42
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti 43
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti Tutte le apparecchiature elettriche di categoria 1 e categoria 2 devono essere obbligatoriamente certificate presso Organismi Notificati ATEX, anche Notified Body, ovvero gli Organismi ai quali l autorità nazionale ha affidato il compito di effettuare la verifica della conformità alla direttiva (in Italia ricordiamo, ad esempio: IMQ, CESI, ICEPI, TUV,...). Per le aziende che producono apparecchi elettrici di categoria 1 e di categoria 2 è obbligatoria anche la notifica e la sorveglianza del sistema di qualità aziendale. Per tutte le apparecchiature di categoria 3 è prevista l autocertificazione, coerentemente con il controllo di fabbricazione interno (ad esempio, ISO 9001). Il ricorso a organismi notificati ATEX è quindi, in questo caso, facoltativa. 44
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti: modi di protezione I modi di protezione sono delle tecniche che ci vengono messe a disposizione dalla norma. Queste tecniche giocano sul fatto che, togliendo anche solo uno degli elementi che concorrono al verificarsi di un evento esplosivo, lo stesso non si può verificare. Limitando, quindi, il potenziale di innesco (sicurezza intrinseca) e la produzione di energia sotto forma di calore (sicurezza aumentata, sicurezza costruttiva), togliendo il combustibile (pressurizzazione, immersione in liquido, incapsulamento), oppure contenendo l esplosione (custodie a tenuta di fiamma), si raggiunge lo scopo di minimizzare il rischio esplosione. 45
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti: modi di protezione 46
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti: modi di protezione Custodia a prova di esplosione (per aree classificate 1 o 2) sigla Ex d I componenti elettrici che possono accendere un atmosfera esplosiva sono racchiusi in custodie in grado di resistere alla pressione dell esplosione dell atmosfera esplosiva (5-12 bar), formatisi all interno per la penetrazione di un gas o vapore infiammabile (tenuta alla pressione); la custodia deve inoltre impedire la trasmissione dell esplosione all atmosfera esterna (tenuta alla fiamma). Da applicarsi su apparecchiature elettriche varie che, in servizio normale, danno luogo a scintille o sovratemperature: interruttori, sezionatori, lampade, unità di comando, controllo e segnalazione, motori, trasformatori MT/BT, strumentazione, ecc 47
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti: modi di protezione Sovrappressione interna (per aree classificate 1 o 2) Sigla Ex p 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. Il gas di protezione può essere costituito da aria oppure da gas inerte, per esempio azoto; in caso di mancanza della sovrappressione l unità di controllo procede con l arresto o allarme dell apparecchiatura pressurizzata. La tecnica della sovrappressione interna può essere applicata, sostanzialmente con le stesse caratteristiche, anche alle apparecchiature per polveri applicando la norma specifica. Si applica a trasformatori MT/BT, grandi macchine elettriche, quadri di automazione e strumentazione, sistemi di controllo processi industriali (gas cromatografi, analizzatori), cabine di analisi e locali pressurizzati. 48
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti: modi di protezione Protezione a sicurezza aumentata (per aree classificate 1 o 2) Sigla Ex e Questa protezione 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; questo obiettivo è basato su un generale sovradimensionamento, sia dei materiali isolanti, sia delle parti elettriche attive rispetto alle costruzioni elettriche di normale produzione industriale, già di per sé non innescanti. Si applica su materiale impiantistico come custodie con morsetti, elettromagneti e bobine, motori e generatori, lampade, batterie, riscaldatori elettrici a resistenza. 49
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti: modi di protezione Sicurezza intrinseca (per aree classificate 0,1, 2) Sigla Ex i 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. Ciò è possibile se le caratteristiche del circuito e dei suoi componenti sono tali da limitare l energia accumulata e rilasciata dal circuito stesso. La sicurezza intrinseca si applica alla strumentazione di misura, di controllo e di regolazione utilizzabile nei processi industriali, sistemi di telecomunicazione e apparecchiature portatili. 50
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti: classe di temperatura La classe di temperatura identificata per i prodotti del gruppo II è la massima temperatura che può raggiungere la costruzione elettrica. 51
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti: grado di protezione degli involucri 52
Strumentazione per area classificata ATEX La direttiva ATEX prodotti: grado di protezione degli involucri 53