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Indice

1 PRINCIPI DI SICUREZZA CONTRO L’ESPLOSIONE ......................................................................................................... 4

1.1 IL PERICOLO DI ESPLOSIONE NEI LUOGHI DI LAVORO....................................................................................... 4

1.2 L’ESPLOSIONE .................................................................................................................................................... 4

1.3 ATMOSFERA ESPLOSIVA GAS ............................................................................................................................ 6

1.3.1 LIMITI DI INFIAMMABILITA’ (ESPLODIBILITA’) .............................................................................................. 6

1.3.2 Temperatura di infiammabilità ..................................................................................................................... 7

1.3.3 Energia minima di innesco ............................................................................................................................ 7

1.3.4 Temperatura di accensione (autoaccensione) .............................................................................................. 8

1.4 ATMOSFERA ESPLOSIVA POLVERE COMBUSTIBILE ........................................................................................... 8

1.4.1 Combustibilità ............................................................................................................................................. 10

1.4.2 Esplodibilità ................................................................................................................................................. 10

1.4.3 Limiti di Esplodibilità: inferiore (LEL) e superiore (UEL) .............................................................................. 10

1.4.4 Temperatura di accensione della nube e dello strato ................................................................................ 11

1.4.5 Energia minima di accensione .................................................................................................................... 11

1.4.6 Resistività elettrica ...................................................................................................................................... 11

1.5 L’innesco elettrico dell’atmosfera esplosiva ................................................................................................... 11

1.5.1 Arco elettrico .............................................................................................................................................. 11

1.5.2 Temperatura superficiale dell’apparecchiatura .......................................................................................... 12

1.5.3 Scarica elettrostatica .................................................................................................................................. 12

1.6 Classificazione GAS e POLVERI ........................................................................................................................ 13

2 PROTEZIONE CONTRO L’INNESCO ELETTRICO .......................................................................................................... 15

2.1 Valutazione della probabilità di presenza dell’atmosfera esplosiva ............................................................... 15

2.2 Livello di sicurezza di un’apparecchiatura elettrica destinata all’installazione in atmosfera esplosiva .......... 17

2.3 Le costruzioni elettriche “Ex” (IEC/EN 60079) ................................................................................................. 20

2.3.1 Modi di protezione a contenimento ........................................................................................................... 21

2.3.2 Modi di protezione a prevenzione .............................................................................................................. 21

2.3.3 Modi di protezione a segregazione ............................................................................................................. 21

2.4 Costruzioni Ex: modi di protezione per atmosfere esplosive .......................................................................... 21

2.4.1 Norma IEC/EN 60079-0: Regole Generali ................................................................................................... 24

2.4.2 Modi di protezione: caratteristiche principali ............................................................................................ 30

2.5 Direttive Atex .................................................................................................................................................. 38

2.5.1 Direttiva 1999/92/EC .................................................................................................................................. 38

2.5.2 Direttiva 94/9/EC ........................................................................................................................................ 40

3 IMPIANTI ELETTRICI NEI LUOGHI CON PERICOLO DI ESPLOSIONE: PRESCRIZIONI GENERALI .................................. 48

3.1 Introduzione .................................................................................................................................................... 48

3.2 Approccio iniziale: la raccolta dei dati e delle informazioni necessari al progetto ......................................... 49

3.3 Qualifiche del personale.................................................................................................................................. 51

3.4 Scelta delle apparecchiature ........................................................................................................................... 53

3.4.1 Informazioni e Dati necessari ...................................................................................................................... 54

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3.4.2 Scelta in relazione alla Zona pericolosa ...................................................................................................... 55

3.4.3 Scelta in relazione al gruppo delle apparecchiature Ex .............................................................................. 55

3.4.4 Scelta in relazione alla temperatura ambiente ........................................................................................... 56

3.4.5 Scelta in relazione alla temperatura di accensione dei gas ........................................................................ 56

3.4.6 Scelta in relazione alla temperatura di accensione delle polveri ................................................................ 58

3.5 Influenze esterne............................................................................................................................................. 60

3.6 Protezioni elettriche ........................................................................................................................................ 61

3.7 Comando e prelievo di energia ....................................................................................................................... 62

3.8 Interruzione di emergenza .............................................................................................................................. 63

3.9 Sezionamento .................................................................................................................................................. 63

3.10 Protezione contro le scintille ........................................................................................................................... 64

3.11 Equalizzazione del potenziale ......................................................................................................................... 65

3.12 Elettricità statica ............................................................................................................................................. 65

3.13 Protezione contro i fulmini .............................................................................................................................. 65

3.14 Radiazione elettromagnetica .......................................................................................................................... 65

3.15 Parti metalliche protette catodicamente ........................................................................................................ 66

3.16 Condutture ...................................................................................................................................................... 66

3.16.1 Misure preventive contro il danneggiamento ........................................................................................ 67

3.16.2 Temperatura superficiale delle condutture ........................................................................................... 68

3.16.3 Prescrizioni di carattere generale ........................................................................................................... 69

3.16.4 Condutture in tubo metallico ................................................................................................................. 71

3.16.5 Cassette di derivazione e di infilaggio .................................................................................................... 73

3.16.6 Installazione dei raccordi di bloccaggio .................................................................................................. 73

4 IMPIANTI ELETTRICI NEI LUOGHI CON PERICOLO DI ESPLOSIONE: PRESCRIZIONI AGGIUNTIVE IN RELAZIONE AL MODO DI PROTEZIONE ..................................................................................................................................................... 75

4.1 Installazione di custodie a prova di esplosione Ex “d” .................................................................................... 75

4.1.1 Ingresso dei cavi nella custodia .................................................................................................................. 76

4.2 Installazione di apparecchiature a sicurezza aumentata Ex “e” ...................................................................... 79

4.2.1 Grado di protezione delle custodie ............................................................................................................. 80

4.2.2 Connessione delle apparecchiature e ingressi in cavo ............................................................................... 80

4.3 Installazione di apparecchiature con modo di protezione “n”........................................................................ 82

4.3.1 Materiali ...................................................................................................................................................... 82

4.3.2 Grado di protezione delle custodie ............................................................................................................. 83

4.3.3 Connessione delle apparecchiature e ingressi in cavo ............................................................................... 83

4.3.4 Apparecchiature “nR” ................................................................................................................................. 83

4.4 Installazione di apparecchiature protette mediante custodie Ex “t” .............................................................. 84

4.4.1 Ingressi nella custodia ................................................................................................................................. 84

4.4.2 Particolari requisiti per le custodie con livello di protezione “ta” .............................................................. 84

4.5 Documentazione ............................................................................................................................................. 84

5 Verifica e manutenzione degli impianti elettrici ....................................................................................................... 85

5.1 Introduzione .................................................................................................................................................... 85

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5.2 Le verifiche ...................................................................................................................................................... 86

5.2.1 Definizioni ................................................................................................................................................... 86

5.3 Documentazione di verifica ............................................................................................................................. 87

5.4 Procedura per verifiche di nuovi impianti ....................................................................................................... 88

5.5 Qualifica del personale .................................................................................................................................... 91

5.5.1 Personale tecnico con funzioni esecutive ................................................................................................... 91

5.5.2 Personale esperto ....................................................................................................................................... 92

5.6 Prescrizioni generali ........................................................................................................................................ 92

5.6.1 Prescrizioni per la manutenzione................................................................................................................ 92

5.6.2 Condizioni ambientali ................................................................................................................................. 92

5.7 Schede di verifica ............................................................................................................................................ 93

5.8 Verifiche indipendenti dal modo di protezione dell’apparecchiatura ............................................................ 93

5.9 Regole addizionali ........................................................................................................................................... 94

5.9.1 Modo di protezione “d” .............................................................................................................................. 94

5.9.2 Modo di protezione “e” .............................................................................................................................. 94

5.9.3 Modi di protezione “i” ................................................................................................................................ 95

5.9.4 Modo di protezione “n” .............................................................................................................................. 96

5.9.5 Modi di protezione “m”, “o”, “q” ............................................................................................................... 96

6 Studio sugli incendi e le esplosioni in Italia ………………………………………………………………………………………………….102

Si ringrazia il Dott.Ing. Maurizio D’Addato, Dirigente Superiore del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco, per la

gentile concessione gratuita ed a titolo non esclusivo, degli unici dati statistici ufficiali che analizzano l’entità dei

morti e feriti da esplosioni.

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1 PRINCIPI DI SICUREZZA CONTRO L’ESPLOSIONE

1.1 IL PERICOLO DI ESPLOSIONE NEI LUOGHI DI LAVORO

Molti processi industriali necessitano dell’uso di sostanze infiammabili o combustibili, che vengono stoccate, manipolate, trasportate ed infine utilizzate all’interno del processo produttivo.

A parte le sostanze esplosive, o chimicamente instabili, per le quali il pericolo è noto, vi è un elevato numero di sostanze che possiedono la caratteristica, in certe condizioni, di generare una esplosione.

Le sostanze che possono originare miscele esplosive, sono utilizzate in numerose operazioni che fanno parte delle normali attività lavorative. Ad esempio nelle operazioni di verniciatura, nella macinatura delle polveri, nelle operazioni di stoccaggio, nelle operazioni di ricarica delle batterie (stazionarie e non), nelle operazioni di manutenzione, nelle operazioni di trasporto delle sostanze, ecc.

Risulta intuitivo riconoscere il rischio di esplosione in ambienti di lavoro quali le industrie chimiche e/o petrolchimiche. Tuttavia si deve considerare che in molte attività di media/piccola dimensione, oppure di tipo artigianale, (come ad esempio falegnamerie, mulini, reparti di verniciature, distillerie, ecc.) la presenza di miscele

infiammabili è altrettanto probabile per la natura stessa delle operazioni.

Molte delle lavorazioni che coinvolgono sostanze pericolose, sono parte integrante delle normali operazioni all’interno di ambienti di lavoro che potremmo definire “ordinari”. In questi ambienti di lavoro non risulta automatico pensare al rischio di esplosione.

Un esempio eclatante è un incidente registrato nel periodo di fine anno 2011. A Shanghai, presso la Pegatron, sussidiaria di un’azienda di Taipei che lavora per Apple, è avvenuta un’esplosione che ha causato 61 feriti, di cui, però, solo 23 ricoverati in ospedale.

La causa dell’esplosione, avvenuta il 17 dicembre scorso, è stata imputata alla

polvere di alluminio usata per lucidare i case dell’iPad, essendo l’azienda specializzata proprio nella costruzione dei

cover posteriori degli iPad targati Apple.

Decisamente più grave è risultato essere l’incidente avvenuto nel maggio del 2011 presso un impianto di Foxconn Technology, il più grande produttore per Apple, ove una esplosione di polveri di alluminio (combustibili) ha causato, il 20 maggio dello scorso anno, nello stabilimento di Chengdu, in Cina, la morte di tre operai il ferimento di altri 15.

Questi episodi sono determinanti per considerare che il pericolo è maggiore nei luoghi di lavoro dove, normalmente, non ci si aspetterebbe la presenza di atmosfera esplosiva, proprio in conseguenza al fatto che si sottovaluta la possibilità di una formazione di miscele esplosive.

1.2 L’ESPLOSIONE

Una esplosione è di fatto una reazione di ossidazione, ovvero una reazione chimica di una sostanza con l’ossigeno e quindi il processo chimico è lo stesso di una reazione di combustione.

La reazione di ossidazione che si può definire come combustione provoca formazione di calore, solitamente accompagnata da fiamma visibile. La combustione è una ossidoriduzione esotermica, ovvero un composto si ossida mentre un altro si riduce con rilascio di energia e formazione di nuovi composti, principalmente anidride carbonica ed acqua. Ad esempio, nel caso degli idrocarburi, il carbonio si ossida e l'ossigeno si riduce.

I principali prodotti della combustione sono:

• Elevato sviluppo di calore (reazione fortemente esotermica);

• Elevato sviluppo di gas ad alta temperatura.

Figura 1 - Esempi di formazione di atmosfera potenzialmente esplosiva nei

luoghi di lavoro.

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Affinché avvenga la reazione è necessaria la presenza contemporanea (nello stesso luogo e nello steso momento) di tre componenti ben definiti:

• il combustibile: sostanze nella forma di gas, vapori, nebbie oppure polvere;

• il comburente: è l’agente ossidante, di solito l’ossigeno presente nell’aria;

• l’innesco: qualsiasi evento (scintilla, fiamma, temperatura, ecc.) sorgente di energia.

Il combustibile ed il comburente (ossidante) sono i reagenti della reazione di ossidoriduzione; l’innesco è la sorgente che fornisce l’energia necessaria a far iniziare la reazione (energia di attivazione).

La necessaria presenza contemporanea di combustibile, comburente ed innesco è rappresentata dal Triangolo del Fuoco (o della combustione), illustrato in figura 2.

Una volta innescata, la reazione sviluppa calore che viene ceduto agli strati di miscela combustibile adiacente, che a loro volta si riscaldano e reagiscono con maggiore velocità. Si viene così a formare un fronte di reazione, comunemente chiamato fronte di fiamma, che si muove dalla miscela combusta verso la miscela incombusta, propagando l’accensione alla restante miscela combustibile. La velocità con cui il fronte di fiamma si muove è la velocità di propagazione della combustione.

Il fenomeno “esplosione” si verifica quando l’energia rilasciata dalla combustione e la velocità di propagazione sono troppo elevate per essere assorbite dall’ambiente circostante e, di conseguenza, si sviluppa un aumento di

temperatura in un tempo breve ed in uno spazio sufficientemente limitato, che genera un’onda di pressione che si

propaga nello spazio circostante.

I fenomeni di ossidazione, combustione e di esplosione sono reazioni chimiche esotermiche basate sullo stesso processo chimico, la differenza consiste nella velocità di reazione. Nell’esplosione questa velocità è talmente elevata da determinare un improvviso e violento rilascio di energia, normalmente con produzione di gas ad altissima temperatura e pressione. L'espansione istantanea di questi gas crea un'onda d'urto nel mezzo in cui avviene, che in assenza di ostacoli si espande in una sfera centrata nel punto dell'esplosione. Se incontra ostacoli esercita su di essi una forza tanto maggiore quanto maggiore è la superficie investita e quanto più è vicina al centro dell'esplosione. Per questo motivo quando un’esplosione avviene in un volume confinato, produce effetti e danni devastanti.

Quando un gas, un vapore, una nebbia oppure della polvere combustibile (il combustibile) si miscela con l’ossigeno presente nell’aria (il comburente), si forma un’atmosfera che può essere esplosiva.

Non tutte le miscele combustibile-comburente, se innescate, danno come reazione una esplosione. Le condizioni che determinano se un’atmosfera è esplosiva sono le caratteristiche fisico/chimiche del combustibile (proprietà esplosive). Inoltre con il termine “atmosfera esplosiva” si deve intendere una miscela caratterizzata da:

• sostanze infiammabili allo stato di gas, vapori, nebbie, oppure polveri o fibre con determinate proprietà ed in determinate concentrazioni in volume rispetto all’aria;

• aria in condizioni atmosferiche;

• a seguito di un innesco, la combustione si propaga alla miscela non bruciata. Le condizioni atmosferiche di riferimento sono quelle per le quali la concentrazione di ossigeno nell’atmosfera è approssimativamente del 21% e che includono variazioni di pressione e temperatura al di sopra ed al di sotto dei livelli di riferimento di 101,3 kPa e 20°C, denominati condizioni atmosferiche normali, purché tali variazioni abbiano un effetto trascurabile sulle proprietà esplosive delle sostanze.

Un’atmosfera suscettibile di trasformarsi in atmosfera esplosiva a causa delle condizioni locali e/o operative viene chiamata “atmosfera potenzialmente esplosiva”.

Anche l’innesco necessario a iniziare la reazione di esplosione deve avere determinate proprietà, infatti l’energia di accensione, misurata in Joule, deve superare un determinato valore di soglia (minimo) che è diverso per ogni sostanza combustibile, al di sotto del quale non si origina alcuna reazione.

Figura 2 – Il triangolo del fuoco

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1.3 ATMOSFERA ESPLOSIVA GAS

Si illustrano di seguito alcune delle proprietà fisico/chimiche, che sono caratteristiche di ogni sostanza infiammabile che può originare una atmosfera esplosiva in forma di gas o vapore miscelato con aria. Dette proprietà sono fondamentali sia per la valutazione del pericolo, sia per la scelta delle apparecchiature elettriche (classificazione dei gas).

1.3.1 LIMITI DI INFIAMMABILITA’ (ESPLODIBILITA’)

Una sostanza sottoforma di gas, vapore o nebbia miscelata con aria, diventa un’atmosfera esplosiva solo quando la concentrazione in aria della sostanza stessa è sufficiente a farla divenire infiammabile. Miscele combustibile-aria sono infiammabili o esplodibili (i due termini sono sinonimi) solo entro un ristretto intervallo di concentrazioni del combustibile in aria, definito da un limite inferiore ed un limite superiore.

I due limiti rappresentano la minima e la massima concentrazione di combustibile che permette la propagazione della fiamma. La concentrazione è solitamente espressa come percentuale in volume .

Figura 3 – Esempio di “curva di innesco” per un gas.

In presenza di una emissione di sostanza in aria, la concentrazione della sostanza aumenta fino a raggiungere il valore limite inferiore di infiammabilità. Per concentrazioni inferiori, anche se innescata la miscela aria-combustibile non esplode. Se l’emissione continua, la concentrazione in aria di sostanza aumenta fino al limite superiore di infiammabilità. Per concentrazioni superiori a tale limite superiore, la miscela aria- combustibile anche in presenza di un innesco non esplode.

Per determinare l’esplodibilità di una sostanza si definiscono i due limiti come:

•••• LEL (lower explosion level): concentrazione in aria di gas o vapore infiammabile, al di sotto della quale l’atmosfera non è esplosiva (limite inferiore di esplodibilità);

•••• UEL (upper explosion level): concentrazione in aria di gas o vapore infiammabile, al di sopra della quale l’atmosfera non è esplosiva (limite superiore di esplodibilità);

LEL e UEL sono espressi in percentuale in volume di sostanza in aria (% vol).

Atmosfere formate da aria e combustibile in concentrazioni all’interno del range LEL-UEL (campo di esplodibilità) sono atmosfere esplosive.

In tabella 1 sono riportati i limiti di esplodibilità di alcuni gas e vapori. È interessante osservare che alcuni di questi combustibili hanno intervalli di esplodibilità abbastanza ristretti; altri invece presentano un campo di esplodibilità esteso e si possono considerare “più pericolosi”, in quanto piccole emissioni formano atmosfera esplosiva. Inoltre il limite superiore in alcuni casi è talmente elevato che alcune sostanze presentano un UEL pari al 100% (ad esempio l’acetilene), per indicare che non presentano il limite superiore di esplodibilità: i loro vapori possono esplodere praticamente senza bisogno di aria (comburente).

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Sostanza LEL% UEL% Sostanza LEL% UEL%

idrocarburi alcoli

Metano 5 15 A. Metilico 6,7 36

Etano 3 12,4 A. Etilico 3,3 19

Propano 2,1 9,5 A. propilico 2,2 14

Butano 1,8 8,4 A. butilico 1,7 12

Pentano 1,4 7,8 inorganici

Esano 1,2 7,4 Ammoniaca 15 28

Eptano 1,0 6,7 Idrazina 4,7 100

Etilene 2,7 37 Idrogeno 4,0 75

Propilene 2,4 11 esteri

Acetilene 2,5 100 Acetato metile 3,2 16

Benzene 1,3 7,9 Acetato etile 2,2 11

Toluene 1,2 7,1 chetoni

Xilene 1,1 6,4 Acetone 2,6 31

Stirene 1,1 6,1 Metil chetone 1,9 10

Tabella 1 - esempi di limiti di esplodibilità di alcuni gas e vapori (condizioni atmosferiche).

1.3.2 Temperatura di infiammabilità

Quando l’atmosfera esplosiva è generata da combustibili liquidi, come ad esempio liquido infiammabile in un contenitore aperto, la caratterista del combustibile che ne esprime le proprietà infiammabili e di attitudine a formare atmosfere esplosive è la temperatura di infiammabilità.

La temperatura di infiammabilità (flash point) è la temperatura più bassa alla quale si formano vapori in quantità tale che in presenza di ossigeno (aria) e di un innesco abbia luogo il fenomeno della combustione.

In tabella 2 sono riportati alcuni esempi di sostanze liquide infiammabili e la relativa temperatura di infiammabilità.

Sostanza Tinf [°C] Sostanza Tinf [°C]

Petrolio -20 Etere etilico -45

Gasolio +55 Acetone -17

Benzene -11 Acetato di etile -4

Alcol etilico +12 Cicloesano -20

Alcol metilico +11 Toluene +4

Tabella 2 - esempi di temperature di infiammabilità di alcune sostanze

La temperatura di infiammabilità è una proprietà importante ai fini della sicurezza contro le esplosioni, in quanto è il parametro di riferimento per valutare se in un determinato ambiente di lavoro, con una propria temperatura ambientale, in cui si immagazzina, maneggia, trasporta o produce la sostanza liquida infiammabile, la sostanza possa originare atmosfera esplosiva. Infatti alla temperatura di infiammabilità la concentrazione dei vapori infiammabili in aria corrisponde approssimativamente al LEL. Temperatura di infiammabilità, limite inferiore di infiammabilità (esplosività) e tensione di vapore della sostanza, sono tra loro correlati.

1.3.3 Energia minima di innesco

Affinché l’atmosfera esplosiva sia innescata è necessario che si riesca a fornire alla miscela una quantità di energia. L’energia di accensione varia al variare della concentrazione del combustibile e tende ad un minimo in prossimità della concentrazione stechiometrica detta minima energia di innesco (si veda fig. 3). La minima energia di innesco è una specifica caratteristica di ogni sostanza. Pertanto in letteratura si trovano curve di accensione, come quelle rappresentate in fig. 4, per ogni sostanza infiammabile.

L'energia di accensione aumenta notevolmente in prossimità delle concentrazioni corrispondenti ai limiti di infiammabilità.

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Figura 4 – Curve di innesco di Idrogeno e Propano

In figura 4 è rappresentato un grafico con l’esempio delle caratteristiche di innesco di propano e idrogeno, in cui sono visibili il campo di esplodibilità (LEL-UEL) e la minima energia di innesco (M.I.E. – Minimum Ignition Energy) in relazione alla concentrazione in volume in aria della sostanza. Dal grafico si può vedere come la minima energia di innesco sia molto inferiore per l’idrogeno: ovvero serve meno energia per innescare l’atmosfera esplosiva di idrogeno rispetto all’atmosfera esplosiva di propano.

1.3.4 Temperatura di accensione (autoaccensione)

La temperatura di autoaccensione è la temperatura più bassa a cui una miscela combustibile-comburente deve essere portata perché si accenda spontaneamente. Al di sotto di questa temperatura, per provocare l'accensione della miscela, si deve usare una sorgente esterna (fiamma, scintilla, filamento caldo, arco elettrico ecc.) mentre al di sopra l’accensione avviene spontaneamente.

La temperatura di accensione di una sostanza non è correlata con la minima energia di innesco, pertanto è considerata una grandezza specifica della sostanza. Per tale motivo, per classificare i gas e i vapori sono utilizzati entrambi i parametri.

La temperatura di accensione inoltre è uno dei parametri delle sostanze infiammabili fondamentali per la scelta della costruzione elettrica.

Sebbene la determinazione della temperatura di accensione sia fortemente influenzata dalle condizioni in cui viene ricavata, in letteratura tecnica si trovano tabelle con riportate le temperature di accensione con elevato margine di sicurezza. È comunque buona norma, nel caso di valori differenti per una stessa sostanza, scegliere il più basso.

1.4 ATMOSFERA ESPLOSIVA POLVERE COMBUSTIBILE

Quando si parla di un fenomeno esplosivo viene naturale pensare all’innesco di atmosfere esplosive aria-gas/vapori infiammabili. Anche perché, tradizionalmente il pericolo di esplosione viene associato alla presenza di gas o liquidi infiammabili. Ancora oggi risulta meno intuitivo pensare che una esplosione possa essere generata da polveri combustibili, nonostante in moltissimi luoghi di lavoro si manipolano, stoccano e sono presenti polveri combustibili.

La prima esplosione dovuta a polveri di cui si abbia documentazione è avvenuta nel 1785 a Torino in un mulino dove veniva prodotta farina. Per molti anni è stata diffusa la convinzione che le esplosioni di polveri avvenivano per la presenza di gas, al pari delle esplosioni nelle miniere di carbone in cui l’esplosione era imputata solo al gas di grisou.

Faraday dimostrò per primo, nel 1845, che la polvere di carbone poteva innescarsi ed esplodere anche in assenza di gas. Tuttavia ci sono voluti numerosi incidenti esplosivi, anche con morti, per riuscire a capire il fenomeno dell’esplosione di polveri combustibili apparentemente non pericolose, come le polveri agro-alimentari.

L’idea che la polvere possa esplodere diventa ancora meno intuitiva se essa è derivata dalla lavorazione di materiali che allo stato solido compatto non sono infiammabili. Ad esempio nel caso di lavorazione dell’alluminio, tale per cui si

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possono ottenere polveri fini, in certe condizioni di granulometria, concentrazione in aria e sollevamento in nube, la polvere di alluminio genera esplosione.

