Ci troviamo in un'area potenzialmente esplosiva quando in un luogo di lavoro sono presenti sostanze infiammabili allo stato di gas, vapori, nebbie o polveri e di potenziali sorgenti di innesco che possono attivarsi danneggiando l'ambiente e i lavoratori.
Miniere sotterranee, piattaforme petrolifere, impianti di perforazione per oil & gas, stabilimenti petrolchimici, depositi di carburante, impianti di produzione di energia, stabilimenti per la lavorazione degli alimenti e distillerie, stabilimenti farmaceutici, impianti per il trattamento delle acque residue sono alcuni dei contesti in cui possono verificarsi condizioni di pericolosità.
In tutti questi casi è fondamentale intervenire adeguatamente, creando uno stato di sicurezza, per evitare che si verifichi l'esplosione o per contenere i danni della combustione.
Perché questa condizione si realizzi, è importante che i prodotti installati in tali zone adottino un'adeguata strategia di protezione. Vediamo, quindi, quali sono i principali modi di protezione e in quali contesti sono adatti.
Diverse modalità di protezione
Sicuramente uno dei principali modi di protezione è la sicurezza aumentata: basata sulla prevenzione, elimina il rilascio di energia elettrica e limita la temperatura superficiale a livello di prodotto.
Una seconda modalità è quella della sicurezza intrinseca, che contiene il rilascio di energia al di sotto dell'energia minima di innesco della miscela esplosiva.
Invece, separando la causa di innesco dalla miscela di combustibile e comburente, si può ricorrere a una modalità di protezione come l'incapsulamento o l’immersione che prevedono l'uso di resina o olio minerale. Un’ulteriore modalità di protezione è, poi, la pressurizzazione. In questo caso è generata una leggera sovrappressione nell'involucro del prodotto, in modo che un'eventuale atmosfera esplosiva esterna incontri una pressione più elevata all'interno del prodotto e non riesca a entrare.
Oltre a queste tipologie esistono altri modi di protezione che consentono l'innesco ma lo contengono. Una tipologia poco usata è il riempimento pulverulento; più diffusa, invece, è la tenuta di fiamma, che prevede un involucro, sul prodotto, robusto dal punto di vista meccanico, in grado di contenere l'esplosione al proprio interno, permettendo che una eventuale fiamma generata non riesca a innescare l'atmosfera esplosiva all'esterno passando tra i giunti dell'involucro.
La strategia di protezione più adatta dipende dalla situazione
La scelta del modo di protezione più adatto dipende dalle dimensioni dei prodotti e dalla loro tipologia, ma anche dal contesto in cui sono inseriti.
Per esempio, la modalità protettiva della tenuta di fiamma richiede una custodia molto robusta. Questa tipologia è preferita per prodotti di media dimensione e meccanicamente solidi. Infatti, l’entità dell'esplosione che potrà generarsi è direttamente proporzionale alla grandezza del prodotto, per questo motivo è indispensabile una custodia resistente e spessa, con conseguente notevole spesa. Nel caso di dimensioni molto elevate, molti optano per altre modalità tra cui la pressurizzazione, la cui applicazione non conveniente per involucri piccoli, perché il ricorso a una pressione continua implica la presenza di dispositivi elettronici e pneumatici certificati in grado di fornire gas inerte, come aria o azoto, all'interno del prodotto, mantenendolo in leggera sovrapressione.
Invece, la modalità dell'incapsulamento è inadatta a prodotti con organi in movimento, perché non riuscirebbero a muoversi (ad esempio gli interruttori). È idonea per apparecchi piccoli come trasformatori, bobine di elettrovalvole, sensori elettronici, che possono essere coperti con poca resina e non hanno parti in movimento. Uno dei punti negativi di questa modalità di protezione è l'impossibilità di fare manutenzione perché la resina impedisce l'accesso al prodotto e al circuito. L'immersione in olio potrebbe ovviare a queste difficoltà, ma ha altre problematiche: sono necessari un olio particolare e bacini di raccolta in prossimità del prodotto per consentire una buona manutenzione. Per questo motivo è usata solo in alcuni casi, tra cui trasformatori di potenza.
Questi modi di protezione possono essere declinati in maniera più lieve o più pesante a seconda della pericolosità della zona di installazione del prodotto. Inoltre, alcuni modi di protezione sono adatti soltanto all’installazione in zona 2, la meno pericolosa:
- nC: non-incendive o sigillato;
- nR a respirazione limitata.
Quali sono i limiti dei modi di protezione?
La pressurizzazione non ha limitazioni in termini di dimensione del prodotto, ma necessita di una centralina certificata per controllare la pressurizzazione nel prodotto stesso: è conveniente pertanto solo quando la dimensione dell’involucro è considerevole.
Per contro, la tenuta di fiamma è un modo di protezione puramente meccanico, la cui convenienza è inversamente proporzionale alla dimensione dell’involucro: oltre una certa misura, lo spessore della custodia adatto a resistere alla pressione interna generata diventerebbe troppo elevato per giustificare i costi del materiale.
La sicurezza aumentata non è applicabile a prodotti con scintille elettriche, quali interruttori, relè, cavi elettrici in movimento. Le applicazioni principali di solito sono morsetti, induttanze, motori, apparecchi di illuminazione o qualche piccolo alimentatore.
La sicurezza intrinseca è applicata solo a piccoli apparecchi elettronici: basandosi sulla limitazione di energia, è un modo di protezione non applicabile a prodotti che ne necessitano parecchia.
Conclusioni
Molte sono le tipologie di protezione utili a creare uno stato di sicurezza in un'area potenzialmente esplosiva. L’importante è saper valutare la più adatta in base alle caratteristiche del prodotto e al livello di pericolosità del contesto.