In generale una polvere è un insieme di particelle solide presenti nell’atmosfera, che si depositano per propria massa, ma che possono rimanere sospese nell’aria per un certo periodo di tempo. Una polvere diviene combustibile quando è in grado di reagire con l’ossigeno nell’atmosfera (le particelle si ossidano), di ardere in strati (diventando incandescente) e di formare miscele esplosive con l’aria in condizioni atmosferiche. In generale questo accade per polveri con granulometria < 0,5 mm. Il pericolo di esplosione aumenta al diminuire delle dimensioni delle particelle di polvere.

Il pericolo correlato alla polvere combustibile, può essere dovuto a:

• formazione di una nube di polvere. La polvere in sospensione nell’aria forma una nube di combustibile (polvere) e comburente (aria) in cui la buona miscelazione e le piccole dimensioni delle particelle (granulometria inferiore a 0,5 mm) favoriscono l’ossidazione, che si sviluppa a velocità talmente elevate da assumere carattere esplosivo. La nube di polvere genera pericolo di esplosione. In genere la formazione di una nube di polvere avviene in conseguenza ad una operazione del ciclo produttivo (svuotamento di sacchi, caricamento del sistema di contenimento, macchina utensile in lavorazione). Tuttavia, una nube di polvere si può formare per il sollevamento di uno strato di polvere.

• formazione di uno strato di polvere: quando la polvere si deposita al suolo per effetto del proprio peso, si accumula e, se non viene rimossa, forma uno strato di spessore (da qualche mm a decine di mm) che dipende dalla frequenza con cui avvengono le operazioni di pulizia (rimozione dello strato). Lo strato di polvere combustibile genera i seguenti pericoli:

− si può sollevare in nube per azione del vento, di un mezzo di passaggio oppure, caso peggiore, per effetto di una esplosione primaria. In quest’ultimo caso l’onda di pressione di una esplosione, originata da una nube, solleva lo strato che forma una nuova nube che, essendo immersa in una combustione ad alta temperatura , si innesca immediatamente generando una esplosione di potenza superiore alla prima (effetto domino dell’esplosione da polveri). Quando lo strato si può sollevare in nube, diviene sorgente di emissione per la nube.

− uno strato di polvere che si deposita sulla superficie di componenti elettrici e non viene rimosso frequentemente, peggiora il loro raffreddamento, con conseguente aumento della temperatura superficiale della custodia e pericolo di innesco della polvere in strato per lenta combustione (pericolo di incendio).

In generale, affinché si verifichi una esplosione da polvere, si deve avere la contemporanea presenza dei seguenti fattori:

- la polvere è combustibile; - la polvere è dispersa in aria (nube); - la granulometria è tale da propagare la fiamma; - la concentrazione di polvere in aria è nel campo di esplodibilità; - la sorgente d’innesco possiede energia sufficiente.

Il triangolo del fuoco della fig. 2, ne risulta modificato: per le polveri si parla di “pentagono” di esplosione (si veda la fig. 5).

Di seguito si riportano alcune delle proprietà fisico/chimiche delle polveri combustibili che sono fondamentali sia per la valutazione del pericolo, sia per la scelta delle apparecchiature elettriche (classificazione delle polveri).

Figura 5 – Pentagono di esplosione delle polveri combustibili

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1.4.1 Combustibilità

La combustibilità di una polvere è l’attitudine a bruciare in strato. Viene determinata mediante prove di laboratorio in cui si innesca uno strato di polvere di dimensioni note, mediante un filamento a temperatura di 1000°C. Viene osservata la capacità, o meno, di innescare e propagare la combustione nello strato e ne viene data una valutazione qualitativa, in base alla quale sono definite delle classi di combustibilità.

La prova inoltre viene utilizzata per la determinazione della Temperatura di accensione in strato.

Classe di combustibilità valutazione

BZ 1 Non prende fuoco (non combustibile)

BZ 2 Prende fuoco brevemente e poi estingue rapidamente

BZ 3 Diventa incandescente (arde) localmente senza propagazione

BZ 4 Diventa incandescente (arde) con propagazione

BZ 5 Produce fuoco vivo che si propaga

BZ 6 Produce una combustione molto rapida

Tabella 3 – classi di combustibilità per le polveri

1.4.2 Esplodibilità

L’esplodibilità di una polvere è la sua capacità di esplodere in nube. Viene verificata mediante prove di laboratorio.

Una miscela aria-polvere in nube viene innescata all’interno di un contenitore chiuso e vengono misurate due grandezze che rappresentano la violenza dell’esplosione di una nube in uno spazio confinato: la sovrappressione massima di esplosione (pemax) e la velocità massima di aumento di pressione (dp/dt)max.

In genere sono esplodibili le polveri che, in questa prova, fanno registrare pressioni di esplosione superiori al valore di 666 Pa (0,0066 bar), oltre il quale si verificano danni permanenti a persone, animali e alle cose.

È possibile associare ad ogni polvere un “grado” di esplodibilità: in funzione della velocità massima di aumento della pressione (dp/dt)max, si determina una costante definita indice di esplosione Kst.

A seconda del valore di Kst della polvere, viene attribuita alla polvere stessa una Classe di esplosione St.

CLASSE DI ESPLOSIONE DELLA POLVERE IN ARIA Kst

[bar m s-1

] valutazione

St 0 0 Esplosione debole senza percezione visiva di propagazione della fiamma

St 1 >0 fino 200 Esplosione moderata

St 2 >200 fino 300 Esplosione forte

St 3 >300 Esplosione severa (grave)

Tabella 4 – Classi di esplosione della miscela aria-polvere in nube

Ai fini di una analisi del rischio di esplosione, appare evidente che se in un luogo di lavoro o in un processo/impianto sono presenti polveri di classe St 1, 2 e 3, si deve valutare la probabilità di formazione di atmosfere aria-polvere in nube. Polveri di classe St 0 possono essere considerate non esplosive dopo ulteriori indagini di laboratorio.

1.4.3 Limiti di Esplodibilità: inferiore (LEL) e superiore (UEL)

Anche per le polveri esiste un campo di concentrazioni in miscela con l’aria, all’interno del quale se innescate con sufficiente energia, avviene una reazione esplosiva. Le concentrazioni limite sono definite, come per i gas, Limite inferiore di esplodibilità (LEL) e Limite superiore di esplodibilità (UEL).

I limiti di esplodibilità delle polveri sono espressi in termini di massa di polvere per unità di volume di aria, generalmente in g/m

3.

Il limite inferiore di esplodibilità rappresenta la più piccola quantità di polvere sospesa in una unità di volume di aria, capace di accendersi e propagare la fiamma. Per quantità di polvere sospesa in aria inferiori al LEL, le particelle risultano più distanti tra loro e il calore liberato dalla reazione di ossidazione di una particella non è sufficiente ad innescare la reazione in quelle adiacenti.

Il LEL in aria della maggioranza delle polveri è compreso tra 20 g/m3 e 100 g/m

3. La Guida CEI 31-56 considera che, in

generale, quando la concentrazione di polvere nell’aria non supera i 10 g/m3 si ha la ragionevole certezza di non

raggiungere il LEL (Guida CEI 31-56, art. 4.2.2). Tale valore può essere preso come riferimento per il confronto con le concentrazioni di polvere eventualmente presenti in un impianto/luogo di lavoro, al fine di stabilire in prima battuta

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se effettuare una valutazione approfondita del pericolo di formazione di atmosfera esplosiva, oppure escludere tale rischio.

Si ricorda infine che, poiché i limiti di esplodibilità variano al variare di temperatura, pressione e concentrazione di ossigeno nell’atmosfera, essi vengono riferiti alle condizioni atmosferiche normali.

1.4.4 Temperatura di accensione della nube e dello strato

Ai fini del pericolo di esplosione sono importanti due diverse temperature di accensione espresse in °C:

• Temperatura minima di accensione della nube Tcl. In inglese viene indicata come ignition temperature IT.

• Temperatura minima di accensione dello strato di polvere (o di lenta combustione) Tl; è la temperatura minima di una superficie calda alla quale si verifica l’innesco di uno strato di polvere di spessore “l” specificato, depositato su di essa. In genere nella letteratura tecnica sono presi a riferimento strati di spessore 5 mm, perciò nelle tabelle che riportano le proprietà delle polveri più comunemente presenti nelle realtà industriali, viene spesso indicata la temperatura minima di accensione dello strato come T5 mm. In inglese la Tl viene indicata come glowing temperature GT.

Entrambe le temperature di accensione delle polveri sono fondamentali per definire la temperatura massima che la superficie di un’apparecchiatura elettrica può raggiungere senza innescare l’incendio o l’esplosione. Le minime temperature di accensione della nube e dello strato sono alla base dei criteri di scelta delle apparecchiature elettriche in presenza di polvere combustibile.

1.4.5 Energia minima di accensione

Ogni polvere combustibile, così come i gas e i vapori infiammabili, richiedono un’energia minima per avviare e sostenere il processo di combustione di una miscela aria-polvere in concentrazioni comprese all’interno del campo di esplodibilità. L’energia minima di accensione (M.I.E. – Minimum Ignition Energy), espressa in mJ, dipende da alcune delle proprietà della polvere:

• natura chimica;

• granulometria; l’energia minima dell’innesco è tanto minore quanto più è alta la percentuale di particelle di dimensioni inferiori a 5 µm nella distribuzione granulometrica della polvere.

L’energia minima di accensione delle polveri è generalmente dell’ordine di qualche decina di mJ.

1.4.6 Resistività elettrica

Le polveri si formano per la separazione di particelle da materiali solidi compatti, oppure per effetto di operazioni di processo quali ad esempio la macinazione. Il materiale solido da cui sono prodotte può possedere o meno delle caratteristiche di conducibilità elettrica.

La conducibilità elettrica della sostanza solida che costituisce la polvere influisce sulle caratteristiche dielettriche dell’aria e/o delle superfici sulle quali la polvere si deposita. La presenza di particelle di polvere conducibile sulla superficie o all’interno di custodie elettriche, può generare fenomeni di tracking, scariche superficiali, formazione di arco elettrico tra parti in tensione, quando la presenza di particelle conduttrici diminuisce il percorso elettrico normalmente necessario a garantire le proprietà dielettriche dell’aria (riduzione delle distanze di isolamento in aria).

Una polvere è considerata conduttrice quando presenta una resistività inferiore o uguale a 103 Ωm, determinata in

laboratorio.

1.5 L’innesco elettrico dell’atmosfera esplosiva

Tra le diverse sorgenti di accensione da prendere in considerazione, le apparecchiature elettriche nel loro normale

funzionamento sono in grado di sviluppare energie di gran lunga superiori alla minima energia di innesco. Si deve inoltre considerare che la maggior parte delle apparecchiature elettriche sono racchiuse entro custodie, sia per offrire una protezione all’apparecchiatura stessa contro agenti esterni ambientali (sollecitazioni meccaniche, penetrazione solidi e liquidi, ecc.), sia per la protezione delle persone contro i contatti diretti con parti in tensione. La custodia

diventa l’interfaccia tra l’apparecchiatura in tensione e l’atmosfera esplosiva: alcune caratteristiche quali la temperatura che raggiunge la custodia nel funzionamento dell’apparecchiatura, oppure il tipo di materiale con cui è realizzata, assumono importanza fondamentale per la scelta dell’apparecchiatura elettrica.

1.5.1 Arco elettrico

Quando un’apparecchiatura elettrica è progettata per comandare, controllare, sezionare, proteggere i circuiti dell’impianto elettrico, sia nel funzionamento normale, sia in caso di guasto, si può avere la formazione di arco elettrico. In tal caso l’apparecchiatura elettrica è riconosciuta come “scintillante”.

l’arco elettrico può essere innescato da:

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• Sovratensioni (atmosferiche e di manovra);

• Filo che fonde (si ionizza l’aria e si crea un percorso conduttore);

• Inquinamento superficiale e cedimento dell’isolante (tracking);

• Arco funzionale (fusibili, interruttori);

• Cortocircuito con formazione di arco. L’energia necessaria ad innescare una miscela esplosiva è nell’ordine di µJ nel caso di gas e di mJ nel caso di polveri combustibili. I fenomeni descritti provocano energie di dimensioni decisamente superiori.

immaginiamo di avere un contatto chiuso in cui scorre una corrente di 10 mA, alimentato a 12 V. Ipotizzando di avere un tempo di apertura dei contatti di 0,2 ms, si può sviluppare una scintilla con una energia pari a 0,01 x 12 x 0,0002 = 24 microjuole, energia sufficiente, ad esempio per innescare una miscela formata con gas del gruppo IIC (es. idrogeno)

1.5.2 Temperatura superficiale dell’apparecchiatura

Una delle conseguenze del passaggio di una corrente elettrica in un circuito è un aumento della temperatura. Questo accade perché la variazione di temperatura è proporzionale al quadrato della corrente (effetto Joule). L’effetto Joule in un’apparecchiatura elettrica si manifesta a causa di:

• Passaggio della corrente nominale (funzionamento normale);

• Sovracorrenti (Cortocircuito, Sovraccarico);

• Correnti di guasto verso terra (Guasto a Terra);

• Resistenza localizzata (Cattivo Contatto);

• Guasto nelle apparecchiature. Anche se l’apparecchiatura è protetta da una custodia, parte del calore viene trasferito alla custodia stessa che assume una temperatura che, nel funzionamento normale, si stabilizza quando si raggiunge il regime termico.

Un aumento incontrollato della temperatura diviene causa di innesco dell’atmosfera esplosiva quando il valore di temperatura supera la temperatura di accensione della miscela esplosiva.

1.5.3 Scarica elettrostatica

Nella costruzione delle apparecchiature elettriche per isolare le parti in tensione dei componenti elettrici vengono utilizzate resine plastiche, mentre per gli involucri che contengono i componenti sono impiegate sia le resine plastiche, sia le leghe metalliche. Il materiale con cui sono realizzate le apparecchiature elettriche diviene di fondamentale importanza per il rischio di accumulo di carica e la relativa scarica elettrostatica che può innescare l’esplosione.

Nel momento in cui il materiale, sulla cui superficie si sia accumulata carica elettrostatica, viene a contatto con parti a diverso potenziale (persone, componenti dell’impianto, parti in movimento del processo, ecc.), si sviluppa la scarica elettrostatica che si manifesta con una scintilla. Il fenomeno libera una quantità di energia che può innescare l’atmosfera esplosiva. Si osserva a proposito che l’elettricità statica accumulata da una persona può raggiungere i

135 mJ, valore superiore alla maggior parte delle energie minime di innesco di atmosfere esplosive aria-gas/vapore

e aria-polvere.

Nelle normali operazioni svolte in un impianto industriale, vi sono molte situazioni in cui si può accumulare carica elettrostatica, ad esempio:

- nelle operazioni di pulizia dell’interno di serbatoi vuoti in cui sono normalmente contenenti liquidi infiammabili, mediante l’uso di acqua o vapore ad alta pressione, si può verificare accumulo di carica pericolosa per l’innesco dei vapori ancora presenti all’interno dei serbatoi. Per questo motivo i serbatoi vengono in genere riempiti di gas inerte durante le operazioni di pulizia;

- nel processo di sabbiatura dei metalli si accumula una notevole quantità di carica a causa della velocità di movimento della sabbia;

- il carico o lo scarico di un serbatoio contenente liquido infiammabile, così come le operazioni di carico e scarico di silos contenenti polveri combustibili. In tali casi in genere si utilizzano serbatoi e silos metallici in modo tale da poter equipotenzializzare il sistema serbatoi/silos con il sistema si carico/scarico, collegando entrambi i sistemi a terra;

- il movimento di liquidi o polveri, all’interno di sistemi di trasporto, con velocità superiori a 1 m/s generano accumulo di carica elettrostatica (es. trasporto pneumatico di polveri);

- ecc.

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Figura 6 – Esempi di separazioni di carica che possono dare luogo a scarica elettrostatica (Dall'opuscolo dell'AIIS "Dust Explosions",

The International Section for the Prevention of Occupational Risks in the Chemical Industry, the International Social Security Association (ISSA))

1.6 Classificazione GAS e POLVERI

La correlazione tra le caratteristiche dell’atmosfera esplosiva, sia essa formata da gas sia formata da polveri, e le caratteristiche che la costruzione elettrica deve avere per non innescarlo, è rappresentata dalla suddivisione dei gas e delle polveri in gruppi.

La suddivisione in gruppi della serie di norme IEC/EN 60079, è rappresentata nella scheda n.1 seguente.

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Scheda 1 – Classificazione dei GAS e delle POLVERI (IEC/EN 60079)

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2 PROTEZIONE CONTRO L’INNESCO ELETTRICO

2.1 Valutazione della probabilità di presenza dell’atmosfera esplosiva

Ogni punto dell’impianto da cui può essere emessa la sostanza infiammabile e miscelarsi con aria in condizioni ambientali standard, è definito come sorgente di emissione e si indica con “SE”. Una particolare SE di atmosfera esplosiva per la presenza di polvere sono i depositi di polvere in strato (o semplicemente strato), se questi possono essere disturbati e sollevarsi in nube.

Nella valutazione della probabilità di formazione dell’atmosfera esplosiva, si devono prendere in considerazione le emissioni in atmosfera delle sostanze sia nel funzionamento normale dell’impianto che in condizioni di guasto ragionevolmente prevedibili.

Il primo passo per eseguire una corretta valutazione della probabilità di atmosfera esplosiva, è quello di identificare il pericolo di emissione di sostanze infiammabili in aria alle condizioni ambientali normali.

I metodi utilizzati per la valutazione della presenza di atmosfera esplosiva, sono basati sulla interazione dei fattori che influiscono sull’infiammabilità delle miscele aria-combustibile. In pratica, attraverso modelli matematici, si mettono in relazione le proprietà esplosive delle sostanze con le caratteristiche:

- degli ambienti in cui sono emesse in termini di temperatura, pressione, ventilazione (efficacia e disponibilità), velocità dell’aria, ecc.;

- delle condizioni operative che coinvolgono la sostanza infiammabile in termini di temperatura della sostanza all’emissione, pressione di emissione, modalità di emissione, tempo di emissione, ecc.;

Uno dei metodi basati sui tali modelli matematici è storicamente normalizzato dal sistema IEC ed è adottato anche nei paesi europei, tra cui l’Italia. Il metodo è definito come IEC zone system ed è basato sulla determinazione della

probabilità di formazione e di persistenza negli ambienti (durata). Il risultato del metodo IEC zone system è la

suddivisione del luogo in zone pericolose con pericolosità crescente in funzione probabilità di presenza e persistenza

di atmosfera esplosiva.

In tutti gli ambienti di lavoro in cui si utilizzano sostanze infiammabili, è necessaria una valutazione della probabilità di presenza di atmosfera esplosiva. L’approccio del sistema IEC a tale valutazione richiede la suddivisione in aree, dei luoghi in cui sono presenti sostanze infiammabili: classificazione delle aree pericolose.

La classificazione delle aree pericolose secondo lo schema IEC, è un metodo per analizzare e classificare l’ambiente dove si possono formare atmosfere esplosive identificando tutte le sostanze infiammabili presenti nell’impianto, le loro caratteristiche chimico-fisiche, analizzando tutte le possibili condizioni operative (modalità di lavorazione, coinvolgimento, manipolazione e deposito) ed analizzando le condizioni derivanti da guasti e anomalie ragionevolmente prevedibili. Pertanto in un impianto industriale è necessario valutare tutte le situazioni, sia quelle tecniche che quelle dovute alle operazioni eseguite dall’uomo, in cui gas, vapore, nebbia o polvere combustibile possano venire emesse in ambiente. Un tale approccio implica l’analisi approfondita dei processi, delle normali operazioni, delle operazioni di manutenzione e dei guasti che possono essere prevedibili.

Le norme che stabiliscono le regole per gli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione, dal 2007

corrispondono ad un’unica numerazione: la serie IEC 60079; sia per le atmosfere esplosive che si formano per la presenza di gas, vapori o nebbie sia per le atmosfere esplosive che si formano per la presenza di polveri combustibili.

In particolare la parte 10 di questa serie di norme è dedicata al procedimento per eseguire la classificazione.

Tali norme sono state armonizzate dal CENELEC come norme europee, pertanto per eseguire una classificazione si fa riferimento a:

- la norma EN 60079-10-1 per classificare le aree in presenza di gas, vapori o nebbie infiammabili; - la norma EN 60079-10-2 per classificare le aree in presenza di polveri combustibili

(sostituisce la precedente EN 61241-10).

Le due norme sono state pubblicate in Italia dal CEI con la classificazione, rispettivamente:

- CEI EN 60079-10-1 (CEI 31-87); - CEI EN 60079-10-2 (CEI 31-88).

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VALUTAZIONE DI PROBABILITA’ DI PRESENZA ATMOSFERA ESPLOSIVE: CLASSIFICAZIONE

Scheda 2 – Correlazione tra sorgenti di emissione e zone pericolose secondo IEC “Zone System” (IEC/EN 60079-0 parti 1 e 2)

SORGENTI DI EMISSIONE E CLASSIFICAZIONE DELLE AREE PERICOLOSE (IEC/EN 60079-10 PARTI 1 E 2)

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Norma IEC/EN Anno IEC/EN oggetto Class. CEI Norma IEC/EN sostituita

60079-10-1 2008/09 Classificazione Gas 31-87 60079-10 (CEI 31-30)

60079-10-2 2008/09 Classificazione Polveri 31-88 61241-10 (CEI 31-66)

Tabella 5 – Norme di riferimento per la classificazione delle aree

Il Comitato Elettrotecnico Italiano (CEI), ha pubblicato alcune guide per l’applicazione norme di classificazione di cui sopra, che costituiscono un valido strumento di classificazione.

Guida CEI anno Oggetto Norma IEC/EN di

riferimento Note

31-35 2012 Classificazione Gas 60079-10-1

(CEI 31-87)

Sostituisce:

31-35 del 2007

31-35 variante V1 del 2009

31-35/A

31-35/A variante V1 2007

Classificazione Gas

esempi di applicazione

60079-10

(CEI 31-30)

Non più in vigore.

In preparazione i nuovi esempi in accordo a CEI 31-35 del 2012

31-56 2007 Classificazione Polvere 61241-10

(CEI 31-66)

Ancora in vigore, fino alla pubblicazione della nuova guida in accordo alla norma 60079-10-2, prevista per agosto/settembre 2012 (al momento della stesure di questo testo, il documento si trova in inchiesta pubblica [Progetto C.

1104:2012-07 – Scad. 28-08-2012]).

Tabella 6 - Guide CEI all'applicazione delle norme di classificazione

2.2 Livello di sicurezza di un’apparecchiatura elettrica destinata all’installazione in

atmosfera esplosiva

Per evitare la presenza contemporanea dell’innesco elettrico e dell’atmosfera esplosiva all’interno di una zona, si devono attuare misure tecniche che abbiano dei mezzi di protezione contro tale evento tali da garantire, nel loro complesso, un grado di sicurezza equivalente almeno 3: valore convenzionale che garantisce un rischio residuo di innesco accettabile.

Il livello di sicurezza di un’apparecchiatura, non è altro che la sua capacità a impedire l’innesco indeterminate condizioni di funzionamento.

Un’apparecchiatura in presenza di atmosfera esplosiva non deve:

• provocare scintille o arco elettrico;

• sviluppare temperature superficiali pericolose;

• essere realizzato con materiali che favoriscano l’accumulo di carica elettrostatica; questa capacità è valutata nelle condizioni che il costruttore prevede e dichiara, ovvero:

• nel funzionamento normale;

• in presenza di un primo guasto (prevedibile);

• in presenza di un secondo guasto (raro), con origine indipendente dalle cause che hanno originato il primo guasto.

L’apparecchiatura deve mantenere nel tempo le proprietà che le conferiscono un livello di protezione, ovvero essere in grado di resistere alle sollecitazioni ambientali previste che possono inficiare le soluzioni tecniche con cui è realizzata la protezione (ad esempio una custodia con un determinato grado di protezione IP contro l’ingresso di polvere, deve resistere agli urti in modo tale da non subire danni nel servizio, tali da inficiare il grado IP).

Per conseguire il grado di sicurezza equivalente dell’impianto, una costruzione elettrica destinata all’installazione in zona pericolosa deve avere un grado di sicurezza differente a seconda della pericolosità della zona.

La scheda n. 4 illustra le correlazioni tra capacità di non innescare, condizioni di funzionamento e livelli di protezione.

18

Scheda 3 – Classificazione delle aree con pericolo di esplosione secondo lo schema IEC ZONE SYSTEM

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Scheda 4 – Livello di protezione delle apparecchiature elettriche in funzione delle condizioni operative previste (EPL – Equipment

Protection Level)

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Zona Pericolosa

Numero di barriere contro la formazione

di atmosfera esplosiva

Apparecchiatura

Numero di barriere richieste contro

l’innesco

Livello di protezione

dell’apparecchiatura EPL

BARRIERE

EQUIVALENTI

Numero di barriere contro l’esplosione

Zona 0 (o 20)

0 BARRIERE 3 BARRIERE Molto Elevato Ga (o Da) 3 BARRIERE

Zona 1 (o 21)

1 BARRIERA 2 BARRIERE Elevato Gb (o Db) 3 BARRIERE

Zona 2 (o 22)

2 BARRIERE 1 BARRIERA Normale Gc (o Dc) 3 BARRIERE

Tabella 7 – Relazione tra Zone Pericolose (probabilità presenza atmosfera esplosiva) e Livello di protezione delle apparecchiature

per ottenere un “grado di sicurezza equivalente” pari a 3 (3 barriere).

2.3 Le costruzioni elettriche “Ex” (IEC/EN 60079)

Le costruzioni elettriche “Ex” sono apparecchiature progettate e costruite in accordo alla serie di norme IEC/EN 60079.

La serie 60079 raccoglie tutti le norme tecniche nelle quali sono applicati i concetti di protezione contro le esplosioni precedentemente esposti. In particolare, le costruzioni “Ex” sono:

- classificate in relazione all’atmosfera esplosiva per le quali sono destinate, suddividendole in modo identico alla suddivisione di gas e polveri: Gruppo I, Gruppo II e Gruppo III;

- contrassegnate con le stesse classi di temperatura da T1 a T6 con cui sono classificati i gas, se sono costruzioni per gas, oppure con la temperatura massima superficiale, se sono costruzioni per polvere;

- progettate e costruite con livelli di protezione EPL “a”, “b”, “c”, che ne stabiliscono la destinazione d’uso in relazione al tipo di atmosfera esplosiva e alle condizioni di esercizio previste dal costruttore.

Il livello di sicurezza di una costruzione elettrica “Ex”, è raggiunto costruendola in modo tale da realizzare un “modo di

protezione” contro il contatto tra un arco, scintilla o temperatura superficiale elevata e l’atmosfera esplosiva.

A seconda di come viene impedito l’innesco dell’atmosfera esplosiva e a seconda che l’impedimento sia garantito in

condizioni di funzionamento normale, in condizioni di guasto prevedibili e in condizioni di guasto raro, si hanno

modi di protezione diversi.

I modi di protezione sono metodi per la costruzione delle apparecchiature, che comprendono la scelta dei materiali, la progettazione delle custodie, il dimensionamento dei componenti interni, la definizione delle grandezze elettriche nominali, ecc., con l’obiettivo di minimizzare il rischio di innesco in relazione a:

- tipo di atmosfera esplosiva;

- tipo di apparecchiatura (se ha parti in movimento, se è un’apparecchiatura elettronica, di comando, ecc.);

- proprietà termiche;

- selezione dei materiali (soprattutto quando non metallici) da cui dipende la protezione;

- qual è la parte dell’apparecchiatura da cui dipende la protezione (custodia, componenti interni, ecc.) e il metodo usato per la protezione (limitazione di energia, impedire il contatto tra innesco e atmosfera, ecc.);

- il livello di sicurezza che si vuole raggiungere;

- ecc. Per realizzare quanto sopra, le apparecchiature elettriche vengono costruite realizzando dei modi di protezione, che sono standardizzati dalle norme. I modi di protezione si possono suddividere in tre macro gruppi a seconda dei criteri di base secondo i quali viene realizzato l’impedimento dell’innesco:

• modi di protezione a Contenimento;

• modi di protezione a Prevenzione;

• modi di protezione a Segregazione.

I tre principali modi di protezione sono stati sviluppati con diverse metodologie e soluzioni tecniche, alcune delle quali, soprattutto per il contenimento e la prevenzione, basati sulle proprietà delle sostanze infiammabili e quindi con riferimento alla classificazione di gas, vapori e polveri illustrata.

21

In funzione di dette metodologie, i modi di protezione sono indicati con delle lettere minuscole (ad esempio per gas, “d”, “e”, “m”, “i”, “p”, “n”, ecc.). Il prefisso Ex davanti alla lettera del modo di protezione (Ex “d”, Ex “e”, ecc.) indica la conformità alle relative norme IEC/EN 60079.

Le lettere minuscole “a”, “b”, “c”, successive alla lettera minuscola del modo di protezione, indicano il livello di

protezione (EPL). Ad esempio Ex “ia” indica il modo di protezione a sicurezza intrinseca con EPL “a”.

Storicamente le tre modalità fondamentali per realizzare i modi di protezione sono nati per le atmosfere esplosive per la presenza di gas.

2.3.1 Modi di protezione a contenimento

Il contenimento dell’esplosione è la sola metodologia che permette all’esplosione di avvenire, questa tuttavia deve rimanere confinata in un luogo ben definito e non deve propagarsi all’atmosfera circostante.

Si realizza segregando le parti potenzialmente innescanti (scintillanti) entro custodie, in modo da circoscrivere l’esplosione entro la custodia stessa. Inoltre quando avviene l’esplosione, i suoi prodotti (fiamme e gas caldi) non devono propagarsi all’atmosfera circostante.

Esempio - modo di protezione “d” (custodie a prova di esplosione Ex “d”).

2.3.2 Modi di protezione a prevenzione

Si realizzano prendendo provvedimenti per aumentare l’affidabilità dei componenti elettrici in modo tale da limitare il generarsi di punti caldi pericolosi, archi e scintille. Questa tecnica viene realizzata sia eliminando la possibilità di guasti, sia limitando l’energia a valori di entità insufficiente a provocare l’accensione. In quest’ultimo caso è fondamentale il confronto con l’energia minima di innesco della sostanza infiammabile che genera la zona pericolosa.

Esempi - modo di protezione “e” (sicurezza aumentata Ex “e”); modo di protezione “i” (sicurezza intrinseca Ex “i”).

2.3.3 Modi di protezione a segregazione

Si adottano soluzioni tecniche per evitare il contatto tra i punti caldi e l’atmosfera potenzialmente esplosiva mediante interposizione di corpi solidi, liquidi o gassosi, in modo da non permettere mai il contatto con la fonte di innesco.

Per le atmosfere esplosive per la presenza di polveri, la segregazione è ottenuta mediante custodie protette contro l’ingresso della polvere (“dust protected” IP5X oppure “dust tight” IP6X).

Esempi – modo di protezione ad incapsulamento “m” (incapsulamento in resina Ex “m”); modo di protezione per immersione in olio “o” (Ex “o”); modo di protezione a sovrapressione "p" (Ex “p”); modo di protezione mediante custodie “t”.

2.4 Costruzioni Ex: modi di protezione per atmosfere esplosive

La struttura delle norme IEC/EN 60079 è tale per cui la serie è suddivisa in parti. La parte 0 fissa i requisiti generali per tutte le apparecchiature, mentre le parti da 1 in poi riportano i requisiti per ogni specifico modo di protezione.

In relazione alle caratteristiche di ogni specifico modo di protezione, la norma specifica di riferimento indica quali sono i requisiti di costruzione delle apparecchiature (progetto), le prove di tipo e le prove di routine a cui devono essere sottoposte le apparecchiature, per la verifica delle proprietà che contraddistingue lo specifico modo di protezione.

La conformità dell’apparecchiatura ai requisiti di costruzione e ai criteri di accettazione delle prove di laboratorio, di una specifica norma, implica che l’apparecchiatura sia realizzata con uno specifico modo di protezione e pertanto non sia in grado di innescare un’atmosfera esplosiva nel proprio funzionamento normale, in condizioni di primo guasto e/o in condizioni di guasto raro, a seconda del livello di protezione (EPL) del modo di protezione.

A seconda della protezione offerta in relazione al tipo di atmosfera pericolosa (GAS o POLVERE) e del livello di protezione, un certo modo di protezione è installabile in una determinata zona pericolosa.

La scheda 5 che segue, illustra la correlazione tra le zone pericolose, i rispettivi livelli di protezione che devono avere le apparecchiature e i modi di protezione che assicurano quel livello di protezione.

La figura 7 illustra le norme di riferimento della serie IEC/EN 60079.

22

Scheda 5 – Modi di protezione, rispettivo EPL e zone pericolose in cui possono essere installati

23

IEC/EN 60079

Atmosfere esplosive

APPARECCHIATURE

ELETTRICHE

IEC/EN 60079-0 Regole Generali (gas+polvere)

IEC/EN 60079-1

IEC/EN 60079-2

IEC/EN 60079-5

IEC/EN 60079-6

Modo protezione Ex q

Modo protezione Ex o

Modo protezione Ex e

Modo protezione Ex i (gas+polvere)

Modo protezione Ex n

Modo protezione Ex m(gas+polvere) IEC/EN 60079-18

Modo protezione Ex p (gas+polvere)

Modo protezione Ex d

IEC/EN 60079-7

IEC/EN 60079-11

IEC/EN 60079-15

IMPIANTI IEC/EN 60079-10-2

IEC/EN 60079-14

IEC/EN 60079-17 Verifiche e Manutenzione

(gas + polvere)

Impianti Elettrici (gas + polvere)

Classificazione Zone polvere

IEC/EN 60079-10-1 Classificazione Zone gas

Modo protezione Ex t (polvere) IEC/EN 60079-31

IEC/EN 60079-19 Riparazione delle apparecchiature (gas + polvere)

Figura 7 – norme di riferimento per i modi di protezione (IEC/EN 60079)

24

2.4.1 Norma IEC/EN 60079-0: Regole Generali

La norma EN 60079-0 fissa le regole e le prescrizioni generali a cui tutti gli apparecchi elettici, destinati all’installazione in atmosfere esplosive, devono essere conformi. È in questa norma che le apparecchiature sono suddivise in gruppi in relazione al tipo di atmosfera esplosiva, ovvero in apparecchiature del Gruppo I, Gruppo II e Gruppo III, in accordo alla classificazione di gas e polveri.

Per quanto riguarda le apparecchiature destinate ad atmosfere gas, le apparecchiature vengono classificate in relazione alla temperatura massima superficiale che l’apparecchiatura può sviluppare nel funzionamento previsto dal costruttore (normale, in condizioni di primo guasto e/o in condizioni di secondo guasto), mediante le classi di temperatura con cui sono classificati gli stessi gas.

La norma richiede la valutazione dell’apparecchiatura ai fini delle cause di innesco che questa potrebbe introdurre nel suo funzionamento in atmosfera esplosiva: temperature superficiali, arco elettrico, scariche elelttrostatiche, ecc.

A tal fine sono prescritte delle “prove di tipo”, a cui un prototipo deve essere sottoposto per verificare la conformità alla norma stessa. Per apparecchiature con modo di protezione che garantiscono la protezione dall’innesco anche in condizioni di guasto, le prove di tipo sono eseguite da un laboratorio terzo che ne attesti la conformità rilasciando un attestato di esame del tipo. La norma considera l’esame del tipo conforme come l’idoneità della protezione limitata al tipo (campione) provato, per questo motivo la norma prescrive delle prove di routine che il costruttore deve eseguire per verificare la conformità della produzione al prototipo certificato.

Riguardo alle temperature che l’apparecchiatura sviluppa nel suo funzionamento previsto, è richiesta la determinazione di tre temperature diverse sulle quali si basa la valutazione dell’apparecchiatura:

- Condizioni ambientali: range di temperatura ambientale minima e massima dichiarate idonee dal costruttore per garantire il funzionamento dell’apparecchiatura senza modifiche alle caratteristiche che garantiscono il livello di protezione dichiarato.

- Temperatura di servizio: temperatura massima raggiunta dalle parti superficiali dell’apparecchiatura quando è alimentata alla corrente nominale. Tale temperatura serve per definire le temperature di prova per le prove ambientali a cui sottoporre l’apparecchiatura.

- Temperatura massima superficiale: temperatura massima raggiunta dalle parti superficiali dell’apparecchiatura quando è alimentata con parametri elettrici maggiorati diversi da quelli nominali (definite dalla norma stessa o da condizioni di guasto). La temperatura massima superficiale è il parametro necessario a definire la classe di temperatura a cui un’apparecchiatura appartiene e che dovrà essere indicata sul suo contrassegno.

Una parte degli articoli della norma è dedicata alle prescrizioni da applicare a tutti i tipi di apparecchiature, che garantiscono la prevenzione contro l’innesco e contro eventi o caratteristiche tecniche che influiscono sulla protezione offerta dal modo di protezione, quali ad esempio:

- la resistenza meccanica della costruzione; - le temperature pericolose dei componenti interni all’apparecchiatura; - le correnti parassite; - la tenuta delle guarnizioni da cui dipende il modo di protezione; - i guasti di funzionamento; - l’accumulo di carica elettrostatica; - il mantenimento delle caratteristiche delle parti non metalliche (plastica ed elastomeri) nel tempo in

relazione alla resistenza al calore, alle caratteristiche meccaniche, al grado di protezione IP e al modo di protezione. Le custodie non metalliche o con parti non metalliche (ad esempio le guarnizioni) è necessario siano sottoposte ad un invecchiamento prima di eseguire le prove di resistenza meccanica, grado di protezione IP e le prove relative al modo di protezione. La norma specifica un ordine preciso per l’esecuzione delle prove, che tiene conto del fatto che l’esito di alcune prove dipenda dalla prova precedente. Ad esempio se una custodia di plastica è sottoposta a invecchiamento e poi alle prove di resistenza all’urto, la prova di verifica del grado IP è necessario eseguirla dopo queste, per capire se il materiale ha resistito e il grado di protezione IP è garantito nel tempo;

- i materiali con cui sono realizzate le custodie metalliche; - le entrate di cavo nelle custodie; - le connessioni a terra e il collegamento equipotenziale delle masse; - ecc.

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Altri articoli sono dedicati alle prescrizioni specifiche in funzione della tipologia di apparecchiatura come ad esempio: cassette di connessione, macchine elettriche rotanti, apparecchiature di interruzione (interruttori e sezionatori), apparecchi di illuminazione, ecc.

La norma EN 60079-0 si applica contestualmente alla norma dello specifico modo di protezione. È la stessa norma dello specifico modo di protezione a richiamarne le prescrizioni. Se una prescrizione di una norma di uno specifico modo di protezione fissa prescrizioni differenti da quelle della norma generale, le prescrizioni del modo di protezione sono quelle che hanno validità per la conformità dell’apparecchiatura a quel modo di protezione specifico.

CLASSIFICAZIONE DELLE APPARECCHIATURE SECONDO IEC/EN 60079-0

GAS

RAGGRUPPAMENTO IN BASE ALL’ATMOSFERA IN CUI SONO DESTINATE

RAGGRUPPAMENTO IN BASE ALLA TEMPERATURA MASSIMA SUPERFICIALE

LIVELLO DI PROTEZIONE DELL’APPARECCHIATURA

GRUPPI APPARECCHIATURE

I Intese per l’uso in miniere con possibile presenza di

grisou.

II

Intese per l’uso in superficie con possibile presenza di Gas.

Il Gruppo si suddivide in:

IIA Propano, Metano, Benzene,

ecc.

IIB Etilene

IIC Idrogeno, Acetilene

GRUPPO II

Classe di

temperatura

apparecchiatura

Temperatura

di innesco

del gas

Temperatura

superficiale

massima

ammessa

T1 > 450 °C 440 °C

T2 > 300 °C 290 °C

T3 > 200 °C 195 °C

T4 > 135 °C 130 °C

T5 > 100 °C 95 °C

T6 > 85 °C 80 °C

Equipment

Protection

Level

(Epl)

Apparecchiatura

Non innesca in

condizioni di

funzionamento

Zona

Ga

Normale

1° guasto

Guasto raro

0

Gb Normale

1° guasto 1

Gc Normale 2

GRUPPO I

Per le apparecchiature elettriche del Gruppo I, la temperatura massima superficiale deve essere specificata e non deve superare:

• 150 °C su ciascuna superficie, dove la polvere di carbone può formare uno strato,

• 450 °C , dove non ci si aspetta che la polvere di carbone formi uno strato, a condizione che la temperatura massima superficiale effettiva sia contrassegnata sulla costruzione.

POLVERE


TEMPERATURA MASSIMA SUPERFICIALE LIVELLO DI PROTEZIONE DELL’APPARECCHIATURA


III Intese per l’uso in luoghi con atmosfere esplosive per la

presenza di polvere combustibile diversi dalle

miniere con possibile presenza di grisou


IIIA Particelle combustibili (fibre)

IIIB Polvere non conduttrice

IIIC Polvere conduttrice

TEMPERATURA MASSIMA SUPERFICIALE

Massima temperatura

superficiale determinata

senza uno strato di polvere

Esempio

T 95 °C

Massima temperatura


per un dato spessore dello

strato di polvere, TL in mm,

che circonda tutti i lati

della costruzione

Esempio

T500 150 °C

Le apparecchiature intese per atmosfera esplosiva polvere non sono classificate in relazione alla

temperatura.

Equipment

Protection

Level

(Epl)

Apparecchiatura

Non innesca in

condizioni di

funzionamento

Zona

Da

Normale

1° guasto

Guasto raro

20

Db Normale

1° guasto 21

Dc Normale 22

Tabella 8 – classificazione delle apparecchiature secondo la Norma IEC/EN 60079-0

Di seguito sono illustrate alcune schede riassuntive dei requisiti a cui le costruzioni “Ex” devono essere conformi, e che hanno implicazioni nella installazione, gestione, manutenzione e scelta delle apparecchiature. In particolare, sono riportati estratti della norma in relazione ai materiali plastici (non metallici) delle custodie, in merito a: rischio di accumulo di carica (possibile fonte di innesco); resistenza meccanica, termica e alla luce delle custodie non metalliche.

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Scheda 6 – Norma IEC/EN 60079-0 (Requisiti Generali): requisiti per l’impedimento all’accumulo di carica sulla superficie di

custodie in materiale non metallico.

27

Scheda 7 - Norma IEC/EN 60079-0 (Requisiti Generali): requisiti per la resistenza alla luce delle custodie in materiale non

metallico

28

Scheda 8 - Norma IEC/EN 60079-0 (Requisiti Generali): prove sulle custodie metalliche e non metalliche, al fine di verificarne il

mantenimento delle caratteristiche di resistenza: termica, meccanica, alla penetrazione di acqua e solidi. Tali caratteristiche

influiscono sulla manutenzione ed installazione delle apparecchiature.

29

Scheda 9 – Norma IEC/EN 60079-0 (Requisiti Generali): Contrassegno da applicare in modo visibile sull’apparecchiatura e che ne

attesta la conformità alla norma.

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2.4.2 Modi di protezione: caratteristiche principali

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GAS MODO DI PROTEZIONE “n” Ex n

È l’unico modo di protezione sviluppato per non innescare l’atmosfera esplosiva solo nel funzionamento normale. Le apparecchiature elettriche Ex “n” garantiscono un livello di protezione Gc e sono adatte quindi soltanto per Zona 2;

nA Apparecchiature elettriche e

componenti non scintillanti

nC Apparecchiature elettriche e

componenti scintillanti

nR Apparecchiature elettriche protette

da

custodie a respirazione limitata

Ex n

protezione fornita dalla custodia protezione fornita dai

componenti interni alla custodia

• per componenti scintillanti e non; • limitate nella dissipazione di potenza

(ΔT limitato), in modo tale che la depressione che si viene a creare quando de-energizzata, sia tale da ritardare l’ingresso di atmosfera esplosiva per un tempo limite indicato dalla norma (compatibile con la definizione di zona 2)

• richiede un punto di prova per verifiche in campo

• generalmente realizzato con guarnizioni, richiede accurata manutenzione e verifiche

• per componenti scintillanti; • custodie sigillate per le quali è

verificato non si verifichino perdite • l’ingresso dell’atmosfera gas è

impedito • è fondamentale la scelta dei materiali

(custodia e sigillante), che devono garantire resistenza termica idonea alle temperature di servizio (caldo umido e freddo)

• per componenti scintillanti; • l’ingresso dell’atmosfera gas NON è

impedito • devono essere sottoposti a prove di

innesco di una miscela esplosiva di prova, definita dalla norma mediante 10 ON-OFF dell’apparecchiatura

• è ammesso l’innesco interno, ma la miscela esplosiva che circonda il dispositivo non deve essere innescata

RESPIRAZIONE LIMITATA “nR”

IDONEO PER TUTTI I GAS DEL GRUPPO II (IIA, IIB, IIC)

ERMETICAMENTE SIGILLATI “nC”

IDONEO PER TUTTI I GAS DEL GRUPPO II

INTERRUZIONE IN CELLA CHIUSA “nC”

• SOLO per componenti NON scintillanti: o Macchine rotanti o Fusibili o Apparecchi di illuminazione o Cassette di connessione e giunzione o Morsetti

• È richiesto che siano protetti con custodie con IP54 minimo, per le parti nude in tensione (per non inficiare le distanze di isolamento con ingresso di corpi estranei e acqua)

• Requisiti su materiali, distanze isolamento e temperature (le temperature massime superficiali sono definite sui componenti interni alla custodia

• l’ingresso dell’atmosfera gas NON è impedito

APPARECCHIATURE NON SCINTILLANTI “nA”

IDONEO PER TUTTI I GAS DEL

GRUPPO II

(IIA, IIB, IIC)

DISPOSITIVI NON INNESCANTI “nC”

• l’ingresso dell’atmosfera gas NON è impedito • per componenti scintillanti; • devono essere sottoposti a prove di innesco di una miscela

esplosiva di prova, definita dalla norma mediante 50 ON-OFF del componente

• la miscela esplosiva che circonda il dispositivo non deve essere innescata

E’ DICHIARATO IL GAS DEL GRUPPO II (IIA, IIB,IIC)

IN RELAZIONE ALLA MISCELA DI PROVA

I requisiti del modo di protezione nL “a energia limitata”, con la nuova edizione della norma IEC/EN 60079-15 del 2010, sono stati trasferiti nella norma IEC/EN 60079-11 del modo di protezione “i” (sicurezza intrinseca), come apparecchiature a sicurezza intrinseca con EPL “c” (modo di protezione “ic”).

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I requisiti del modo di protezione nC “incapsulato”, con la nuova edizione della norma IEC/EN 60079-15 del 2010, sono stati trasferiti nella norma IEC/EN 60079-18 del modo di protezione “m”, come incapsulamento con EPL “c” (modo di protezione “mc”)

E’ DICHIARATO IL GAS DEL GRUPPO II (IIA, IIB,IIC) IN RELAZIONE ALLA MISCELA DI PROVA

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2.5 Direttive Atex

I principi di sicurezza contro l’esplosione illustrati nei paragrafi precedenti, sono tradotti in norma giuridica da due direttive comunitarie note come Direttive Atex: Direttiva 1999/92/EC e Direttiva 94/9/EC. Il conseguimento di un livello accettabile di sicurezza, è il risultato dell’analisi del rischio ed in particolare della minimizzazione dei due fattori che influiscono sulla probabilità che avvenga una esplosione, ovvero: la probabilità di formazione di atmosfera esplosiva (e la sua persistenza nel luogo) e la probabilità della presenza di un innesco. L’obiettivo delle direttive Atex è proprio la riduzione di tali probabilità a valori accettabili in quanto piccoli. E per conseguire tale obiettivo, le due direttive indicano come primo provvedimento, l’attuazione di tutte le azioni necessarie per la prevenzione. In pratica per prima cosa prevenire (la formazione di atmosfere esplosive, il manifestarsi di un innesco) e successivamente, se il processo industriale non lo permette, proteggere contro il manifestarsi dell’esplosione. Un simile approccio non è altro che la traduzione in prescrizioni di legge (attraverso i requisiti essenziali di sicurezza) di quanto illustrato nei capitoli precedenti, in merito all’applicazione delle norme tecniche: valutazione della probabilità di formazione dell’atmosfera esplosiva, mediante una classificazione dei luoghi, che determina una suddivisione in Zone (aree) pericolose a seconda dell’origine dell’atmosfera esplosiva per la presenza di gas o polveri (Direttiva 1999/92/EC); valutazione della probabilità di innesco dell’atmosfera esplosiva (in termini di innesco elettrico) e, quando la necessità impiantistica non ne permette l’eliminazione, protezione contro l’innesco dell’atmosfera esplosiva mediante l’uso di apparecchiature elettriche e/o componenti, costruiti con un modo di protezione che garantisca un livello di sicurezza corrispondente al tipo di zona pericolosa (Direttiva 94/9/EC).

Le direttive vanno oltre il rischio di un innesco elettrico e prescrivono la valutazione di tutti i tipi di innesco. Di conseguenza, le prescrizioni di sicurezza delle apparecchiature da installare nelle zone pericolose, sono rivolte anche a costruzioni non elettriche. Le direttive Atex sono direttive di nuovo approccio e forniscono, quindi, dei requisiti essenziali di sicurezza (ESR) senza fornire prescrizioni tecniche. Il destinatario della direttiva (cioè colui che è tenuto ad osservare gli ESR) può scegliere se rispettare gli ESR adottando provvedimenti tecnici di propria ideazione, oppure utilizzando le norme armonizzate applicabili alla direttiva, che garantiscono la presunzione di conformità agli ESR (come le norme della serie IEC/EN 60079). Le norme armonizzate, che garantiscono la presunzione di conformità ai requisiti essenziali di sicurezza, sono pubblicate dalla Commissione Europea sulla gazzetta ufficiale dell’unione europea. In questo paragrafo sono illustrati i punti fondamentali delle due direttive.

2.5.1 Direttiva 1999/92/EC

Questa direttiva è diventata obbligatoria a partire dal 1° luglio 2003. Mentre la direttiva 94/9/EC è una direttiva che riguarda i prodotti e il loro utilizzo all'interno delle zone considerate pericolose, la direttiva 1999/92/EC è una direttiva di carattere sociale, in cui gli obiettivi degli ESR sono incentrati sulla tutela della salute e della sicurezza dei lavoratori esposti al rischio di atmosfere esplosive e pertanto si parla di HESR (Healt Essential Safe Requirements). Tali obiettivi sono perseguiti tramite la valutazione del rischio di esplosione e delle misure tecniche per minimizzare la presenza di atmosfera esplosiva e la probabilità di innesco. In estrema sintesi, possiamo dire che è una specie di sotto-direttiva della 89/391/CEE (recepita in Italia attraverso il famoso DLgs 626/94), solo che invece di occuparsi di luoghi di lavoro in genere, detta le disposizioni specifiche da seguire nei luoghi esposti al rischio di atmosfere potenzialmente esplosive. La direttiva 99/92/ EC è stata recepita in Italia con il Decreto legislativo 233/03 e si applica solo per i luoghi in superficie, sia con pericolo gas che con pericolo polvere. La direttiva prevede la classificazione in zone, da parte del datore di lavoro, dei luoghi di lavoro in cui possono prodursi atmosfere esplosive e determina i gruppi e le categorie di apparecchi da utilizzare in ogni zona. La classificazione dei luoghi viene effettuata in base alla frequenza e alla durata della presenza di atmosfere esplosive. Appare evidente che quanto sopra coincide con l’approccio di classificazione che abbiamo visto nel IEC ZONE SYSTEM, a cominciare dal fatto che la definizione delle zone e i criteri per eseguire la classificazione, sono fondati sugli stessi concetti di probabilità di presenza e persistenza dell’atmosfera esplosiva (si veda la scheda n. 3). Per tali ragioni la Commissione Europea conferisce alle norme IEC/EN 60079-10-1 e 60079-10-2 la presunzione di conformità alla direttiva (norme armonizzate): la definizione delle zone della direttiva coincide con quella delle norme di riferimento dell’IEC ZONE SYSTEM.

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Nella direttiva sono stabilite le prescrizioni minime per il miglioramento della protezione della sicurezza e della salute dei lavoratori, che possono essere esposti al rischio di atmosfere esplosive. Queste prescrizioni vengono esplicitate attraverso determinati obblighi che devono essere assolti dal datore di lavoro. In particolare, il datore di lavoro deve effettuare una valutazione dei rischi di esplosione, tenendo conto dei seguenti elementi:

• probabilità e durata della presenza di atmosfere esplosive

• probabilità della presenza, dell'attivazione e dell'efficacia di fonti di ignizione, comprese scariche elettrostatiche

• caratteristiche dell'impianto, sostanze utilizzate, processo e loro possibili interazioni

• entità degli effetti prevedibili

• valutazione anche dei luoghi non pericolosi, ma che sono in collegamento tramite aperture con luoghi pericolosi

Il datore di lavoro, inoltre, ai fini della prevenzione ai sensi della direttiva 89/391/CEE (ex DLgs 626/94 ora DLgs 81/08) ha il dovere di mettere in atto alcuni principi fondamentali per prevenire la formazione di atmosfere esplosive, per evitare l'ignizione di atmosfere esplosive e attenuare i danni di un'esplosione in modo da garantire la salute e la sicurezza dei lavoratori. A questo fine il datore di lavoro deve prendere provvedimenti necessari affinché dove possono svilupparsi atmosfere esplosive in quantità tale da mettere in pericolo la sicurezza e la salute dei lavoratori, gli ambienti siano strutturati in modo da permettere di svolgere il lavoro in condizioni sicure e ci sia un adeguato controllo per limitare il rischio durante il lavoro. Il datore di lavoro deve inoltre procedere a ripartire in zone (0, 1, 2 per i gas o 20, 21, e 22 per le polveri) le aree in cui si possono formare atmosfere esplosive e deve assicurare che in queste aree siano garantite le prescrizioni minime di

sicurezza. Se necessario, queste aree vengono segnalate da un apposito segnale (figura 8) che contraddistingue un'area in cui può formarsi un'atmosfera esplosiva.

Figura 8 - Cartello che identifica un'area in cui può formarsi un'atmosfera esplosiva

Si riportano in sintesi, quali devono essere le prescrizioni minime da adottare, secondo l'allegato II della direttiva, per migliorare la protezione della sicurezza e salute dei lavoratori nei luoghi a rischio di atmosfere esplosive:

1. Il datore di lavoro deve garantire un'adeguata formazione professionale in materia di protezione dalle esplosioni dei lavoratori impiegati in luoghi pericolosi.

2. Il lavoro nelle aree a rischio si effettua secondo istruzioni scritte da parte del datore di lavoro secondo un sistema di autorizzazioni ai lavori potenzialmente pericolosi, rilasciati da una persona responsabile prima dell'inizio dei lavori.

3. Fughe, intenzionali o no, di gas o polveri devono essere sviate verso un luogo sicuro. 4. Per prevenire rischi di ignizione da scariche elettrostatiche, i lavoratori vengono equipaggiati con adeguati

indumenti di lavoro. 5. Si adottano tutte le misure necessarie per ridurre al minimo i rischi rappresentati per i lavoratori dalle

conseguenze fisiche di un'esplosione. 6. Prima che si verifichino le condizioni per un'esplosione i lavoratori sono avvertiti con segnalatori ottici e/o

acustici.

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7. Se un'interruzione dell'alimentazione può dar luogo ad una estensione del pericolo, gli apparecchi e sistemi di protezione devono poter essere mantenuti in condizioni sicure di funzionamento indipendentemente dal resto dell'impianto in caso di interruzione dell'alimentazione.

8. Gli apparecchi e sistemi di protezione a funzionamento automatico che si discostano dalle condizioni di funzionamento previste, devono poter essere disinseriti manualmente, purché ciò non comprometta la sicurezza.

9. In caso di arresto di emergenza, l'energia accumulata deve essere dissipata nel modo più rapido e sicuro possibile o isolata in modo da non costituire più una fonte di pericolo.

Una delle innovazioni introdotte dalla direttiva è stata quella di prevedere l'obbligo, da parte del datore di lavoro, di elaborare e tenere aggiornato un documento chiamato "documento sulla protezione contro le esplosioni". Questo documento specifica:

• che sono stati individuati e valutati i rischi di esplosione

• che saranno prese misure atte a raggiungere gli obiettivi della direttiva

• i luoghi nei quali è stata effettuata la ripartizione in zone

• i luoghi nei quali si applicano le prescrizioni minime di sicurezza

• che i luoghi e le attrezzature di lavoro sono ideati, usati e mantenuti in efficienza pensando alla sicurezza

• che, a norma della direttiva 89/655/CEE, sono stati adottati gli accorgimenti necessari per l'uso sicuro di attrezzature di lavoro.

Questo documento deve essere compilato prima dell'entrata in funzione dell'impianto, e aggiornato ogni qual volta ci sia un cambiamento dei luoghi di lavoro, nelle attrezzature o nell'organizzazione del lavoro. Quali sono le scadenze di adeguamento alla direttiva ? Per i luoghi di lavoro in cui possono formarsi atmosfere esplosive, che vengono utilizzati per la prima volta (o che vengono trasformati da luoghi ordinari a luoghi esplosivi) dopo il 30 giugno 2003, le prescrizioni minime stabilite devono essere soddisfatte da subito. Per i luoghi pericolosi, invece, già utilizzati prima del 30 giugno 2003, ci sono tre anni di tempo per adeguarsi alla direttiva, ed è quindi scaduto al 30 giugno 2006.

Come già detto, la direttiva 99/92/ EC fornisce i criteri per la scelta degli apparecchi in relazione alle zone di installazione. Vediamoli in questa tabella.

Corrispondenza apparecchi - zone di installazione

Zona potenzialmente pericolosa Categoria di appartenenza dell'apparecchiatura secondo direttiva 94/9/ EC (ATEX)

Zona 0 - Zona 20 Apparecchi di categoria 1

Zona 1 - Zona 21 Apparecchi di categoria 1 o di categoria 2

Zona 2 - Zona 22 Apparecchi di categoria 1 o di categoria 2 o di categoria 3

Tabella 9 - Tipi di apparecchi che vanno installati nelle zone potenzialmente esplosive

2.5.2 Direttiva 94/9/EC

La direttiva 94/9/EC, in Italia è stata recepita dal DPR 126/98 è in vigore dal 1 luglio 2003. E’ una direttiva di prodotto in cui gli obiettivi dei Requisiti Essenziali di Sicurezza (ESR) riguardano la costruzione delle apparecchiature elettriche e non elettriche, in modo che non costituiscano una fonte di innesco per l’atmosfera esplosiva, a seconda della probabilità di presenza dell’atmosfera stessa. I destinatari principali della direttiva sono il Costruttore (fabbricante) o Importatore di un apparecchio, comunque colui che immette sul mercato della Comunità Europea, un prodotto destinato ad essere installato in atmosfera esplosiva. Infatti, l’articolo 1 della direttiva, indica che essa si applica agli apparecchi e sistemi di protezione destinati ad essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva. Rientrano nel campo di applicazione anche i dispositivi di sicurezza, di controllo e di regolazione destinati ad essere utilizzati al di fuori di atmosfere potenzialmente esplosive ma necessari o utili per il funzionamento sicuro degli apparecchi e sistemi di protezione, per quanto riguarda i rischi di esplosione (come ad esempio la costruzione associata nel modo di protezione a sicurezza intrinseca). La direttiva 94/9/EC interessa tutti gli apparecchi destinati ad essere installati in luoghi con pericolo di esplosione, sia che siano apparecchi elettrici sia non elettrici (apparecchiature meccaniche). E’ una direttiva di “nuovo approccio” in quanto non fornisce specifiche tecniche, ma requisiti essenziali di sicurezza, in allegato agli articoli del testo principale. Tra le novità che la direttiva ha introdotto dal punto di vista legislativo, le più importanti sono:

- si applica a tutti i prodotti elettrici e non elettrici; - considera tutte le sorgenti di innesco;

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- suddivide le apparecchiature in gruppi e categorie, che garantiscono un livello di sicurezza (contro l’innesco) a seconda del loro funzionamento (normale, in guasto e guasto raro);

- stabilisce per ogni prodotto delle procedure di conformità che il costruttore deve rispettare per verificare se il prodotto rientra una delle categorie previste. Le procedure comprendono l’intervento di un Organismo Notificato per la verifica del prototipo e la sorveglianza della produzione.

- Gli apparecchi conformi devono essere marcati CE con il simbolo .

Dal campo di applicazione della direttiva sono esclusi: - le apparecchiature mediche destinate ad impieghi in ambiente medico; - gli apparecchi e sistemi di protezione, quando il pericolo di esplosione è dovuto esclusivamente alla presenza

di materie esplosive o di materie chimiche instabili; - apparecchi destinati ad impieghi in ambiente domestico e non commerciale, ove un'atmosfera

potenzialmente esplosiva può essere provocata soltanto raramente ed unicamente in conseguenza ad una fuga accidentale di gas;

- i dispositivi di protezione individuale, oggetto della direttiva 89/686/CEE; - le navi marittime e le unità mobili offshore, nonché le attrezzature utilizzate a bordo di dette navi o unità; - i mezzi di trasporto, vale a dire i veicoli ed i loro rimorchi destinati unicamente al trasporto di persone per via

aerea oppure sulle reti stradali, ferroviarie oppure per via navigabile e i mezzi di trasporto, nella misura in cui sono concepiti per il trasporto di merci per via aerea oppure sulle reti stradali o ferroviarie pubbliche o per via navigabile. Non sono esclusi i veicoli destinati ad essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva;

Nel campo di applicazione rientrano: - apparecchi: si intendono 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 ed alla trasformazione di materiale e che, per via delle potenziali sorgenti di innesco che sono loro proprie, rischiano di provocare un'esplosione;

- sistemi di sicurezza: dispositivi di sicurezza, di controllo e di regolazione destinati ad essere utilizzati al di fuori di atmosfere potenzialmente esplosive ma necessari o utili per il funzionamento sicuro degli apparecchi e sistemi di protezione, per quanto riguarda i rischi di esplosione (barriere Ex ”i”);

- sistemi di protezione: i dispositivi, diversi dai componenti degli apparecchi sopra definiti, la cui funzione è bloccare sul nascere le esplosioni e/o circoscrivere la zona da esse colpita, che sono immessi separatamente sul mercato come sistemi con funzioni autonome.

- componenti: i pezzi essenziali per il funzionamento sicuro degli apparecchi e dei sistemi di protezione, privi tuttavia di funzione autonoma (esempio raccordo di bloccaggio);.

Gruppi e Categorie degli Apparecchi

Gli apparecchi destinati al funzionamento in atmosfera esplosiva, devono essere progettati e costruiti in modo tale da non generare sorgenti di innesco. Questo significa che l’apparecchio deve presentare un livello di protezione contro l’innesco, ovvero deve interporre un numero di barriere tale da ottenere un grado di sicurezza equivalente a 3. La direttiva applica alla lettera il principio illustrato al paragrafo 2.2 e suddivide in gruppi e categorie le apparecchiature, a seconda del livello di sicurezza necessario a impedire l’innesco, considerando il funzionamento normale e in condizioni di guasto.

In base alla loro destinazione di utilizzo, la direttiva 94/9/EC suddivide gli apparecchi in gruppi e precisamente:

- GRUPPO I: apparecchi destinati all’uso in miniera con gas grisou;

- GRUPPO II: apparecchi destinati all’uso in atmosfera esplosiva nelle industrie di superficie;

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Ogni gruppo è suddiviso in categorie:

GRUPPO I

Categoria Livello di protezione Condizioni di funzionamento

M1 - Molto elevato - 2 mezzi di protezione - Previsti due guasti

Alimentati in presenza di atmosfera esplosiva

M2 - Elevato - Garantito in funzionamento

normale e gravoso

Non alimentati in presenza di atmosfera esplosiva

GRUPPO II

Categoria Livello di protezione

Presenza e durata

Atmosfera

pericolosa

ZONA

gas polveri

1

- Molto elevato - 2 mezzi di

protezione - Previsti due guasti

Presente sempre, spesso o per lunghi

periodi 0 20

2

- Molto elevato - 2 mezzi di

protezione - Previsto un guasto

probabile 1 21

3

- Normale - Garantito in

funzionamento normale

Poco probabile 2 22

Tabella 10 - Gruppi e Categorie degli apparecchi

Alla categoria è aggiunta la lettera G, se l’atmosfera esplosiva è dovuta alla presenza di gas, oppure la lettera D, se l’atmosfera esplosiva è dovuta alla presenza di polvere (GD = apparecchiatura idonea sia per gas che polvere). La tabella 10 mostra che vi è una corrispondenza diretta tra i livelli di protezione e i gruppi e le categorie della direttiva Atex 94/9/EC. La tabella relativa ai livelli di protezione delle apparecchiature Ex della Scheda n. 4, può essere completata con i gruppi e le categorie Atex:

LIVELLO DI PROTEZIONE (EPL) e CLASSIFICAZIONE DELL’APPARECCHIATURA SECONDO ATEX 94/9/EC

IEC/EN 60079

LIVELLO PROTEZIONE

ATEX 94/9/EC

GRUPPO ATMOSFERA EPL GRUPPO E

CATEGORIA

ZONA

INSTALLAZIONE

I GAS DI MINIERA Ma MOLTO ELEVATO I Ma --

Mb ELEVATO I Mb --

II GAS

(IIA, IIB, IIC)

Ga MOLTO ELEVATO II 1G ZONA 0

Gb ELEVATO II 2G ZONA 1

Gc NORMALE II 3G ZONA 2

III POLVERE

(IIIA, IIIB, IIIC)

Da MOLTO ELEVATO II 1D ZONA 20

Db ELEVATO II 2D ZONA 21

Dc NORMALE II 3D ZONA 22

Tabella 11 – EPL delle costruzioni Ex confrontati con Gruppi e categorie ATEX

Valutazione della Conformità

A seconda della categoria, sono prescritte dalla direttiva procedure diverse per la valutazione della conformità alla direttiva 94/9. Non è obiettivo di questa trattazione l’analisi delle procedure di conformità, si evidenziano solo gli aspetti necessari a capire quando e se un prodotto, del Gruppo II, conforme alla direttiva, debba essere certificato da un Organismo Notificato oppure no. Nella tabella seguente si riportano in sintesi le procedure di valutazione:

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Procedure di valutazione della conformità dei prodotti alla direttiva 94/9/CE (ATEX)

Apparecchiatura Procedura da seguire

Gruppo I Categoria M1

Gruppo II

Categorie 1G e 1D

1) Far eseguire un esame CE di tipo, con rilascio di attestato di esame CE da parte di un organismo notificato (allegato III). 2a) Il fabbricante utilizza un sistema di qualità della produzione e lo sottopone alla valutazione da parte di un organismo notificato (allegato IV). OPPURE 2b) Il fabbricante garantisce la rispondenza di ogni singola apparecchiatura al prototipo. Un organismo notificato effettua prove per accertare la conformità al prototipo e rilascia un attestato di conformità (allegato V). OPPURE 2c) Nel caso di un unico prodotto, il fabbricante sottopone l'apparecchiatura all'esame di un organismo notificato, il quale eseguire prove per accertare la rispondenza alla direttiva. L'organismo notificato rilascia un attestato di conformità (allegato IX). 3) Il costruttore redige la dichiarazione di conformità e appone la marcatura CE sul prodotto.

Gruppo I Categoria M2

Gruppo II

Categorie 2G e 2D

1) Far eseguire un esame CE di tipo, con rilascio di attestato di esame CE da parte di un organismo notificato (allegato III). 2a) Il fabbricante utilizza un sistema di garanzia della qualità dei prodotti, che sia approvato da parte di un organismo notificato (allegato VII). OPPURE 2b) Il fabbricante garantisce la rispondenza della produzione al prototipo. Lo stesso produttore effettua prove per accertare la conformità al prototipo sotto la sorveglianza di un organismo notificato (allegato VI). OPPURE 2c) Nel caso di un unico prodotto, il fabbricante sottopone l'apparecchiatura all'esame di un organismo notificato, il quale eseguire prove per accertare la rispondenza alla direttiva. L'organismo notificato rilascia un attestato di conformità (allegato IX). 3) Il costruttore redige la dichiarazione di conformità e appone la marcatura CE sul prodotto.

Gruppo II Categorie 3G e 3D

1a) Il fabbricante mette in atto un controllo interno sull'apparecchiatura, e garantisce che il processo di produzione risponde a quanto richiesto dalla direttiva (allegato VIII). OPPURE 1b) Nel caso di un unico prodotto, il fabbricante sottopone l'apparecchiatura all'esame di un organismo notificato, il quale eseguire prove per accertare la rispondenza alla direttiva. L'organismo notificato rilascia un attestato di conformità (allegato IX). 2) Il costruttore redige la dichiarazione di conformità e appone la marcatura CE sul prodotto.

Tabella 12 - Procedure di valutazione della conformità dei prodotti alla direttiva 94/9/CE (ATEX)

Documentazione

Per attestare la conformità alla direttiva, al fine della valutazione della conformità secondo una delle procedure illustrate, il costruttore redige la dichiarazione CE di conformità che deve contenere almeno le seguenti informazioni:

• nome o marchio e indirizzo del fabbricante;

• descrizione dell’apparecchio;

• disposizioni cui soddisfa l’apparecchio;

• nome, n. di identificazione ed indirizzo dell’ON;

• n. attestato “CE del tipo”;

• identificazione del firmatario che impegna il fabbricante o il mandatario nella EC;

• eventuale riferimento a: norme armonizzate norme specifiche tecniche utilizzate altre direttive comunitarie applicate Ogni singolo apparecchio, immesso sul mercato, deve essere accompagnato o contenere nell’imballo, i seguenti documenti:

• dichiarazione CE di conformità ( o attestato di conformità dei componenti, se applicabile)

• istruzioni per l’uso e la manutenzione

• nel caso di un assieme, tutte le informazioni per una corretta installazione, utilizzo e manutenzione La direttiva non prescrive l’obbligo di fornire all’utilizzatore finale copia del certificato CE di tipo, né dei rapporti di prova. Le istruzioni per l’uso sono fondamentali in quanto la loro corretta applicazione è condizione necessaria per il rispetto dei ESR. Nella fase di valutazione del rischio il fabbricante deve considerare tutte le modalità d’impiego del prodotto che impediscano il generarsi di situazioni pericolose e/o sorgenti potenziali d’innesco. Pertanto nelle istruzioni per l’uso devono essere indicate le operazioni per effettuare in modo sicuro:

• corretto impiego (zona, condizioni ambientali, richiamo ai contrassegni, ecc.);

• corretto utilizzo (eventuali condizioni d’uso non consentito, particolare o limitato);

• corretta installazione e/o regolazione;

• messa in servizio;

• corretta manutenzione;

• installazione e/o sostituzione componenti eventuali;

44

Marcatura

La marcatura CE è obbligatoria e deve essere apposta su ogni apparecchio/assieme o sistema di protezione (esclusi i componenti) prima che sia immesso sul mercato o messo in servizio. Il costruttore appone la marcatura CE sul prodotto conforme alla direttiva, nel rispetto delle seguenti indicazioni:

Marchio comunitario CE + numero di riconoscimento dell’Organismo notificato ha la responsabilità della

sorveglianza + + Gruppo + Categoria

Ad esempio: CE0051 II 2GD

Per la Categoria 3, in quanto non è previsto l’intervento di un organismo notificato e quindi non vi è l’obbligo di un esame CE del tipo, né tantomeno della sorveglianza sulla produzione, la marcatura sarà apposta come segue:

Marchio comunitario CE + + Gruppo + Categoria

Ad esempio: CE II 3G

Il significato della marcatura è quello di comunicare a chi acquista, installa, utilizza, effettua manutenzione, verifica, ecc., che l’apparecchio è costruito nel rispetto dei requisiti essenziali di sicurezza, per un determinato livello stabilito dalla categoria. In conclusione, per poter installare un’apparecchiatura (elettrica e non elettrica) in un luogo con pericolo di esplosione, è necessario e sufficiente che sia marcata secondo quanto visto sopra. Questo implica che si possono installare prodotti elettrici e non elettrici non conformi alle norme armonizzate (ad esempio le costruzioni Ex) ed essere conformi alla legge e ai principi di sicurezza contro l’esplosione. In tal caso l’apparecchiatura sarà marcata come indicato negli esempi visti pocanzi.

Se invece si installano apparecchiature, ad esempio elettriche, conformi alla direttiva perché conformi alle norme

armonizzate, quindi apparecchiature elettriche Ex, che hanno la presunzione di conformità agli ESR, la marcatura ATEX dovrà essere apposta nel rispetto delle seguenti indicazioni:

Marchio comunitario CE + numero di riconoscimento dell’Organismo notificato ha la responsabilità della

sorveglianza + + Gruppo + Categoria + Contrassegno dell’apparecchiatura Ex

Esempio 1: CE0051 II 2G Ex de IIC T5

Esempio 2: CE0051 II 2D Ex tD A21 IP66 T100°C

Esempio 3: CE II 3G Ex nR II T6 Una marcatura completa di una apparecchiatura elettrica Ex, conforme alla direttiva 94/9/EC, deve riportare quanto segue:

ABCD SpA, Via Moro 2, Milano (nome e indirizzo costruttore) MRT – 1234 – 2004 (tipo, numero serie o di lotto, anno) CE0722 (marcatura CE, numero Organismo Notificato responsabile del controllo di fabbricazione)

II 2G (gruppo, categoria) Ex d IIB T4 (modo di protezione, gruppo dei gas, classe di temperatura) CESI 02 ATEX 0999 ( numero certificato esame CE del tipo) Parametri caratteristici (tensione alimentazione, frequenza, ecc.)

45

Marcatura in accordo alla Direttiva Atex 94/9/CE (ATEX 95)

0051 II 2GD

CATEGORIE (Direttiva 94/9/CE Allegato I)

GRUPPO I

Categoria M1

apparecchi progettati e, eventualmente, dotati di mezzi di protezione speciali supplementari per funzionare conformemente ai parametri operativi stabiliti dal fabbricante e assicurare un livello di protezione molto elevato.

Gli apparecchi di questa categoria sono destinati ai lavori in sotterraneo nelle miniere e nei loro impianti di superficie esposti al rischio di sprigionamento di grisù e/o di polveri combustibili.

Gli apparecchi di questa categoria devono rimanere operativi in atmosfera esplosiva, anche in caso di guasto eccezionale dell'apparecchio e sono caratterizzati da mezzi di protezione tali che:

- in caso di guasto di uno dei mezzi di protezione, almeno un secondo mezzo indipendente assicuri il livello di sicurezza richiesto; oppure

- al verificarsi di due guasti indipendenti l'uno dall'altro, sia garantito il livello di sicurezza richiesto.

Categoria M2

apparecchi progettati per funzionare conformemente ai parametri operativi stabiliti dal fabbricante e basati su un livello di protezione elevato.

Gli apparecchi di questa categoria sono destinati ai lavori in sotterraneo nelle miniere e nei loro impianti di superficie esposti al rischio di sprigionamento di grisù e/o di polveri combustibili.

In presenza di atmosfera potenzialmente esplosiva, l'alimentazione di energia di questi apparecchi dovrebbe poter essere interrotta.

I mezzi di protezione relativi agli apparecchi di questa categoria assicurano il livello di protezione richiesto durante il funzionamento normale, compreso in condizioni di funzionamento gravose, segnatamente quelle risultanti da forti sollecitazioni e da continue variazioni ambientali.

GRUPPO II

Categoria 1

apparecchi progettati per funzionare conformemente ai parametri operativi stabiliti dal fabbricante e garantire un livello di protezione molto elevato.

Gli apparecchi di questa categoria sono destinati ad ambienti in cui si rileva, sempre, spesso o per lunghi periodi, un'atmosfera esplosiva dovuta a miscele di aria e gas, vapori, nebbie o miscele di aria e polveri.

Gli apparecchi di questa categoria devono assicurare il livello di protezione richiesto, anche in caso di guasto eccezionale dell'apparecchio e sono caratterizzati da mezzi di protezione tali che:

- in caso di guasto di uno dei mezzi di protezione, almeno un secondo mezzo indipendente assicuri il livello di sicurezza richiesto; oppure

- qualora si manifestino due guasti indipendenti uno dall'altro, sia garantito il livello di protezione richiesto.

Categoria 2

apparecchi progettati per funzionare conformemente ai parametri operativi stabiliti dal fabbricante e garantire un livello di protezione elevato.

Gli apparecchi di questa categoria sono destinati ad ambienti in cui vi è probabilità che si manifestino atmosfere esplosive dovute a gas, vapori, nebbie o miscele di aria e polveri.

I mezzi di protezione relativi agli apparecchi di questa categoria garantiscono il livello di protezione richiesto anche in presenza di anomalie ricorrenti o difetti di funzionamento degli apparecchi di cui occorre abitualmente tener conto.

Categoria 3

apparecchi progettati per funzionare conformemente ai parametri operativi stabiliti dal fabbricante e garantire un livello di protezione normale.

Gli apparecchi di questa categoria sono destinati ad ambienti in cui vi sono scarse probabilità che si manifestino, e comunque solo per breve tempo, atmosfere esplosive dovute a gas, vapori, nebbie o miscele di aria e polveri.

Gli apparecchi di questa categoria garantiscono il livello di protezione richiesto a funzionamento normale.

Scheda 10 – marcatura in accordo alla direttiva ATEX 94/9/EC

NUMERO DELL’ORGANISMO NOTIFICATO responsabile della’assicurazione della

qualità di produzione

GRUPPO II: luoghi con presenza di atmosfera esplosiva, diversi dalle miniere; GRUPPO I: miniere grisutose

CATEGORIA 2 (vedi tabella sotto)

GAS

POLVERE (DUST)

46

CONTRASSEGNO IN ACCORDO ALLE NORME IEC/EN 60079

Gas



RAGGRUPPAMENTO IN BASE ALLA TEMPERATURA MASSIMA SUPERFICIALE

LIVELLO DI PROTEZIONE DELL’APPARECCHIATURA


I Intese per l’uso in miniere con possibile presenza di

grisou.

II

Intese per l’uso in superficie con possibile presenza di Gas.


IIA Propano, Metano, Benzene,

ecc.

IIB Etilene

IIC Idrogeno, Acetilene

Classe di

temperatura

apparecchiatura

Temperatura

di innesco

del gas

Temperatura

superficiale

massima

ammessa

T1 > 450 °C 440 °C

T2 > 300 °C 290 °C

T3 > 200 °C 195 °C

T4 > 135 °C 130 °C

T5 > 100 °C 95 °C

T6 > 85 °C 80 °C

Equipment

Protection

Level

(Epl)

Apparecchiatura

Non innesca in

condizioni di

funzionamento

Zona

Ga

Normale

1° guasto

Guasto raro

0

Gb Normale

1° guasto 1

Gc Normale 2

Ex de IIC T5 Gb MODI DI PROTEZIONE CON CUI SONO REALIZZATE LE APPARECCHIATURE SECONDO IEC/EN 60079

EPL STANDARD

IEC/EN SIMBOLO MODO DI PROTEZIONE

ARMONIZZAZIONE

ZONA CLASSIFICAZIONE

ATEX 94/9

-- 60079-0 -- Requisiti Generali -- --

Ga

60079-11 Ia Sicurezza Intrinseca

0 II 1G

60079-18 ma Incapsulamento

60079-25 -- Sistemi elettrici a sicurezza intrinseca (#1)

60079-26 -- Apparecchiature con livello di protezione (EPL) Ga

60079-28 op is Protezione delle apparecchiature e dei sistemi di trasmissione che utilizzano radiazione ottica

Gb

60079-1 d Apparecchiature protette mediante custodie a prova d'esplosione

1 II 2G

60079-2 p, px, pz Apparecchiature con modo di protezione a sovrapressione (#2)

60079-5 q Riempimento polverulento

60079-6 o Immersione in olio

60079-7 e Sicurezza aumentata

60079-11 ib Sicurezza Intrinseca

60079-18 mb Incapsulamento

60079-25 -- Sistemi elettrici a sicurezza intrinseca

60079-28

op is

op pr

op sh

Protezione delle apparecchiature e dei sistemi di trasmissione che utilizzano radiazione ottica

Gc

60079-2 pz Apparecchiature con modo di protezione a sovrapressione

2 II 3G

60079-11 ic Sicurezza Intrinseca

60079-15

nA Apparecchiature non scintillanti

nC Apparecchiature scintillanti nel normale funzionamento

nR Custodie a respirazione limitata

Scheda 11 – marcatura della costruzione Ex: contrassegno IEC/EN 60079

47

CONTRASSEGNO IN ACCORDO ALLE NORME IEC/EN 60079

Dust



TEMPERATURA MASSIMA SUPERFICIALE LIVELLO DI PROTEZIONE DELL’APPARECCHIATURA


III Intese per l’uso in luoghi con atmosfere esplosive per la

presenza di polvere combustibile diversi dalle

miniere con possibile presenza di grisou


IIIA Particelle combustibili (fibre)

IIIB Polvere non conduttrice

IIIC Polvere conduttrice

TEMPERATURA MASSIMA SUPERFICIALE

Massima temperatura


senza uno strato di polvere

Esempio

T 95 °C

Massima temperatura


per un dato spessore dello

strato di polvere, TL in mm,

che circonda tutti i lati

della costruzione

Esempio

T500 150 °C

Le apparecchiature intese per atmosfera esplosiva polvere non sono classificate in

relazione alla temperatura.

Equipment

Protection

Level

(Epl)

Apparecchiatura

Non innesca in

condizioni di

funzionamento

Zona

Da

Normale

1° guasto

Guasto raro

20

Db Normale

1° guasto 21

Dc Normale 22

Ex tb IIIC T95 °C Db IP65

MODI DI PROTEZIONE CON CUI SONO REALIZZATE LE APPARECCHIATURE SECONDO IEC/EN 60079

EPL STANDARD

IEC/EN SIMBOLO MODO DI PROTEZIONE

ARMONIZZAZIONE

ZONA CLASSIFICAZIONE

ATEX 94/9

-- 60079-0 -- Requisiti Generali -- --

Da

60079-11 ia Sicurezza Intrinseca

20 II 1D 60079-18 ma Incapsulamento

60079-31 ta Protezione mediante custodie

Db

60079-11 ib Sicurezza Intrinseca

21 II 2D 60079-18 mb Incapsulamento

60079-31 tb Protezione mediante custodie

61241-4 pD Modo di protezione ‘pD’

Dc

60079-11 ic Sicurezza Intrinseca

22 II 3D 60079-18 mc Incapsulamento

60079-31 tc Protezione mediante custodie

61241-4 pD Modo di protezione ‘pD’

Scheda 12 - marcatura della costruzione Ex: contrassegno IEC/EN 60079

48

3 IMPIANTI ELETTRICI NEI LUOGHI CON PERICOLO DI ESPLOSIONE

PRESCRIZIONI GENERALI

3.1 Introduzione

Le misure preventive per ridurre il rischio di esplosione si basano sul minimizzare la probabilità della presenza di atmosfera esplosiva, adottando le soluzioni tecniche idonee in funzione dei processi dell’impianto industriale.

In primo luogo si opera per verificare la possibilità di sostituire le sostanze infiammabili con sostanze non infiammabili. Se il processo produttivo non lo consente, si rivolge l’attenzione a:

- ridurre la quantità di infiammabili;

- evitare o minimizzare le emissioni;

- controllare le emissioni;

- prevenire la formazione di un’atmosfera esplosiva;

- convogliare e contenere le emissioni;

tutte azioni di controllo che è possibile implementare al momento della classificazione delle aree pericolose.

Se dopo tali provvedimenti, il risultato della classificazione delle aree pericolose presenta zone definite e con una propria estensione, allora si devono adottare le soluzioni tecniche che impediscano l’innesco dell’atmosfera esplosiva.

Nell’ambito generale di una analisi della probabilità di innesco, l’innesco dovuto ai componenti dell’impianto elettrico si evita mediante l’utilizzo di idonee apparecchiature (le apparecchiature Ex) a seconda del tipo di zona pericolosa.

Si è visto che il corretto abbinamento del grado di sicurezza di una determinata zona pericolosa, con il livello di protezione offerto da apparecchiature realizzate con uno o più modi di protezione, garantisce il grado di sicurezza equivalente pari a 3 (rischio accettabile).

Le varie apparecchiature Ex correttamente scelte in base al livello di protezione, quando vengono messe in servizio diventano parte integrante di un impianto elettrico, più o meno esteso. Nell’insieme “impianto elettrico” , oltre alla corretta scelta delle apparecchiature, anche altri fattori contribuiscono in modo determinante alla sicurezza, ad esempio:

- l’installazione delle apparecchiature stesse; - come è distribuita l’alimentazione delle apparecchiature (sistema elettrico); - gli impianti di distribuzione dell’energia alle apparecchiature, costituiti da conduttori/cavi ed eventualmente

le relative protezioni meccaniche (ad esempio tubi), nel complesso definiti condutture; - le protezioni delle condutture; - le condizioni ambientali (temperatura ambiente, umidità, grado di inquinamento, presenza di liquidi, urti,

vibrazioni, ecc.); - ecc.

Il progettista degli impianti elettrici deve tenere conto di questi aspetti da cui dipende il livello di protezione contro l’innesco, a partire dalla scelta dell’apparecchiatura fino alla definizione dei requisiti dell’impianto elettrico. L’installatore degli impianti elettrici deve osservare le prescrizioni del progetto, rispettandone le scelte, a cominciare dalla scelta delle apparecchiature che è basata sullo studio del tipo di protezione.

Ad esempio se una cassetta di derivazione Ex “e” è certificata per un numero massimo di ingressi di sezione massima e minima definiti, non sarà possibile realizzare un ulteriore ingresso forando la cassetta aggiungendo un pressacavo ed una connessione interna in più, anche se tale operazione è eseguita a “regola d’arte”. Infatti, , nel modo di protezione Ex “e”, la classe di temperatura è definita da misure di temperatura sui componenti interni, motivo per il quale è definito il numero massimo e la sezione dei conduttori collegabili. In caso si superino i limiti previsti in numero di morsetti/circuiti, non si possono garantire le caratteristiche termiche dichiarate. In conclusione, per non rischiare di invalidare il modo di protezione di un’apparecchiatura, al fine di eseguire una corretta installazione, è necessario seguire alla lettera le istruzioni di sicurezza che accompagnano il prodotto. Per eseguire una corretta progettazione ed installazione dell’impianto elettrico nei luoghi con pericolo di esplosione, secondo i principi di sicurezza fino a qui esposti, il riferimento è parte 14 della IEC/EN 60079, recepita dal CEI nel 2010 come: CEI EN 60079-14:2010 Atmosfere esplosive – parte 14: Progettazione, scelta e installazione degli impianti elettrici.

49

Questa edizione della IEC/EN 60079-14, comprende le prescrizioni sia per gli impianti elettrici in presenza di gas, sia

per gli impianti elettrici in presenza di polveri e introduce il concetto di livello di protezione delle apparecchiature (EPL).

Figura 9 – La scelta delle apparecchiature, la loro corretta installazione e le condizioni ambientali influiscono sul livello di

protezione di un’apparecchiatura

La norma si applica a tutte le costruzioni e agli impianti elettrici nei luoghi pericolosi, permanenti o temporanei, indipendentemente dalla tensione utilizzata e dal fatto che apparecchiature o impianti siano di tipo in istallazione fissa, provvisori o mobili/portatili e personali.

Non si applica invece a:

- impianti elettrici nelle miniere grisutose; - industrie e/o luoghi di trattamento e produzione esplosivi; - locali ad uso medico; - luoghi con presenza di miscele ibride di polveri combustibili e gas/vapori.

La norma IEC/EN 60079-14 stabilisce i requisiti degli impianti elettrici e dei suoi componenti, senza una distinzione tra diverse tipologie impiantistiche, ma fornisce le prescrizioni per una corretta esecuzione degli impianti elettrici in funzione del grado di sicurezza equivalente raggiunto dal sistema zona pericolosa-impianto elettrico. Vengono pertanto fornite prescrizioni generali per tutti gli impianti elettrici e prescrizioni particolari per ogni diverso modo di protezione, consentendo la progettazione e l’installazione di impianti realizzati con più modi di protezione, che permette di ottenere un’ampia scelta di soluzioni impiantistiche a parità di livello di sicurezza.

3.2 Approccio iniziale: la raccolta dei dati e delle informazioni necessari al progetto

È doveroso ricordare, prima di proseguire nella trattazione, che nell’ambito della progettazione di un impianto elettrico nei luoghi con pericolo di esplosione, si devono comunque rispettare le prescrizioni delle norme impiantistiche ad esso applicabili: la norma IEC/EN 60079-14 è da applicarsi congiuntamente con le norme

impiantistiche generali (CEI 64-8; CEI 11-1; CEI 11-17, ecc.).

Il primo passo per la progettazione di un impianto elettrico nei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas, è la raccolta di tutte le informazioni necessarie.

Si deve procedere con la stessa metodologia della progettazione di un impianto elettrico ordinario, per poi analizzare i dati necessari ad individuare il tipo di pericolo derivato dalla presenza di atmosfera esplosiva (tipo di zone pericolose e loro estensione), necessari a definire la scelta degli idonei componenti dell’impianto (gruppo e categoria delle costruzioni elettriche secondo la direttiva ATEX 94/9/EC e modi di protezione idonei) e a stabilire le regole impiantistiche da osservare.

50

Un approccio utile allo scopo può essere il seguente:

1) Analisi delle condizioni esterne ambientali: massima e minima temperatura ambientale, umidità, inquinamento ambientale, rischio di penetrazione di corpi solidi, rischio di presenza di acqua (in getto, stillicidio di gocce, spruzzi, ecc.), sollecitazioni meccaniche (urti, vibrazioni, ecc.), sollecitazioni chimiche, ecc.

2) Raccolta delle informazioni sulla destinazione d’uso del luogo e delle condizioni operative negli ambienti, al fine di verificare se, oltre al pericolo di esplosione, vi siano le condizioni per l’applicazione di altre norme impiantistiche per ambienti speciali. Ad esempio, se gli ambienti in esame presentano un carico specifico di incendio superiore a 30 (classe del compartimento ≥ 30), si devono applicare le prescrizioni della norma CEI 64-8/7, Sezione 751, congiuntamente alle prescrizioni della norma generale CEI 64-8 e alle prescrizioni della norma EN 60079-14 per i luoghi con pericolo di esplosione.

3) Definizione delle norme impiantistiche applicabili congiuntamente alla norma EN 60079-14.

4) Raccolta delle informazioni necessarie alla scelta delle apparecchiature (si veda par. 3.4.1).

5) Scelta delle costruzioni elettriche e dei componenti in relazione alle zone pericolose: scelta del livello di protezione (EPL) e, relativamente alla Direttiva ATEX 94/9/EC, il corrispondente gruppo e della categoria delle apparecchiature elettriche; scelta del modo di protezione (si veda par. 3.4)

6) Per ogni apparecchiatura scelta, sia al fine di prevedere delle prescrizioni nel progetto, sia per eseguire una corretta installazione, sono necessarie le seguenti informazioni, applicabili al caso specifico:

• istruzioni per l’installazione ed il collegamento (obbligatoriamente fornite insieme al prodotto, secondo la direttiva ATEX 94/9/EC);

• documenti che riportino le “speciali condizioni di sicurezza” per le apparecchiature operanti in con condizioni speciali, come ad esempio le apparecchiature che riportano il suffisso “X” nel numero del certificato CE del tipo;

• documento descrittivo per i sistemi a sicurezza intrinseca. Nel caso il sistema non sia acquisito dal mercato, ma sia progettato nell’ambito più generale del progetto dell’impianto elettrico nel luogo pericoloso, il documento descrittivo per i sistemi a sicurezza intrinseca sarà parte della documentazione di progetto;

• documentazione relativa, ad esempio, ai calcoli per le portate di lavaggio, per gli strumenti, ecc., secondo quanto indicato nelle informazioni di contrassegno delle apparecchiature a sovrapressione interna;

• dichiarazione CE di conformità alla Direttiva 94/9/EC.

Una volta effettuata la scelta delle apparecchiature elettriche per ogni zona pericolosa, è necessario operare la scelta, o la verifica, delle loro caratteristiche elettriche (potenza, corrente, frequenza, tensione, ecc.) e di altre caratteristiche proprie delle apparecchiature, in relazione all’uso ed all’installazione prevista per non compromettere la sicurezza.

Ad esempio, ci si deve accertare che la tensione e la frequenza di funzionamento dell’apparecchiatura siano adeguate al sistema di alimentazione utilizzato per l’impianto. Inoltre si deve verificare che, la classe di temperatura scelta per l’apparecchiatura sia stata determinata dal costruttore, per la stessa tensione e frequenza del sistema elettrico in cui è destinata ad essere installata. Infatti, la classe di temperatura è determinata mediante prove di funzionamento normale (entro i parametri nominali della costruzione), in guasto e con doppio guasto (generalmente operando variazioni su tensioni e correnti che possono far aumentare la temperatura), quindi l’installazione dell’apparecchiatura in un sistema elettrico con tensione e frequenza non compatibili con quelle dichiarate sul contrassegno della costruzione, potrebbe inficiare la classificazione in relazione alla temperatura dell’apparecchio.

Al fine di perseguire il principio della prevenzione, nella progettazione dell’impianto elettrico si deve tenere conto della possibilità di installare le apparecchiature in luoghi non pericolosi o, quando non è attuabile, nella zona meno pericolosa possibile.

51

3.3 Qualifiche del personale

L’ultima edizione della norma IEC/EN 60079-14, di riferimento per la progettazione, la scelta e l’esecuzione degli impianti elettrici sia nei luoghi pericolosi per la presenza di gas, sia nei luoghi pericolosi per la presenza di polvere combustibile, introduce alcune novità rispetto alla precedente.

Una delle più importanti, sicuramente quella di maggiore impatto rispetto al passato, è l’introduzione di un articolo (art. 4.4) e di un allegato (Allegato F) normativo, quindi vincolante, nei quali sono specificamente richieste le qualifiche che deve possedere il personale atto alla progettazione, scelta e installazione degli impianti elettrici.

Il personale coinvolto nella progettazione, scelta e installazione degli impianti elettrici, deve essere formato e istruito sui modi di protezione e le pratiche di installazione, le regole e le disposizioni legislative relativi, e i principi della classificazione dei luoghi. In particolare, la competenza della persona deve essere attinente al tipo di lavoro da intraprendere.

Questo significa che un qualsiasi operatore deve essere a tutti gli effetti un “esperto” e la propria competenza deve essere a servizio della mansione da eseguire. Il grado di formazione e specializzazione richiesto, è tale per cui un impianto con uno specifico modo di protezione, può essere progettato e installato solo da persone formate su quello specifico modo di protezione, dalle caratteristiche delle costruzioni, alla classificazione delle aree, per finire alle leggi, norme che regolano quello specifico modo di protezione: per installare un impianto Ex “e” serve un installatore che sia formato sul modo di protezione Ex “e”.

Gli scopi di una prescrizione così importante sono quelli di fare in modo che, gli addetti ai lavori, siano il più possibile in grado di conoscere le prescrizioni dello specifico modo di protezione che hanno scelto e si apprestano ad installare. Soprattutto in merito a quelle caratteristiche che possono inficiare la protezione, sia rispetto alle condizioni ambientali di installazione (temperatura, rischio meccanico, ecc.), sia rispetto al mantenimento del modo di protezione all’interfaccia tra apparecchiatura e impianto (ingressi in custodia, equipotezializzazione, rischio di accumulo di carica, ecc.).

La scheda seguente, illustra quanto prescritto dall’allegato F della norma IEC/EN 60079-14 in merito alle qualifiche del personale.

Analisi delle condizioni esterne ambientali:

INFLUENZE ESTERNE

• Max/Min T amb;

• Umidità

• inquinamento amb

• penetraz. corpi estranei

• penetraz. acqua

• sollecitazioni meccaniche

• sollecitazioni chimiche

Raccolta delle informazioni sulla destinazione d’uso del luogo e delle condizioni operative negli

ambienti

• Carico di incendio ≥ 30;

• Circuiti protezione elettrica SELV, ecc.

• Rischio di fulminazione

• Sistema elettrico

• Parametri elettrici dell’impianto (Vn, Icc, ecc.)

Definizione delle norme impiantistiche applicabili

congiuntamente alla norma IEC/EN 60079-14

(CEI 64-8/7, CEI 81-10, ecc.)

Raccolta delle informazioni necessarie alla scelta delle

apparecchiature (par. 3.4.1)

• classificazione delle aree (zone);

• classificazione del gas (IIA,IIB,IIC)

• classificazione della polvere (IIIA, IIIB, IIIC)

• classe T del Gas

• ecc.

Scelta delle costruzioni elettriche e dei

componenti in accordo alla norma IEC/EN 60079-14

DOCUMENTAZIONE PER OGNI APPARECCHIO

• istruzioni per l’installazione ed il collegamento

• “speciali condizioni di sicurezza” per le apparecchiature operanti in con condizioni speciali, come ad esempio le apparecchiature che riportano il suffisso “X” nel numero del certificato CE del tipo

• dichiarazione CE di conformità alla Direttiva 94/9/EC

• Ecc.

PROGETTAZIONE DELL’IMPIANTO IN

ACCORDO ALLE PRESCRIZIONI DELLA

NORMA IEC/EN 60069-14

Figura 10 – Dati e informazioni necessari alla stesura del progetto degli impianti elettrici

52

Scheda 13 – Qualifiche del personale richieste da Allegato F della norma IEC/EN 60079-14

53

3.4 Scelta delle apparecchiature

Le apparecchiature elettriche devono essere scelte secondo i criteri della direttiva Atex 94/9/EC, in relazione alla zona pericolosa in cui sono destinate: si deve determinare il gruppo (I oppure II) e la categoria dell’apparecchiatura, in relazione alla zona pericolosa in cui è destinato.

La scelta si deve effettuare in accordo alla Tabella 10 del paragrafo 2.5.2.

Quando le apparecchiature elettriche sono conformi alla serie di norme IEC/EN 60079 (apparecchiature “Ex”), godono di presunzione di conformità alla direttiva 94/9/EC. Pertanto operare la scelta dell’apparecchiatura in conformità a tali norme, implica scegliere l’apparecchiatura secondo i criteri della direttiva.

I criteri di scelta di seguito esposti, sono riferiti alle apparecchiature elettriche in accorso a IEC/EN 60079.

Scegliere un’apparecchiatura secondo i criteri delle norme IEC/EN 60079, significa operare la scelta:

- in relazione al livello di protezione dell’apparecchiatura (EPL) rispetto alle zone in cui è destinata; - in relazione al modo di protezione, in funzione della tipologia di apparecchiatura ovvero della sua funzionalità

nel sistema impianto (se l’apparecchiatura deve essere di potenza, se è di segnale, se ha parti in movimento, ecc.), e in funzione dell’EPL;

- in relazione alla classificazione dell’apparecchiatura Ex: gruppo del gas, gruppo delle polveri, classe di temperatura (Gas), massima temperatura superficiale (Polvere);

- in relazione a rischi di innesco diversi dalle temperature elevate e dalla scintilla elettrica: energia radiante, ultrasuoni, scintille dovuti ad attrito o impatto meccanico, scariche elettrostatiche, ecc..

DIRETTIVA 94/9/EC

GR

UP

PO

I

Categoria Condizioni di

funzionamento

M1 Alimentati in presenza di atmosfera esplosiva

M2 Non alimentati in

presenza di atmosfera esplosiva

GR

UP

PO

II Categoria

ZONA

gas polveri

1 0 20

2 1 21

3 2 22

COSTRUZIONI Ex

(IEC/EN 60079)

EPL

MODO DI PROTEZIONE

(Ex nA, Ex nR, Ex d, Ex e, ecc.)

ANALISI FONTI INNESCO PROPRIE DELL’INSTALLAZIONE

(attrito / scintilla origine meccanica dovuta ai materiali da costruzione, scarica elettrostatica, ecc.)

Figura 11 – scelta di un’apparecchiatura elettrica

54

3.4.1 Informazioni e Dati necessari

Per operare correttamente la scelta delle apparecchiature elettriche, sono necessarie precise informazioni in merito a:

• documentazione relativa alla classificazione delle aree (zone 0, 20, 1, 21, 2, 22) redatta secondo la norma IEC/EN 60079-10 (parte 1 per gas e parte 2 per polvere), da cui ricavare tipo ed estensione delle zone, tipo di sostanza che interessa le zone classificate, altre informazioni utili alla progettazione dell’impianto elettrico;

• livello di protezione dell’apparecchiatura;

• classificazione del gas che interessa ogni zona pericolosa individuata, in termini di massima temperatura di accensione (classe di temperatura);

• classificazione del gas che interessa ogni zona pericolosa individuata, in termini di gruppo di appartenenza (IIA, IIB, IIC);

• temperatura di innesco in strato della polvere che origina la zona pericolosa;

• temperatura di innesco in nube della polvere che origina la zona pericolosa;

• classificazione della polvere che interessa ogni zona pericolosa individuata, in termini di gruppo di appartenenza (IIIA, IIIB, IIIC);

• massima e minima temperatura ambiente;

• influenze esterne.

Figura 12 – Esempio di classificazione delle aree in una cabina di verniciatura, con indicazione delle Sorgenti di Emissione.

Figura 13 – Esempio di classificazione delle aree in una cabina di verniciatura: tabella relativa alle informazioni sulle zone

originate dalle SE, con evidenziata la classificazione del gas/vapore (gruppo e classe di temperatura) per le SE di figura 12.

55

3.4.2 Scelta in relazione alla Zona pericolosa

La scelta in relazione alla zona pericolosa si opera in relazione al livello di protezione richiesto per la zona in esame (EPL), al quale corrisponderà la rispettiva classificazione Atex 94/9/EC dell’apparecchiatura.

In funzione della tipologia di apparecchiatura ovvero della sua funzionalità nel sistema impianto, e in funzione dell’EPL, si sceglie il modo di protezione.

La tabella seguente, estratto della tabella 11, riassume quale livello di protezione e marcatura Atex corrispondente scegliere, in relazione alla zona:

Zona Livello di protezione delle apparecchiature

(EPL) Classificazione ATEX 94/9/EC delle apparecchiature

0 Ga II 1G

1 Ga o Gb II 2G

2 Ga o Gb o Gc II 3G

20 Da II 1D

21 Da o Db II 2D

22 Da o Db o Dc II 3D

Tabella 13 - Scelta del livello di protezione e marcatura Atex 94/9/EC, in relazione alla zona

La scelta del modo di protezione deve essere fatta in accordo a quanto riportato nelle tabelle delle schede 11 e 12, nelle quali è indicato il livello di protezione (EPL) assegnato ad ogni modo di protezione ed alle quali si rimanda.

3.4.3 Scelta in relazione al gruppo delle apparecchiature Ex

Una volta scelto il livello di protezione dell’apparecchiatura e il relativo modo di protezione, si devono estrapolare dalla classificazione delle aree le informazioni relative alla sostanza che genera la zona pericolosa. In particolare, come abbiamo visto nel capitolo 1, deve essere noto il raggruppamento della sostanza (gas, vapore oppure polvere combustibile) che ha originato la zona pericolosa.

Poiché le apparecchiature Ex sono raggruppate allo stesso modo delle sostanze, si deve operare la scelta a qual gruppo deve appartenere l’apparecchiatura di cui abbiamo già scelto EPL e modo di protezione.

Suddivisione del luogo per gas/vapori o polvere

(raggruppamento delle sostanze) Gruppo di apparecchiature consentito

IIA IIA, IIB o IIC

IIB IIB o IIC

IIC IIC

IIIA IIIA, IIIB o IIIC

IIIB IIIB o IIIC

IIIC IIIC

Tabella 14 – Relazione tra suddivisione gas/vapori o polvere in gruppi e gruppo delle apparecchiature elettriche

Si ricorda che per alcuni modi di protezione, i requisiti dell’apparecchiatura da cui dipende il modo di protezione stesso, non dipendono dal raggruppamento della sostanza che genera l’atmosfera esplosiva.

Se ne riportano alcuni a titolo esemplificativo e non esaustivo:

- Ex nA ed Ex e: l’atmosfera gas può entrare nella custodia e venire a contatto con i componenti interni. La protezione è attuata dai componenti stessi in quanto non scintillanti e con temperature superficiali non pericolose. Il raggruppamento del gas (in relazione alla minima energia di innesco e agli interstizi delle costruzioni) non influisce sulla progettazione e prove di tipo;

- Ex nR: l’atmosfera gas non entra nella custodia per un tempo limitato, in accordo con la definizione di zona 2. Questa protezione con custodia non è influenzata dal raggruppamento del gas (in relazione alla minima energia di innesco e agli interstizi delle costruzioni) non influisce sulla progettazione e prove di tipo.

56

3.4.4 Scelta in relazione alla temperatura ambiente

La massima temperatura superficiale che raggiunge una apparecchiatura nel funzionamento normale, in presenza di un primo guasto o in presenza di un guasto raro (a seconda del livello di protezione richiesto), deve essere dichiarata dal costruttore dell’apparecchiatura stessa.

Per mezzo del contrassegno sull’apparecchio, la temperatura massima superficiale viene comunicata mediante la lasse di temperatura, se l’atmosfera pericolosa è gas/vapore, oppure mediante un valore espresso in gradi centigradi (°C) se l’atmosfera pericolosa è polvere combustibile.

La massima temperatura superficiale dichiarata in marcatura è determinata da prove di laboratorio (prove di tipo) in funzione della temperatura ambientale dichiarata idonea per l’apparecchiatura.

Altre caratteristiche delle costruzioni sono determinate a partire da un certo intervallo di temperatura ambientale, come ad esempio la resistenza termica, la resistenza meccanica all’impatto, ecc. per le custodie.

In generale, sia le prove di tipo della parte generale della norma (IEC/EN 60079-0), sia le prove di tipo dello specifico modo di protezione sono condotte nell’intervallo di temperatura ambientale dichiarato dal costruttore dell’apparecchiatura. Inoltre se la temperatura ambientale è compresa nell’intervallo – 20 °C ≤ Ta ≤ + 40 °C, non è richiesto di riportarlo in marcatura: viene considerato una condizione normale di temperatura ambientale. In caso contrario in marcatura sono riportate la massima e la minima temperatura ambientale.

In conclusione, ogni apparecchiatura è idonea a funzionare in un intervallo di Temperatura Ambientale definito dal costruttore. Il progettista/installatore deve scegliere un’apparecchiatura che abbia livello di protezione, modo di protezione, raggruppamento di gas/vapori o polveri e le proprie caratteristiche di protezione, in accordo alla temperatura ambientale massima e minima dell’ambiente in cui è destinata ad essere installata.

Nell’eseguire l’analisi, si deve tenere in considerazione anche la possibile influenza sulla temperatura da parte di altri fattori (es. temperatura di processo o l’esposizione alla radiazione solare), se del caso anche mediante misure.

3.4.5 Scelta in relazione alla temperatura di accensione dei gas

La costruzione elettrica deve essere scelta in modo tale che la massima temperatura superficiale sia inferiore alla temperatura di innesco del gas.

Figura 14 – scelta dell’apparecchiatura in relazione alla temperatura ambientale

57

Abbiamo visto che i gas vengono raggruppati in classi di temperatura in funzione della loro temperatura di accensione. Per questo motivo la norma IEC/EN 60079 delle costruzioni Ex, prescrive che il costruttore dell’apparecchiatura, destinata ad atmosfere gas/vapore, assegni all’apparecchiatura stessa una classe di temperatura da T1 a T6 in funzione della massima temperatura superficiale raggiunta nel funzionamento e la riporti sul contrassegno.

Il progettista dell’impianto elettrico sceglie la costruzione elettrica a partire dalla classe di temperatura del gas, in modo che la classe T dell’apparecchio sia inferiore a quella del gas. La classificazione dovrà perciò riportare la tipologia delle sostanze che generano le zone, con le rispettive classi di temperatura a cui appartiene ogni sostanza, al fine di permettere al progettista degli impianti (o a chiunque altro debba interagire con i luoghi classificati) di operare le opportune scelte.

Classe di Temperatura richiesta dalla

classificazione dei luoghi

Temperatura di accensione

di Gas o Vapori [°C]

Classi di temperatura accettabili

per le apparecchiature

T1 > 450 T1 ÷ T6

T2 > 300 T2 ÷ T6

T3 > 200 T3 ÷ T6

T4 > 135 T4 ÷ T6

T5 > 100 T5 ÷ T6

T6 > 85 T6

Tabella 15 – Relazione tra temperatura di accensione di gas o vapori e classe di temperatura dell’apparecchiatura

58

3.4.6 Scelta in relazione alla temperatura di accensione delle polveri

Abbiamo visto che per le polveri vengono definite due temperature di innesco differenti, a seconda che la polvere sia miscelata con aria in nube oppure sia depositata in strato.

Uno strato di polvere che si deposita su un’apparecchiatura, se non rimosso tempestivamente, tende ad accumularsi fino a raggiungere uno spessore da qualche millimetro fino a qualche centinaia di millimetri.

Lo strato di polvere presenta i due tipi di pericolo illustrati al par. 1.4, ovvero può sollevarsi in nube se disturbato (ed assumere la funzione di Sorgente di Emissione) oppure può presentare rischio di incendio.

In quest’ultimo caso, avviene che quando lo spessore dello strato aumenta si hanno due conseguenze:

1) Riduzione della temperatura minima di accensione; 2) Aumenta l’isolamento termico, con la conseguenza possibile di un aumento delle temperature

dell’apparecchiatura anche nel funzionamento normale, fino a registrare temperature massime superficiali superiori a quelle misurate senza lo strato di polvere depositato sulla superficie.

La massima temperatura superficiale ammissibile per un’apparecchiatura è determinata dalla deduzione di un margine di sicurezza per la temperatura minima di accensione di una nube della polvere interessata e per la temperatura minima di accensione dello strato.

La temperatura minima di accensione dello strato non può essere un valore univoco, ma dipende dallo spessore dello strato, per quanto detto sopra. Per questo motivo, in letteratura la temperatura di innesco dello strato viene normalmente associata ad uno spessore, in genere uno spessore di strato pari a 5 mm (T5 mm).

Il 30 di settembre del 2012 la norma EN 61241-1 (modo di protezione “tD” per polvere) cessa la presunzione di conformità per la direttiva Atex 94/9/EC, sostituita dalla norma EN 60079-31 del modo di protezione “t”, trattato in questa pubblicazione. Il modo di protezione “t” e la relativa norma, sono stati armonizzati e pubblicati per la prima volta nel 2010.

Una delle differenze tra i modi di protezione “tD” e “t”, consiste nel fatto che il primo aveva due metodi differenti per raggiungere il livello di protezione dichiarato per l’apparecchiatura. Il primo metodo, identificato come “metodo A” era sostanzialmente orientato sul conferire alla custodia un grado di protezione IP che impedisse la penetrazione della polvere. Il secondo metodo, identificato come “metodo B”, si basava sul dimensionamento dei giunti della custodia affinché le loro caratteristiche costruttive fossero sufficienti ad impedire la penetrazione della polvere. La verifica (prova di tipo) non era condotta in accordo al grado di protezione IP, ma mediante un “duty cycle” (riscaldamento – raffreddamento) da eseguirsi con l’apparecchiatura immersa in una nube di polvere: il raffreddamento crea la depressione necessaria a facilitare l’ingresso della polvere nella custodia.

Nel nuovo modo di protezione “t”, i metodi A e B sono riuniti in uno solo riferito alla verifica del grado di protezione IP, contro la penetrazione di polvere nella custodia.

L’edizione più recente della norma impianti IEC/EN 60079-14, contiene ancora riferimenti al modo di protezione “tD” e relativi metodi A e B. Il modo di protezione “t” sarà introdotto nella futura edizione della norma.

Per questa ragione le regole per definire la massima temperatura superficiale ammissibile per una costruzione elettrica, richiedono un confronto delle temperature di accensione dello strato con:

Figura 15 – Possibile effetto dell’isolamento termico dovuto ad uno spessore di strato di polvere

59

- 5 mm di spessore per il modo di protezione “tD” metodo A e per tutti gli altri modi di protezione per polvere;

- 12, 5 mm di spessore per il modo di protezione “tD” metodo B.

Il metodo B della norma EN 61241-1 prevedeva la definizione della massima temperatura superficiale della costruzione, con uno strato di 12,5 mm di polvere sulla custodia.

Per scegliere la costruzione elettrica si deve determinare la massima temperatura ammissibile per la costruzione, determinata come segue per confronto tra le massime temperature superficiali ammissibili per nube e strato, scegliendo quella minore:

limite di temperatura in presenza di nubi di polvere

Tmax = 2/3 TCL

Ove TCL è la temperatura di innesco della nube

limite di temperatura in presenza di strati di polvere :

1) Strati di spessore fino a 5 mm e oltre 5 mm fino a 50 mm (per apparecchiature con i modi di protezione

“tD” metodo A e tutti gli altri modi di protezione per polvere)

- fino a 5 mm di spessore: Tmax = T5 mm – 75 °C

Ove T5 mm è la temperatura di innesco di uno strato di polvere di 5 mm

- oltre 5 mm fino a 50 mm di spessore

La temperatura massima superficiale ammessa deve essere ridotta di conseguenza.

La temperatura è ridotta in funzione di un grafico che fornisce la Tmax superficiale ammessa per l’apparecchiatura in funzione dello spessore per varie curve fornite in base alla temperatura di innesco dello strato di 5 mm (a partire da 250 °C fino a 400 °C).

Figura 16 – correlazione tra la massima temperatura superficiale ammessa e lo spessore degli stati di polvere

60

La massima temperatura superficiale dell’apparecchiatura indicata

sul contrassegno, deve essere minore della minore tra le Tmax

calcolate.

La norma consiglia comunque la definizione della temperatura minima di accensione dello strato in funzione dello spessore attraverso indagini di laboratorio e definisce il grafico come “linea semi-quantitativa”.

2) Strati di polvere di spessore fino a 12,5 mm (solo per apparecchiature con modo di protezione “tD” metodo

B)

- Tmax = T12,5 mm – 25°C

Ove T12,5 mm è la temperatura di innesco di uno strato di polvere di 12,5 mm

3) Strati di polvere inevitabili: oltre 50 mm per tutti i modi di protezione

La norma IEC/EN 60079-0 prevede che un costruttore possa contrassegnare l’apparecchiatura con la massima temperatura superficiale TL, determinata con la custodia ricoperta da uno strato di polvere di spessore L (mm) ammesso per l’apparecchiatura.

Se l’apparecchiatura è contrassegnata con TL per uno spessore dello strato, la temperatura di accensione della polvere determinata (da indagini di laboratorio) con uno strato di spessore L, deve essere applicata alla formula di cui al punto 1), primo trattino, in sostituzione della temperatura T5 mm. Ovvero, la temperatura superficiale della costruzione elettrica deve essere inferiore della temperatura di innesco di uno strato L di polvere, di almeno 75°C.

La temperatura massima ammissibile per una costruzione con modo di protezione “t” può essere determinata applicando il punto 1 e 2 a seconda che il costruttore dichiari o meno la massima temperatura superficiale per uno strato di polvere di spessore L.

Una volta determinata la temperatura massima ammissibile, come minore delle temperature determinate per nube e strato, si sceglie l’apparecchiatura confrontandola con la temperatura sul contrassegno della costruzione:

3.5 Influenze esterne

Le influenze esterne possono avere effetti negativi sulle caratteristiche costruttive delle apparecchiature elettriche, da cui dipende il modo di protezione.

Diviene fondamentale, allo scopo di preservare il livello di protezione dell’apparecchiatura durante il servizio, scegliere e installare l’apparecchiatura elettrica in modo tale che le condizioni dell’ambiente di installazione non siano tali da inficiare il modo di protezione.

Si dovranno determinare per esempio le condizioni:

- di pressione;

- chimiche;

- meccaniche (rischio di impatto/caduta);

- di vibrazione;

- termiche;

- di umidità;

- di corrosione.

Le condizioni esterne devono essere identificate in ogni documento che accompagna la vita dell’impianto, dalla progettazione, alla scelta delle apparecchiature e installazione, fino alle verifiche periodiche.

In particolare si deve prestare attenzione alle limitazioni per l’uso dell’apparecchiatura, riportate nelle istruzioni di sicurezza, in relazione alle influenze esterne. Ad esempio se una costruzione riporta la “X” in marcatura per essere certificata con rischio meccanico basso (es. resistenza meccanica a energie di impatto di 4 J al posto di 7 J), è necessario valutare attentamente il rischio meccanico, per evitare impatti che potrebbero generare delle rotture nella custodia dell’apparecchiatura e inficiare il modo di protezione.

61

3.6 Protezioni elettriche

I dispositivi di protezione contro cortocircuito e guasto a terra non devono essere del tipo a riarmo automatico, è richiesto il ripristino manuale.

Se la protezione con dispositivi che interrompono l’alimentazione del circuito, e la conseguente messa fuori servizio dell’apparecchiatura, può creare condizioni di pericolo, è possibile utilizzare in alternativa un dispositivo di segnalazione e di allarme in un posto presidiato da personale addestrato sul da farsi.

Le prescrizioni al presente paragrafo, non sono applicabili ai circuiti a sicurezza intrinseca.

COMPONENTE

IMPIANTO PROTEZIONE ELETTRICA

condutture contro le sovracorrenti (sovraccarico e cortocircuito) e contro gli effetti dannosi dei guasti a terra.

Sovraccarico:

1) si applicano le prescrizioni dei luoghi a maggior rischio in caso di incendio: il dispositivo

di protezione contro i sovraccarichi deve essere posto all’inizio del circuito

2) si proteggono contro i sovraccarichi anche i circuiti non soggetti a sovraccarico (ad esempio il circuito luce), così come suggerito dalla norma CEI 64-8, art. 473.1.2, parte commento

costruzioni elettriche

contro gli effetti dannosi dei cortocircuiti e dei guasti a terra

Si devono prendere precauzioni per impedire il funzionamento di costruzioni elettriche trifase (ad esempio motori trifase) in mancanza di una o più fasi, per evitare pericolosi surriscaldamenti (ad esempio, mediante relè termici sensibili alla mancanza di fase).

macchine elettriche rotanti

Contro sovraccarico

Eccezioni: macchine adatte per uso speciale.

(es. quando sono previste per resistere in modo continuo alla corrente di avviamento a tensione e frequenza nominali, senza generare surriscaldamenti inammissibili)

Il dispositivo di protezione dai sovraccarichi:

a. su tutte e tre le fasi, temporizzato, a tempo inverso, regolato a una corrente ≤ In della macchina e che intervenga entro 2 h per una corrente 1,20 volte la corrente di regolazione (relè termico) e non entro 2 h a 1,05 la corrente di regolazione; oppure

b. un dispositivo di controllo termico con termo-sonde integrate nella macchina.

trasformatori contro il sovraccarico

Eccezioni:

Trasformatori costruiti per resistere in modo continuo a cortocircuiti sul secondario con il primario alimentato a corrente e tensione nominale,

Oppure adatti al funzionamento in sovraccarico senza raggiungere temperature inammissibili

Dispositivi di riscaldamento a resistenza

contro le sovracorrenti (sovraccarico e cortocircuito).

Contro gli effetti di riscaldamenti dannosi dei guasti a terra e perdite verso terra, si devono prevedere:

a. (sistema TT o TN) differenziale con Id ≤ 100 mA, dando la preferenza ove possibile a differenziali con Id ≤ 30 mA

b. (sistema IT) dispositivo di controllo dell’isolamento per sezionare l’alimentazione ogni volta che la resistenza di isolamento non è superiore a 50 Ω per Volt di tensione nominale.

Misure di protezione contro una temperatura superficiale eccessiva, ad esempio mediante dispositivi di rilevamento della temperatura o due o più parametri diversi.

Scheda 14 - protezione elettrica

62

3.7 Comando e prelievo di energia

COMPONENTE

IMPIANTO REGOLE DI INSTALLAZIONE

Apparecchiature di comando

Le apparecchiature per il comando funzionale (interruttori, ecc.) in zona pericolosa devono essere adatte all’uso nella zona specifica e quindi protette con uno dei modi di protezione in relazione al tipo di zona

Zona Atex 94/9/EC EPL

Zona 2 II 3G Ex nR II T6 Gc Gc

Prese a spina

Solo in luoghi che richiedono EPL Gb, Gc, Db, Dc adatte all’uso nella zona specifica (EPL e modo di protezione) [#1] dotate di interblocco meccanico e/o elettrico per evitare la formazione di arco elettrico

durante l’inserzione e l’estrazione della spina; oppure presa e la spina sono bloccate in posizione inserita (imbullonate); oppure alimentate solo in situazioni di “assenza di atmosfera esplosiva” Nota [#1]: esempi di applicazione a prese a spina

Zona EPL Protezione Soluzione/modo di protezione

1 Gb Componente

interno Es. presa di dotata di interruttore di blocco interno alla custodia, con modo di protezione “d”

1 Gb Custodia Es. interruttore di blocco “ordinario” in custodia a prova di esplosione “d”

2 Gc Componente

interno Es. presa di dotata di interruttore di blocco interno alla custodia, con modo di protezione “nC”

2 Gc Custodia interruttore di blocco “ordinario” in custodia a respirazione limitata “nR”

21 Db Custodia Custodia “tb”

22 Dc Custodia Custodia “tc”

Prescrizioni aggiuntive per polveri

Oltre a quanto descritto sopra: le spine e le prese a spina devono essere usate in combinazione con una forma adeguata di

connessione flessibile; le prese a spina devono essere installate in modo tale che la polvere non entri nella presa a

spina, con o senza spina inserita. Per minimizzare l’ingresso di polvere nel caso in cui la ghiera protettiva sia accidentalmente rimossa, le prese a spina devono essere posizionate ad un angolo non superiore a 60° rispetto alla verticale, con le aperture rivolte verso il basso.

Le prese a spina devono essere installate in posizione tale che il cavo flessibile di connessione flessibile sia più corto possibile.

Scheda 15 – comando e prelievo di energia

63

3.8 Interruzione di emergenza

Se i circuiti elettrici all’interno di una zona pericolosa rimangono alimentati in caso di emergenza, costituendo un potenziale pericolo, devono essere adottate le misure seguenti:

Fuori della zona devono essere previsti uno o più dispositivi per l’interruzione dell’alimentazione elettrica nella zona pericolosa;

Se un’apparecchiatura elettrica deve continuare a funzionare per prevenire pericoli aggiuntivi, deve essere alimentata con circuito separato e non compresa nel circuito di arresto di emergenza;

In tal caso, si devono prevedere soluzioni alternative per la segnalazione dell’emergenza, ad esempio mediante un comando fuori dalla zona, con segnalazione ed allarme in luogo presidiato (fuori dalla zona pericolosa) da personale istruito sul da farsi;

Per il comando di emergenza valgono le prescrizioni generali della norma CEI 64-8;

Il sezionatore generale, o l’interruttore generale (dispositivo di interruzione di protezione) sono comandi di emergenza adeguati;

L’interruzione di emergenza dovrebbe sezionare tutti i conduttori dei circuiti di alimentazione, compreso il neutro;

La quantità e la disposizione del comando di emergenza DEVONO essere stabiliti da un’attenta analisi del sito e delle procedure abituali di lavoro, affinché possa essere riconosciuto ed individuato con facilità in relazione all’utilizzo dell’impianto elettrico durante le normali operazioni di lavoro.

3.9 Sezionamento

Scheda 16 – Sezionamento dell’impianto per consentire di lavorare in sicurezza

64

3.10 Protezione contro le scintille

Una delle cause di innesco è la formazione di scintille pericolose in grado di innescare l’eventuale atmosfera esplosiva. La scheda seguente illustra le prescrizioni della norma IEC/EN 60079-14, al fine di evitare la formazione di scintille elettriche originate nell’impianto. Il pericolo da scintille è sostanzialmente suddiviso in due situazioni: il contatto diretto ed il contatto indiretto (attraverso una massa o una massa estranea).

IMPIANTO O

COMPONENTE REGOLE DI INSTALLAZIONE

Pericolo da parti attive

Parti Attive Si deve impedire ogni contatto con parti nude attive che non siano a sicurezza intrinseca.

Protezione mediante schermatura con custodie con idoneo grado IP

Pericolo da masse e masse estranee

prescrizioni che si applicano ai sistemi elettrici fino a 1000 V c.a. in valore efficace e 1500 V c.c., diversi dai circuiti a sicurezza intrinseca

Le correnti di guasto a terra devono essere limitate (intensità e/o durata) nelle strutture o nelle custodie e si deve prevenire il manifestarsi di tensioni elevate nei conduttori per il collegamento equipotenziale.

Sistema di messa a terra tipo

TN

è ammesso soltanto il sistema TN-S (conduttore di neutro e conduttore di protezione separato)

Non è ammesso il sistema TN-C (conduttore unico che svolge la funzione di neutro e di protezione).


TT

il sistema TT (sistema con un punto collegato direttamente a terra e le masse collegate ad un impianto di terra locale elettricamente indipendente da quello del collegamento a terra del sistema) deve essere protetto da un interruttore con dispositivo differenziale.


IT

Quando si utilizza un sistema IT (sistema senza parti attive collegate a terra tramite un’impedenza mentre le masse sono collegate a terra), deve essere utilizzato un dispositivo di controllo dell’isolamento per la segnalazione del primo guasto verso terra.

Si richiama la Norma CEI 64-8 che prevede questo tipo di dispositivo, inoltre potrebbe essere necessario un collegamento equipotenziale supplementare da realizzare secondo le prescrizioni della suddetta norma (CEI 64-8 parte 4).

Sistema SELV e PELV

Nei circuiti a bassissima tensione di sicurezza SELV (che devono essere conformi alle Norme CEI 64-8, parte 4, sezione 411), le parti attive non devono essere né collegate a terra, né collegate ad altre parti attive, né a conduttori di protezione facenti parte di altri circuiti. Qualsiasi parte conduttrice esposta può non essere collegata a terra oppure essere collegata a terra se il collegamento serve per esigenze particolari (per esempio per la compatibilità elettromagnetica).

I circuiti a bassissima tensione di protezione PELV (che devono essere conformi alle Norme CEI 64-8, parte 4, sezione 411), sono collegati a terra. Tutte le parti conduttrici esposte devono far capo ad un sistema comune di equipotenzialità, al quale devono essere collegate tutte le masse.

Separazione Elettrica

La separazione elettrica, riguardante un solo apparecchio, deve essere conforme alle prescrizioni delle Norme CEI 64-8, parte 4.

Al di sopra dei luoghi pericolosi

Apparecchiature che possono produrre particelle calde o superfici calde ubicate a meno di 3,5 m al di sopra di luoghi pericolosi devono essere COMPLETAMENTE CHIUSE O DOTATE DI SCHERMI (O PROTEZIONI ADEGUATE), per prevenire che le sorgenti di accensione possano cadere nel luogo pericoloso. Esempi di apparecchiature a cui si applica questa prescrizione possono comprendere:

fusibili che possono generare archi, scintille o particelle calde;

interruttori che possono generare archi, scintille o particelle calde;

motori o generatori che hanno contatti striscianti o spazzole;

riscaldatori, elementi scaldanti;

alimentatori, condensatori, accenditori per apparecchi di illuminazione a scarica;

tutte le lampade (tranne le lampade a scarica a vapori di sodio, non ammesse sopra i luoghi pericolosi.

Scheda 17 – Protezione contro le scintille pericolose

65

3.11 Equalizzazione del potenziale

Nei luoghi pericolosi, per evitare la formazione di scintille è richiesta l’equalizzazione del potenziale. Tutte le masse e masse estranee dei sistemi TN, TT, IT devono essere connesse al sistema di equipotenzialità con le prescrizioni della Norma CEI 64-8, con sistemi antiallentamento e minimizzando il rischio di corrosione.

Si ricorda che il conduttore di neutro non deve essere connesso al sistema di equipotenzialità.

Le custodie metalliche delle costruzioni a sicurezza intrinseca non è necessario collegarle al sistema equipotenziale, salvo che ciò non venga richiesto dalla documentazione del costruttore o per evitare l’accumulo di scariche elettrostatiche.

Gli impianti dotati di protezione catodica, a meno che il sistema non sia previsto specificatamente per questo scopo, non devono essere collegati al sistema equipotenziale.

Il sistema equipotenziale può comprendere i conduttori di protezione, i tubi metallici, guaine metalliche dei cavi, armature in acciaio, parti metalliche di strutture. Le parti metalliche che non sono masse o masse estranee (telai metallici dei serramenti) non richiedono di essere collegate al sistema equipotenziale, a meno che non esistano rischi di trasferimento di potenziale.

3.12 Elettricità statica

L’elettricità statica, in caso di accumulo, può provocare scintille pericolose. Nella progettazione degli impianti elettrici è necessario prendere provvedimenti per ridurre gli effetti dell’elettricità statica ad un livello di sicurezza.

Il rischio di innesco dovuto all’accumulo di cariche elettrostatiche, necessita di una approfondita analisi che coinvolge necessariamente non solo l’impianto elettrico, ma anche gli impianti di processo e condizioni operative (in genere cause primarie dell’accumulo di cariche).

La Nuova Norma prende in considerazione l’approccio della IEC 60079-0 applicata per i prodotti.

In sostanza sono applicati gli stessi accorgimenti che il costruttore adotta per i materiali non metallici, però applicati alle installazioni:

- Passerelle per cavi coperte di plastica

- Piastre di montaggio in plastica

- Protezioni in plastica

- ecc.

La norma IEC/EN 60079-14 richiama esplicitamente l’articolo 7 della norma IEC/EN 60079-0, dove vengono forniti i criteri e i requisiti per evitare il rischio di scarica elettrostatica sulla superficie esterna delle custodie non metalliche e sulle parti non metalliche di custodie. La norma riporta senza modifiche i metodi prescritti dalla parte generale, sia per gas, sia per polvere, che sono stati illustrati nella scheda n. 6 al paragrafo 2.4.1, alla quale si rimanda.

Le suddette prescrizioni non si applicano ai cavi.

3.13 Protezione contro i fulmini La progettazione degli impianti elettrici deve comprendere la valutazione delle probabilità di fulminazione secondo la Norma CEI 81-10 (IEC/EN 62305) e deve prendere provvedimenti per ridurre gli effetti dei fulmini ad un livello sicuro. Le prescrizioni per la protezione contro i fulmini delle costruzioni Ex “ia” installate in zona 0 sono riportate nella parte specifica relative alle prescrizioni particolari in funzione del modo di protezione.

L’impianto elettrico deve comunque essere protetto, se necessario, contro le sovratensioni entranti dalle linee elettriche installando limitatori di sovratensione (SPD) secondo le prescrizioni e valutazioni delle Norme CEI 64-8 e CEI 81-10.

3.14 Radiazione elettromagnetica Gli effetti delle radiazioni elettromagnetiche, devono essere valutate nella progettazione degli impianti elettrici e devono essere presi provvedimenti per ridurli ad un livello sicuro.

La norma non fornisce indicazioni, né riferimenti specifici sugli eventuali limiti di radiazione elettromagnetica per evitare l’innesco, ma rimanda ai limiti imposti dalla norma IEC/EN 60079-0.

Nella IEC/EN 60079-0 sono indicati i limiti di energia elettromagnetica in radio frequenza emessa intenzionalmente dalle apparecchiature elettriche (si ricorda che la parte 0 della norma 60079 fissa i requisiti generali per tutte le costruzioni Ex, ovvero è una norma di prodotto).

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3.15 Parti metalliche protette catodicamente Le parti metalliche protette catodicamente, situate in zone pericolose, sono considerate masse estranee. Nonostante il loro basso potenziale negativo, dette masse estranee devono essere considerate pericolose (in particolare con protezione a corrente impressa). Le parti metalliche situate in zona 0 non devono essere protette catodicamente, salvo che la protezione non sia progettata specificatamente per tale applicazione.

Gli elementi isolanti utilizzati per la protezione catodica, come elementi isolanti di tubi e binari, devono essere installati all’esterno dei luoghi pericolosi.

In caso di impossibilità, non essendoci norme armonizzate per la protezione catodica, è necessario seguire le norme nazionali. Una buona traccia per eseguire questa protezione, viene data dalla vecchia Norma CEI 64-2, anche se non è più in vigore.

3.16 Condutture

Per conduttura si intende l’insieme del cavo e della sua protezione meccanica (tubo, canale, ecc.). Se la protezione meccanica non è prevista, la conduttura è costituita dal solo cavo in aria.

Un impianto elettrico nei luoghi con pericolo di esplosione è realizzato installando apparecchiature Ex, secondo le prescrizioni della norma IEC/EN 60079-14 e in osservanza delle istruzioni di sicurezza per l’uso delle apparecchiature, fornite dal costruttore, che consentono di adottare tutte le precauzioni necessarie a non inficiare il modo di protezione delle apparecchiature stesse.

Le apparecchiature sono alimentate da circuiti, le cui caratteristiche dipendono dalle necessità impiantistiche e dalle condizioni ambientali, compresi fattori quali l’estensione delle linee di alimentazione, la necessità di derivazione delle linee e il percorso delle condutture in relazione al luogo di installazione.

Per tali motivi, se le prescrizioni tecniche per il mantenimento delle caratteristiche di sicurezza delle apparecchiature sono fornite dal costruttore (istruzioni di sicurezza), per le condutture è l’impiantista che deve effettuare l’analisi delle situazioni in cui la conduttura che alimenta una determinata apparecchiatura può costituire un rischio di innesco. Inoltre si deve considerare l’interfaccia tra la conduttura e l’apparecchiatura, affinché la connessione di quest’ultima all’impianto non costituisca un punto critico per l’innesco dell’atmosfera esplosiva.

In conclusione, spetta al progettista degli impianti elettrici eseguire una analisi del rischio di innesco che la conduttura può introdurre nella zona classificata.

Una conduttura può introdurre un rischio di innesco se le condizioni di dimensionamento ed installazione sono tali da:

- creare il pericolo di formazione di arco elettrico o scintille; - sviluppare temperature pericolose.

Una linea di alimentazione formata da conduttori isolati può originare archi o scintille, in grado di innescare l’atmosfera esplosiva, in conseguenza al modo di effettuare le giunzioni e le connessioni; oppure quando si verifica un danneggiamento dell’isolante tale da avere parti nude intensione a diverso potenziale che possono venire in contatto, ad esempio un cortocircuito tra due conduttori che hanno l’isolamento deteriorato, oppure una dispersione verso terra originata da un conduttore con l’isolamento danneggiato. Il deterioramento dell’isolamento può verificarsi in conseguenza a:

• danneggiamento per sollecitazione meccanica;

• danneggiamento dovuto ad agenti chimici corrosivi;

• temperature superiori alla massima temperatura ammissibile dall’isolante, dovute all’effetto termico di correnti superiori alla portata del cavo in conseguenza di cortocircuiti, sovraccarico o guasto verso terra, oppure di altra origine (ad esempio il riscaldamento dovuto a fenomeni di induzione);

• temperature ambientali inferiori alla minima temperatura oltre la quale l’isolante plastico può irrigidirsi fino alla rottura (ad esempio -5°C per isolante in PVC).

L’effetto termico sopra citato, è responsabile della temperatura superficiale che raggiunge l’isolante e quindi da considerare per lo sviluppo di temperature superficiali pericolose.

Alla luce di questa analisi di rischio, nei paragrafi che seguono, si forniscono una serie di prescrizioni per la progettazione ed installazione di condutture che nel loro complesso non inneschino l’atmosfera esplosiva. Quanto illustrato tra breve, è frutto di prescrizioni normative tratte dalla norma IEC/EN 60079-14, dalla letteratura tecnica e da considerazioni frutto dell’esperienza.

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Figura 17 – sorgenti potenziali di innesco per le condutture

In relazione alla tipologia di ingresso nelle apparecchiature Ex, le condutture di un impianto elettrico nei luoghi con pericolo di esplosione possono essere realizzate come:

1. Impianto in tubo (entrata in tubo): cavo più protezione meccanica; 2. Impianto in cavo con entrata diretta nella custodia; 3. Impianto in cavo con entrata indiretta nella custodia.

La norma li considera alternativi uno all'altro, senza ordini di preferenza.

3.16.1 Misure preventive contro il danneggiamento

I cavi ed i relativi accessori devono essere installati, per quanto possibile, in posizioni tali da impedire che possano subire danneggiamento meccanico, esposizione ad agenti chimici corrosivi e danneggiamento dovuto agli effetti del riscaldamento.

Per evitare il danneggiamento dei cavi, si provvede a realizzare condutture dotate di protezione meccanica, quali:

1) cavi posati in tubi protettivi; 2) cavi armati, schermati, o cavi con guaina di alluminio priva di giunzioni; 3) cavi ad isolamento minerale con guaina metallica o semirigida.

La norma IEC/EN 60079-14 prescrive che, quando i cavi utilizzati sono dotati di isolamento in PVC, si debbano prendere precauzioni per prevenire il danneggiamento dell’isolante se il luogo in cui devono essere installati può raggiungere temperature inferiori a -5 °C.

Il danneggiamento dell’isolante alle basse temperature può costituire un pericolo di cui tenere debitamente conto, anche nella norma CEI 64-2, non più in vigore, si teneva conto di questo rischio richiedendo che l’impiego di “cavi volanti” e/o movimentati durante l’uso, fosse limitato a temperature ambientali non inferiori a:

- + 5 °C per cavi ad isolamento e/o guaina in PVC; - - 25 °C per cavi con isolamento e/o guaina elastomerica.

Pur non avendo la norma CEI 64-2 validità normativa, si può utilizzare l’informazione sopra per assolvere alla prescrizione della norma con la seguente precauzione: in ambienti in cui la temperatura ambientale può raggiungere temperature inferiori a -5 °C, si prevedono cavi con isolamento e/o guaina elastomerica fino a valori di temperatura ambientale non inferiori a -25°C.

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La necessità di protezione meccanica dei cavi deve essere sempre frutto della probabilità di danni meccanici derivati dalle attività nell’ambiente di installazione. Quando questo non può essere determinato con certezza, si può adottare come regola pratica di adottare una tra le protezioni meccaniche in 1), 2) o 3), per le condutture la cui installazione è prevista al di sotto di 2,5 m sopra il piano di lavoro. Sotto tale quota le condutture non dovrebbero essere dotate di protezione meccanica solo se le operazioni di lavoro dimostrano che un danneggiamento della conduttura può essere solo intenzionale.

Per gli ingressi in cavo nelle apparecchiature fisse e nell’installazione dei cavi, si deve prestare attenzione a non effettuare curve che possano danneggiare l’isolante del cavo, rispettando i raggi di curvatura minimi prescritti dal costruttore dei cavi. In alternativa, il raggio di curvatura deve essere di almeno 8 volte il diametro del cavo, inoltre il raggio di curvatura del cavo dovrebbe iniziare almeno 25 mm dalla fine del pressacavo.

Il danneggiamento della conduttura per deterioramento dell’isolante in conseguenza a fenomeni termici, viene affrontata nel prossimo paragrafo, insieme al rischio di innesco dovuto alla temperatura superficiale della conduttura stessa.

Figura 18 – Danneggiamento dell’isolane

3.16.2 Temperatura superficiale delle condutture

Una conduttura in servizio raggiunge, nel funzionamento normale, una temperatura di regime proporzionale alla corrente che circola nel cavo. Tale temperatura può aumentare in caso di un guasto nel circuito che stabilisce una sovracorrente. L’effetto di questo aumento di temperatura può essere tale da degradare l’isolamento del cavo e, allo stesso tempo, può essere tale da dover considerare il cavo come una “superficie calda” che può innescare l’atmosfera esplosiva.

Per garantire che la conduttura non divenga sorgente potenziale di innesco, si deve verificare che la temperatura superficiale della conduttura sia inferiore alla temperatura di innesco dell’atmosfera esplosiva.

È quindi necessario conoscere la temperatura superficiale che la guaina del cavo raggiunge e, come avviene per le costruzioni Ex, la si deve determinare nel funzionamento normale, in condizioni di guasto e in condizioni di doppio guasto, a seconda della zona in cui deve essere installata.

Nel funzionamento normale, cioè quando nel cavo circola la corrente massima ammissibile dal cavo senza che l’isolante subisca degrado (portata del cavo), è riconosciuto che la massima temperatura raggiunta dai conduttori del cavo è 70 °C se l’isolante è PVC e 90 °C se l’isolante è gomma EPR (etilenpropilenica).

Come condizione di guasto si considera il cortocircuito.

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Le condutture devono essere protette contro il cortocircuito, sia nelle installazioni ordinarie, sia nelle installazioni nei luoghi con pericolo di esplosione.

Un cavo protetto contro il cortocircuito, secondo la norma CEI 64-8, non supera la temperatura massima di cortocircuito, e la temperatura raggiunta dai conduttori del cavo, nelle condizioni più sfavorevoli, è 160 °C se l’isolante è PVC e 250 °C se l’isolante è gomma EPR.

Per determinare la temperatura massima raggiunta dalla superficie esterna dell’isolante, si dovrebbe studiare come il calore sviluppato dal cortocircuito è dissipato dal conduttore attraverso l’isolamento fino alla superficie.

La norma IEC/EN 60079-14 considera che quando i cavi, diversi dai cavi ad alta temperatura, sono scelti ed installati in conformità alle raccomandazioni del costruttore, la temperatura superficiale dei cavi è “poco probabile che superi la classe T6”.

Alla luce di quanto detto in merito ai valori di temperatura in caso di cortocircuito nei cavi e alle considerazioni della norma IEC/EN 60079-14, la quale ammette che, a causa delle perdite di calore tra rame del cavo e isolante (guaina) dovute alla resistenza termica dell’isolante, un cavo difficilmente supera la classe T6, si può adottare un approccio pratico:

La verifica dell’idoneità della installazione della conduttura si effettua come visto ai par. 3.4.5 e 3.4.6, a seconda che l’atmosfera esplosiva sia dovuta a Gas o Polvere.

Si devono evitare installazioni che possano invalidare l’analisi sopra esposta, introducendo situazioni che possono far considerare le temperature superficiali del cavo superiori alla classe T6 (Gas) o alla temperatura di 85 °C (Polvere), nel funzionamento normale. Ad esempio:

Gas e Polvere- in corrente alternata, se i conduttori di circuiti trifase sono disposti senza particolari accorgimenti, si hanno fenomeni di mutua induttanza tra le fasi (spire percorse da corrente) che portano a circolazione di correnti superiori alla corrente nominale del circuito (sovraccarico). Per ridurre la mutua induttanza bisogna disporre i cavi in modo opportuno, cioè in modo simmetrico. Questo si può ottenere facendo in modo che i conduttori di un circuito facciano parte della stessa conduttura (cavi multipolari, oppure tutti i conduttori dello stesso circuito installati in un unico tubo);

Polvere - il percorso dei cavi deve essere eseguito in modo tale che i cavi accumulino la quantità minima di polvere in strato, pur rimanendo accessibili per la pulizia. Se la formazione di strati di polvere sui cavi è tale da impedire la libera circolazione dell’aria, si deve prendere in considerazione la diminuzione della portata nominale del cavo.

3.16.3 Prescrizioni di carattere generale

In questo paragrafo sono illustrate le prescrizioni di carattere generale della norma IEC/EN 60079-14, per la realizzazione delle condutture nei luoghi con pericolo di esplosione. Si ricorda che lo scopo delle prescrizioni è ridurre la probabilità che le condutture costituiscano causa di innesco, evitando che possano causare archi o scintille elettriche e temperature pericolose.

Sono ammessi cavi unipolari senza guaina, solo se sono installati all’interno di tubi protettivi. Sono ammessi cavi unipolari senza guaina all’interno di quadri o custodie.

All’interno delle zone pericolose, per quanto possibile, i cavi devono essere installati in un’unica pezzatura senza effettuare giunzioni. Se si rende necessario effettuare delle giunzioni, queste devono essere:

Condizioni di 1° guasto:

la temperatura superficiale del cavo in condizioni di guasto di cortocircuito non supera 135 °C (Polveri) o la classe T4 (Gas);

Funzionamento normale:

la temperatura superficiale del cavo non supera 85 °C (Polveri) o la classe T6 (Gas), quando è installato secondo quanto indicato dal costruttore del cavo stesso

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- idonee alle sollecitazioni meccaniche, elettriche ed ambientali; e - realizzate in custodie con modo di protezione adatto alla zona; oppure - realizzate ripristinando l’isolamento e la protezione, mediante riempimento con resina epossidica, o con

materiale sigillante analogo, o rivestite con guaina termo restringente, secondo le indicazioni del costruttore. L’obiettivo deve essere quello di realizzare una giunzione che mantenga le caratteristiche di isolamento e protezione nel tempo, per evitare eventuali cortocircuiti o riduzioni delle distanze di isolamento.

Le estremità dei conduttori flessibili cordati con fili sottili, devono essere predisposte per la connessione mediante un capocorda, un manicotto, ecc., per evitare la separazione dei fili. Quando si connette il cavo si deve sempre prestare attenzione a non ridurre le distanze di isolamento in aria, richieste dal modo di protezione della costruzione.

I conduttori non utilizzati, ad esempio nel caso di cavi multipolari, devono essere collegati a terra (all’interno delle apparecchiature), oppure isolate mediante idonei morsetti. L’utilizzo del solo nastro isolante non è ritenuto sufficiente.

Il collegamento dei cavi alle apparecchiature elettriche, e l’ingresso dei tubi protettivi, devono essere realizzati rispettando le prescrizioni relative al modo di protezione dell’apparecchiatura.

Una volta collegati cavi e/o tubi protettivi all’apparecchiatura, se restano ingressi o aperture inutilizzate, questi devono essere chiusi con elementi di chiusura adatti al rispettivo modo di protezione. Gli elementi di chiusura devono essere rimovibili solo mediante l’uso di un attrezzo (tranne per le costruzioni a sicurezza intrinseca).

Le condutture costituite da cavi protetti da tubi, canali, o installati entro condotti o cunicoli, che passano da un luogo pericoloso ad uno non pericoloso, possono trasferire l’atmosfera esplosiva in zona non pericolosa (sicura). Al fine di evitarlo, si devono sigillare i canali e i condotti; per i cunicoli si può utilizzare un adeguato sistema di ventilazione oppure riempirli di sabbia. Nel caso di tubi metallici di protezione dei cavi, l’installazione del raccordo di bloccaggio garantisce la non propagazione del gas attraverso il tubo (fig. 19). Se tra un ambiente e l’altro c’è differenza di pressione, deve essere adeguatamente sigillato l’interno dei tubi di protezione dei cavi (fig. 20).

La propagazione attraverso la conduttura è impedita dai provvedimenti sopra illustrati, analogamente si deve impedire la propagazione del gas da zona pericolosa a zona non pericolosa, attraverso le aperture realizzate nella parete per il passaggio della conduttura. A tale scopo è necessario sigillare le aperture realizzate per il passaggio e ripristinare la separazione tra i due luoghi (fig. 19 e 20). La sigillatura non deve necessariamente garantire il ripristino delle caratteristiche di resistenza al fuoco della struttura forata, a meno che non sia richiesto da altre norme (ad esempio se il luogo è anche a maggior rischio in caso di incendio).

Figura 19 – esempio di passaggio di una conduttura da luogo pericoloso a luogo non pericoloso

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Figura 20 – esempio di passaggio di una conduttura da luogo pericoloso a luogo non pericoloso con differenza di pressione

Contro la propagazione dell’incendio, sono previsti cavi non propaganti la fiamma conformi alla norma IEC 60332, parti 1 e 2 (CEI 20-35). Non sono richiesti cavi non propaganti l’incendio conformi alla parte 3 della norma IEC 60332 (CEI 20-22).

Si ricorda che i cavi non propaganti la fiamma se installati in fascio, non sono autoestinguenti (la norma CEI 64-8 sezione 751 ne chiede l’installazione individuale o distanziando più cavi tra loro almeno 25 cm). Per le installazioni in fascio è bene prevedere cavi non propaganti l’incendio conformi alla parte 3 della norma IEC 60332 (CEI 20-22), verificando che il quantitativo installato in fascio sia inferiore o uguale al fascio di prova.

3.16.4 Condutture in tubo metallico

Tubi metallici

Per i tubi metallici protettivi dei cavi, ci si deve riferire alle norme nazionali o ad altre norme. Le norme IEC relative ai tubi sono attualmente allo studio.

In mancanza di riferimenti normativi specifici tra le norme del pericolo di esplosione, si ritiene utile riferirsi alla letteratura tecnica.

Innanzitutto è bene assicurarsi di evitare il rischio che l’infilaggio dei cavi nei tubi possa causare il rischio di lesioni all’isolante del cavo. A tale scopo i tubi metallici devono essere lisci internamente.

I tubi metallici devono essere scelti come segue:

a) Tubi di tipo pesante in acciaio, filettati, trafilati da lingotto o saldati in continuo. Si ritengono idonei i tubi conformi alle norme UNI 7683 e UNI EN 10255 (che dal 2005 ha sostituito la norma UNI 8863); oppure

b) Tubi metallici di tipo flessibile o di materiale di costruzione composita (per esempio tubo metallico con rivestimento plastico o elastomerico) ad alta e molto alta resistenza meccanica, conformi alla norma ISO 10807. Si ritengono utilizzabili i tubi flessibili della tabella CEI-UNEL 95128, indicati con la sigla “FNN”.

Installazione dei tubi metallici di protezione dei cavi

Le condutture in tubo metallico si realizzano mediante l’assemblaggio di tubi metallici con gli accessori necessari per costruire il percorso della conduttura. Tali accessori possono essere: cassette di infilaggio, manicotti, nippli (spezzoni di tubo metallico, filettati, che sono utilizzati per unire due parti con imbocco femmina), riduzioni, raccordi, ecc.

Quando un tubo metallico entra o esce da un luogo pericoloso, per evitare la propagazione dell’atmosfera esplosiva attraverso le tubazioni, si deve prevedere l’installazione sul tubo di un raccordo di bloccaggio.

Il raccordo di bloccaggio è prescritto anche adiacente alla custodia, al fine di preservarne il grado di protezione (ad esempio IP54).

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Se gli accessori dell’impianto in tubo metallico sono installati a monte (nel senso della corrente in ingresso nell’apparecchiatura) del raccordo di bloccaggio nelle vicinanze della custodia, sono considerati accessori Ex e non necessitano di certificazione, ma devono essere conformi alle relative tabelle CEI-UNEL e/o alle norme UNI.

Se gli accessori dell’impianto in tubo metallico sono installati a valle (nel senso della corrente in ingresso nell’apparecchiatura) del raccordo di bloccaggio nelle vicinanze della custodia, ovvero si trovano tra il raccordo di bloccaggio e la custodia, allora sono considerati componenti Ex e sono certificati da un organismo notificato che emette un certificato CE di conformità del componente con il simbolo “U” in calce al numero del certificato. Si ricorda che un componente Ex, secondo la Direttiva 94/9/EC, non è dotato di funzione propria, ma è necessario al funzionamento in sicurezza della costruzione nel suo complesso. Pertanto è la costruzione, completa di accessori, che dovrà essere marcata CE in conformità alla Direttiva 94/9/EC.

Le custodie a prova di esplosione Ex “d” e le apparecchiature costruite per l’ingresso in tubo, sono filettati dal costruttore, così come i raccordi a tre pezzi, i raccordi di bloccaggio, cassette e tutti gli accessori. L’installatore deve preoccuparsi di eseguire la filettatura del tubo, con le caratteristiche idonee all’accoppiamento.

Il tubo metallico deve essere filettato per le connessioni con gli accessori e per l’ingresso nella costruzione. Deve essere garantito un accoppiamento con un minimo di cinque filetti in presa, tra tubo e la custodia dell’apparecchiatura o tra tubo e raccordo. L’accoppiamento deve essere realizzato serrando a fondo il tubo nel filetto.

Quando il tubo è installato in ambienti in cui vi sia pericolo di corrosione, è necessario che resista a tale sollecitazione per costruzione (ad esempio tubi zincati a caldo), oppure deve essere protetto contro la corrosione. Si devono evitare combinazioni di metalli che possono causare la corrosione galvanica.

Quando si ritenga che vi siano le condizioni per un rischio di accumulo di carica elettrostatica, lungo la superficie della tubazione, la protezione contro la corrosione mediante l’applicazione di uno strato protettivo (ad esempio verniciatura) con materiale non conduttivo, deve essere effettuata in accordo con quanto previsto dalla norma IEC/EN 60079-0 per le apparecchiature, per atmosfere Gas e/o Polvere (si veda scheda n. 6).

È opportuna una verifica di continuità sul tubo dopo l’applicazione dello strato anticorrosivo.

Percorsi lunghi di tubi protettivi devono essere dotati di idonei dispositivi di drenaggio per assicurare un soddisfacente drenaggio della condensa. In tal caso, ci si deve assicurare che l’isolamento dei cavi all’interno del tubo sia resistente all’acqua.

All’interno dei tubi si posano cavi unipolari o multipolari con guaina e sono ammessi anche i cavi unipolari senza guaina. La scelta del diametro del tubo deve tenere conto del numero di conduttori previsti per ogni circuito, in relazione anche alle considerazioni in merito a:

- installazione di cavi non propaganti la fiamma e/o non propaganti l’incendio in fascio; - installazione di cavi di uno stesso circuito in modo tale da mantenere la simmetria ed evitare surriscaldamenti

dovuti a correnti induttive;

Una volta determinato il numero dei cavi per ogni circuito, si sceglie il tubo in modo tale che l’area occupata dai cavi non sia superiore al:

a) 40% dell’area interna del tubo, per tre o più cavi; b) 31% dell’area interna del tubo, per due cavi; c) 53% dell’area interna del tubo, per un solo cavo.

il primo valore è prescritto dalla norma IEC/EN 60079-14 per l’installazione di tre o più cavi in tubo, ma nulla è detto dalla norma per la scelta del tubo idoneo all’installazione di due cavi o un cavo solo. I valori riportati in b) e c) sono tratti dalla letteratura tecnica e costituiscono una indicazione utile per garantire la sicurezza.

Il tubo può essere utilizzato come conduttore di protezione, quando la giunzione filettata è idonea a trasportare la corrente di guasto, l’accoppiamento è serrato a fondo ed è garantita la continuità.

I tubi metallici flessibili, sono in genere utilizzati per il collegamento all’impianto di apparecchiature mobili oppure soggette a vibrazioni (ad esempio i motori).

Il tubo flessibile deve essere installato, seguendo il flusso della corrente di alimentazione, prima del raccordo di bloccaggio, montato nelle immediate vicinanze della costruzione Ex. In questo modo assume il ruolo di accessorio Ex e non necessita di certificazione ma solo di rispondenza alle norme.

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Se venisse installato tra l’apparecchiatura e il raccordo di bloccaggio, il tubo flessibile modificherebbe il volume della costruzione Ex. Ad esempio nel caso di costruzioni Ex “d”, il volume della custodia con in più il volume corrispondente al tubo flessibile, non si potrebbe più considerare prossimo a quello considerato nelle prove di sovrapressione statica e di esplosione. In questo caso, il tubo flessibile, fino al raccordo di bloccaggio dovrebbe essere provato insieme alla custodia e certificato come componente Ex. Risulta quindi decisamente più pratico installare il tubo flessibile sempre dopo il raccordo di bloccaggio, che la norma richiede più vicino possibile alla custodia Ex “d”.

3.16.5 Cassette di derivazione e di infilaggio

Per realizzare l’impianto, oltre ai componenti citati, è necessario installare cassette di infilaggio e/o cassette di derivazione.

Le cassette di infilaggio sono in genere previste allo scopo di facilitare la posa dei cavi dentro ai tubi, ma possono essere anche utilizzate per effettuare giunzioni. In questo caso si rende necessario il ripristino totale dell’isolamento (.

Le cassette di infilaggio così utilizzate sono da considerarsi accessori dell’impianto. In corrispondenza delle cassette di infilaggio utilizzate per eseguire derivazioni con il ripristino dell’isolamento della giunzione, non è necessaria l’installazione di raccordi di bloccaggio.

Le cassette di derivazione sono invece costruzioni Ex, realizzate con uno dei modi di protezione della naorma IEC/EN 60079.

Tra i modi di protezione più diffusi per le cassette di derivazione, vi sono i modi di protezione “d”, “e” per gli impianti in Zona 1 e “nA” per impianti in Zona 2.

Le cassette di derivazione utilizzate negli impianti in tubo sono generalmente con modo di protezione “d”.

Nota 1: La protezione del cavo con tubo metallico, viene utilizzata anche in impianti in cui le apparecchiature hanno un diverso modo di protezione e consentono l’ingresso dei cavi nell’apparecchiatura con pressacavi. È il caso di cassette di derivazione con modo di protezione “e” oppure “nA”. In tali casi la norma non vieta l’interruzione della protezione meccanica per permettere l’ingresso del cavo nella costruzione. Si deve tuttavia prestare attenzione al rischio di propagazione dell’atmosfera esplosiva attraverso la conduttura e ci si deve assicurare che la probabilità di danni meccanici nel tratto di cavo, dall’interruzione della protezione all’apparecchiatura, sia trascurabile. La non propagazione dell’atmosfera esplosiva attraverso il tubo è assicurata dall’installazione di raccordi di bloccaggio.

In qualità di costruzioni Ex , le cassette di derivazione, hanno caratteristiche ben definite (numero di morsetti, sezione dei conduttori minima e massima collegabili, classe di temperatura, ecc.) che implicano una rigorosa osservazione delle istruzioni del costruttore. Ad esempio se in una scatola di derivazione è previsto dal costruttore un numero definito di morsetti e che la connessione debba essere realizzata con un cavo per ogni morsetto, non sarà possibile connettere più cavi nello stesso morsetto, né tantomeno sarà possibile inserire un morsetto volante. Il rischio è di introdurre variazioni di temperatura che possano vanificare la classe di temperatura della cassetta.

Nel connettere i conduttori ai morsetti è buona norma, ad esempio se i morsetti sono a vite, serrare il cavo con la coppia di serraggio indicata dal costruttore, sia per evitare fenomeni di riscaldamento localizzati dovuti al cattivo contatto (resistenza localizzata), sia per assicurare che il cavo non possa sfilarsi (le morsettiere certificate sono sottoposte a prove di trazione sul cavo connesso al morsetto). Ad ogni modo il collegamento è da effettuarsi in modo da evitare trazioni sui morsetti.

L’installazione di cassette Ex “d” necessita l’installazione di raccordi di bloccaggio, nelle vicinanze della cassetta di derivazione, per ogni ingresso in tubo della custodia.

3.16.6 Installazione dei raccordi di bloccaggio

La funzione del raccordo di bloccaggio installato su una custodia è:

a) delimitare il volume della ad un valore prossimo a quello per il quale è stata provata, se la custodia è una costruzione elettrica Ex “d”;

b) impedire il propagarsi di una esplosione dall’interno della custodia all’esterno, magari in zona non pericolosa, attraverso i tubi dell’impianto elettrico;

c) separare la parte di impianto elettrico in tubo da una eventuale parte realizzata con cavo a vista.

Si può osservare che, da quanto detto al punto a), appare evidente che più il raccordo di bloccaggio è vicino alla custodia Ex “d”, più il volume dell’installazione si avvicina al volume della custodia del campione provato

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dall’organismo notificato (per l’esame CE del tipo), per il quale è garantita la tenuta alla pressione e la laminazione della fiamma.

Dopo l’installazione, i raccordi di bloccaggio devono essere riempiti con una miscela di bloccaggio con caratteristiche indicate nella IEC/EN 60079-1 e nella tabella CEI-UNEL 95140. Le caratteristiche della miscela devono essere tali da essere in grado di riempire completamente gli spazi e devono mantenersi nel tempo.

La miscela di bloccaggio è composta da una base (resina con carica) e dall’induritore, che devono essere miscelati secondo quanto indicato dal produttore della miscela. A tal fine si prepara la miscela mescolando la base e aggiungendovi l’induritore.Si deve preparare il composto in modo tale da essere utilizzato entro circa 20 minuti dalla miscelazione di base ed induritore, in quanto dopo tale tempo il processo di polimerizzazione è già iniziato e la miscela presenta una viscosità elevata. Il composto deve essere versato nel giunto prima che raggiunga la viscosità massima ammessa.

Il giunto deve essere preparato prima dell’aggiunta della miscela bloccante, predisponendo un premistoppa realizzato con cascame di fibre naturali o sintetiche, introdotto per chiudere gli spazi tra cavo e parete del tubo e, nel caso di più cavi, tra cavo e cavo, in modo tale che la miscela si interponga tra di essi ed evitare che questa possa scorrere lungo il tubo prima del definitivo indurimento. Nei raccordi di bloccaggio installati in tubazioni orizzontali, il premistoppa deve essere predisposto in corrispondenza di entrambi gli estremi del raccordo corrispondenti all’ingresso e uscita dei cavi.

Dopo questa operazione si può versare la miscela nel giunto, con l’accorgimento di evitare la formazione di cavità o porosità. Il riempimento di raccordi con volume superiore a 300 ml, si deve effettuare a più riprese con intervallo di tempo sufficiente a disperdere il calore prodotto dalla reazione di attivazione e indurimento. Tale precauzione può essere utile anche per il riempimento di raccordi di dimensione minore, al fine di evitare formazione di spazi vuoti e verificare l’eventuale abbassamento del livello dopo l’indurimento, per effettuare i rabbocchi necessari.

Generalmente si usa ingrassare il filetto del tappo del raccordo per evitare che residui del composto bloccante possano attaccarsi ai filetti e impedire l’avvitamento del tappo.

Figura 21 – Raccordo di bloccaggio per installazione su tubi verticali, del tipo GV (da Tabella CEI-UNEL 95120)

In genere la miscela impiega alcuni giorni a concludere il processo di indurimento, a seconda della temperatura ambiente. Il tempo di polimerizzazione è indicato dal costruttore e non deve superare 5 giorni alla temperatura di +5 °C. Il costruttore fornisce inoltre le istruzioni per la preparazione e il corretto utilizzo della miscela; le indicazioni fornite pocanzi sono di carattere generale e da confrontarsi con le istruzioni del produttore della miscela.

I raccordi di bloccaggio sono scelti a seconda che debbano essere installati in tubazioni orizzontali o verticali, in base ai tipi indicati nelle tabelle CEI-UNEL 95120 e 95121.

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I raccordi di bloccaggio per tubazioni verticali sono indicati con la sigla “GV”, che possono essere utilizzati solo per tale applicazione (figura 21).

Nelle tubazioni orizzontali si utilizzano solo i raccordi di bloccaggio indicati con la sigla “GZ”, che tuttavia possono essere utilizzati anche nelle tubazioni verticali (figura 22). Nelle installazioni orizzontali, il raccordo “GZ”, è bene sia installato con il tappo verso l’alto e coperchio in posizione verticale, inoltre si deve inclinare leggermente l’asse trasversale in modo che il tappo si trovi più in alto rispetto alla posizione orizzontale, in questo modo si favorisce il riempimento senza la formazione di sacche di aria.

Figura 22 - Raccordo di bloccaggio per installazione su tubi verticali e orizzontali, del tipo GZ (da Tabella CEI-UNEL 95121)

4 IMPIANTI ELETTRICI NEI LUOGHI CON PERICOLO DI ESPLOSIONE: PRESCRIZIONI

AGGIUNTIVE IN RELAZIONE AL MODO DI PROTEZIONE La norma IEC/EN 60079-14, dopo le prescrizioni generali per la scelta, progettazione e installazione degli impianti elettrici, fornisce i requisiti aggiuntivi in relazione al modo di protezione, per tutti i modi di protezione trattati al par. 2.4.2. Di seguito si riportano, a titolo di esempio, alcune prescrizioni per i modi di protezione tra i più diffusi negli impianti di distribuzione e prelievo di energia.

4.1 Installazione di custodie a prova di esplosione Ex “d” Le custodie a prova di esplosione dotate solamente di certificato come componente Ex (contrassegnate con una “U”), non devono essere installate. Esse devono sempre avere un certificato come apparecchiatura per l’intero assieme.

Le custodie “d” sono certificate in seguito a prove di esplosione per determinarne la pressione di riferimento e successivamente sono sottoposte a prove di pressione per verificarne la capacità a resistere alla pressione di esplosione. L’introduzione di componenti modifica il volume interno, con l’eventualità di creare condizioni in cui si originano fenomeni di precompressione dell’atmosfera esplosiva. In tali condizioni le pressioni di esplosione che si sviluppano sono maggiori rispetto a quelle registrate in prova.

Un’altra ragione è legata alla dissipazione termica dei componenti interni, che può modificare la classe di temperatura.

Figura 22 b) Figura 22 a)

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Nell’installare custodie Ex “d” con giunti piani, è necessario verificare che eventuali ostacoli rigidi, non facenti parte della custodia, come strutture d’acciaio, pareti, tettoie, staffe, tubazioni, macchinari e altre costruzioni elettriche, sia inferiore a (si veda figura 16, paragrafo 5,3 del Capitolo 3):

- 10 mm per custodie Ex d IIA; - 30 mm per custodie Ex d IIB; - 40 mm per custodie Ex d IIC;

eccezioni possono essere fatte se la costruzione elettrica è stata provata per una distanza di separazione inferiore.

Nota 1: quanto sopra riportato per il gruppo di costruzioni elettriche IIC e le prescrizioni che sono illustrate al presente paragrafo per detto gruppo di costruzioni elettriche, si devono applicare anche alle costruzioni contrassegnate con il modo di protezione Ex d IIB+H2.

I giunti a prova di esplosione devono essere protetti contro la corrosione e gli interstizi contro la penetrazione di acqua.

Per la protezione contro la corrosione dei giunti, è ammesso:

- applicare del grasso (ad esempio i grassi a base di silicone) non indurente o agenti anticorrosivi. Tali sostanze non devono essere indurenti per garantire la separazione dei giunti;

- l’impiego di nastri tessili non indurenti contenenti grasso, da impiegarsi all’esterno del giunto e limitato ad un solo strato sulle parti del giunto flangiato. Il nastro si deve sostituire quando danneggiato. L’impiego dei nastri tessili è:

• consentito per costruzioni IIA;

• consentito per costruzioni IIB, realizzando la nastratura in modo che l’interstizio tra le superfici del giunto non superi 0,1 mm, indipendentemente dalla larghezza della flangia;

• non consentito per apparecchiature IIC; - verniciare la custodia dopo il montaggio completo, ma non il giunto a prova di esplosione prima del

montaggio. Nel caso di verniciatura della custodia dopo il montaggio, è bene ricordare che vi sono limitazioni allo spessore di vernice non conduttrice, in funzione del gruppo della costruzione IIA, IIB e IIC, per evitare l’accumulo di carica elettrostatica sulla superficie dell’apparecchiatura. I limiti agli spessori sono gli stessi riportati nella scheda n. 6.

4.1.1 Ingresso dei cavi nella custodia

Il collegamento all’impianto di un’apparecchiatura elettrica con modo di protezione “d” assume importanza fondamentale, in quanto deve essere realizzato in modo da non inficiare il modo di protezione dell’apparecchiatura.

L’ingresso della conduttura in una custodia a prova di esplosione “d” non deve pregiudicare le sue caratteristiche di tenuta alla pressione di esplosione e di laminazione della fiamma.

In sostanza si deve evitare che l’ingresso della conduttura non costituisca un punto debole del sistema sicurezza.

A seconda che la conduttura sia realizzata con cavi protetti da tubi metallici (impianto in tubo) o con cavi armati, non armati o ad isolamento minerale (impianto in cavo), si possono avere due modi per realizzare l’ingresso nell’apparecchiatura per la connessione all’impianto:

1. Entrata diretta; 2. Entrata indiretta.

Le entrate dirette sono realizzate mediante condutture che entrano direttamente nella custodia Ex”d” (fig. 23).

Se l’impianto è realizzato con condutture formate da cavi unipolari/multipolari con guaina o unipolari senza guaina, protetti da tubi metallici (impianto in tubo), l’entrata nella custodia è realizzata mediante un raccordo di bloccaggio.

In genere, tra il raccordo di bloccaggio e la custodia, si interpone un raccordo a tre pezzi. Questo accorgimento permette di scollegare l’apparecchiatura senza disfare il raccordo di bloccaggio. In questo tipo di ingresso il raccordo di bloccaggio deve essere posto il più vicino possibile alla custodia. (fig. 23.a).

Nel caso di impianto in cavo, un ingresso diretto è realizzato montando nella parete della custodia un pressacavo, che deve garantire lo stesso livello di protezione della custodia e quindi avere lo stesso modo di protezione, al fine di assicurare la conservazione delle caratteristiche della costruzione. L’ingresso diretto con cavo viene realizzato con pressacavi Ex”d” (fig. 23.b).

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Figura 23 – schematizzazione del sistema di entrata diretto nelle apparecchiature Ex “d”

Nelle entrate indirette, le condutture non entrano direttamente nell’apparecchiatura Ex”d”. La custodia con modo di protezione “d” è collegata ad un’altra apparecchiatura, in genere con modo di protezione Ex”d” oppure Ex”e”. La conduttura entra nella seconda apparecchiatura, in genere una cassetta di giunzione con all’interno componenti non scintillanti. Il collegamento tra i morsetti della casetta di giunzione e l’apparecchiatura Ex”d” è realizzato dal costruttore che predispone dei passanti sigillati (ad esempio costruiti da una bussola contenente dei cavi sigillati singolarmente mediante resina), fissati alle pareti delle due costruzioni (ad esempio mediante filettatura). Il collegamento della conduttura viene eseguita dall’installatore che connette il cavo ai morsetti della cassetta di giunzione. (fig. 24).

Figura 24 - schematizzazione del sistema di entrata indiretto nelle apparecchiature Ex “d”

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Se l’impianto è in tubo, la cassetta di giunzione da utilizzare deve essere con modo di protezione “d” e l’ingresso è realizzato mediante raccordo di bloccaggio con interposto giunto a tre pezzi, tra il raccordo di bloccaggio e la cassetta di giunzione. (fig. 24.a).

Quando l’impianto è in cavo, la cassetta di giunzione può essere a prova di esplosione “d” oppure a sicurezza aumentata “e”. Nel primo caso l’ingresso del cavo è realizzato mediante pressacavo Ex”d”, nel secondo caso con un pressacavo Ex”e”. (fig. 24.b).

Nelle apparecchiature Ex”d”, le entrate in cavo consentite dalla IEC/EN 60079-14, indipendentemente dal fatto che siano dirette o indirette, sono le seguenti:

a) dispositivo di entrata del cavo conforme alla IEC/EN 60079-1 e certificato come parte della costruzione quando è provato con campione di cavo specifico. Sono entrate in cavo (pressacavo a prova di esplosione) particolari provate e certificate con collegato un cavo del quale sono dichiarati costruttore, caratteristiche costruttive, dimensioni, sezione, ecc;

b) pressacavi a prova di esplosione con tenuta a compressione incorporata per cavi con isolamento e guaina estrusi di tipo termoplastico, termoindurente o elastomerico, sostanzialmente compatto, di forma circolare, con eventuale riempitivo non igroscopico. Sono pressacavi Ex”d” costruttivamente realizzati come i pressacavi di cui al punto a), ma non certificati per uno specifico cavo. La tenuta è garantita dalla compressione di un anello elastico (cavo non armato) o più anelli elastici (cavo armato). Poiché la tenuta dipende dall’anello elastico (elastomerico), che nel tempo può allentarsi per sollecitazioni di vibrazione o invecchiamento, la norma ne limita l’uso secondo il Flow Chart di fig. 25;

c) dispositivo a prova di esplosione, per l’ingresso di cavo ad isolamento minerale;

d) dispositivo di bloccaggio a prova di esplosione (es. muffola o camera di sigillatura), come specificato nella documentazione della costruzione, o avente componenti approvati e che impiega dispositivi di entrata del cavo, appropriati per il cavo usato. I dispositivi di tenuta, quali muffole o raccordi, devono contenere un sigillante o altri idonei sistemi di tenuta, che garantiscano la tenuta intorno ai singoli conduttori. I dispositivi di tenuta devono essere posizionati in corrispondenza dei cavi nella costruzione;

e) dispositivi di ingresso del cavo a prova di esplosione che incorporano tenute riempite con sigillante o altre soluzioni equivalenti per la tenuta;

f) altri mezzi che assicurano l’integrità della custodia Ex”d”.

I pressacavi Ex”d” sono costruiti in base al tipo di cavo:

- pressacavi per cavo armato; - pressacavi per cavo normale.

La tenuta del pressacavo Ex”d” è garantita dalla compressione di un anello elastomerico che avvolge il diametro esterno del cavo e non permette la propagazione della fiamma all’esterno della costruzione Ex”d”. Per questo motivo, è fondamentale che la scelta del pressacavo sia effettuata in funzione del diametro esterno del cavo.

I pressacavi Ex”d” sono certificati e marcati in conformità alla direttiva 94/9/EC ed alla Norma EN 60079-1. Nella documentazione del pressacavo, è riportato il tipo di cavo da utilizzare (armato o non armato) e il diametro minimo e massimo per cui è garantita la tenuta. Non si devono infilare più cavi nello stesso pressacavo Ex”d”, né “adattare” il cavo con nastro isolante o altri mezzi, se di sezione inferiore a quella prevista. I pressacavi per cavi non armati del tipo a) o b), sono dotati di un solo anello di tenuta. I pressacavi per cavi armati del tipo a) o b), sono dotati di due anelli di tenuta: uno verso la parte da connettere alla costruzione, che fa tenuta sul diametro interno del cavo e garantisce la non propagazione della fiamma, l’altro posizionato sul lato linea, per la tenuta sulla guaina esterna del cavo. All’interno del pressacavo, l’armatura è bloccata da anelli conici che garantiscono la continuità elettrica della messa a terra.

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Figura 25 – Scelta dei dispositivi di entrata dei cavi in custodia Ex”d” per cavi di cui alla lettera b)

4.2 Installazione di apparecchiature a sicurezza aumentata Ex “e” La sicurezza aumentata “e” si applica alle apparecchiature di per sé non scintillanti nel funzionamento normale.

L’aumento di distanze superficiali, isolamenti, limitazioni di temperature, ecc, fanno si che il modo di protezione “e” dipenda da come è costruita l’apparecchiatura. Questo implica che all’atto dell’installazione è necessario prestare la massima attenzione a quelle caratteristiche da cui dipende il modo di protezione.

In particolare risultano critici tre aspetti:

1. il grado di protezione dell’apparecchiatura; 2. il modo in cui l’apparecchiatura è connessa al circuito di alimentazione; 3. le temperature raggiunte di componenti interni (dissipazione termica).

Le custodie a sicurezza aumentata dotate solamente di certificato come componente Ex (contrassegnate con una “U”), non devono essere installate. Esse devono sempre avere un certificato come apparecchiatura per l’intero assieme.

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4.2.1 Grado di protezione delle custodie

La norma IEC/EN 60079-14 fissa le seguenti prescrizioni per le installazioni delle apparecchiature Ex”e”:

- custodie contenenti parti nude attive devono avere grado di protezione ≥ IP54 - custodie contenenti solo parti isolate devono avere grado di protezione ≥ IP44 - macchine elettriche rotanti (escluse morsettiere e parti nude conduttrici), installate in ambienti puliti e

regolarmente controllate da personale qualificato, devono avere custodie con grado di protezione ≥ IP20. I limiti di installazione devono essere riportati sulla macchina.

La conservazione del grado di protezione IP dell’apparecchiatura è molto importante, in quanto uno dei principi fondamentali del modo di protezione “e” è basato sul mantenimento delle distanze di isolamento in aria e superficiale dei componenti in tensione della costruzione. Un eventuale ingresso nell’apparecchiatura di corpi solidi e/o acqua, possono accorciare il percorso conduttore tra due parti in tensione dell’apparecchiatura, fino al verificarsi la rottura del dielettrico con la conseguente formazione di arco elettrico.

Nell’installare l’apparecchiatura Ex”e” si deve sempre prestare la massima attenzione a quelle operazioni che possono inficiare il grado di protezione, a cominciare dagli ingressi in cavo dell’apparecchiatura.

4.2.2 Connessione delle apparecchiature e ingressi in cavo

In genere l’impianto di alimentazione di apparecchiature Ex”e” è realizzato in cavo.

Se comunque vi è la necessità della protezione meccanica del cavo, l’impianto in tubo deve essere interrotto prima dell’ingresso del cavo nell’apparecchiatura per consentire l’ingresso del cavo. Non sono necessari particolari accorgimenti per l’interruzione del tubo, a meno che questi, a monte della costruzione da alimentare, non esca dalla zona pericolosa. In tal caso il passaggio tra zona pericolosa e non pericolosa deve essere sigillato secondo le prescrizioni generali delle condutture.

Gli ingressi nella custodia non utilizzati devono essere sigillati mediante elementi di chiusura , che siano conformi alla IEC/EN 60079-0 e mantengano il grado di protezione IP54 o quello richiesto o quello dichiarato dal costruttore, nel caso siano superiori.

Gli aspetti fondamentali della connessione di una apparecchiatura Ex”e” sono:

INGRESSO IN CAVO

L’ingresso in cavo deve essere tale da rispettare il modo di protezione e non inficiare il grado di protezione IP.

Si deve realizzare mediante opportuni accessori certificati “e” (ad esempio pressacavi Ex”e”), idonei al tipo di cavo (armato, non armato, ad isolamento minerale). Tali accessori devono essere dotati di un idoneo componente di tenuta, per garantire il grado di protezione dell’apparecchiatura (minimo IP54).

Ad esempio è idoneo un pressacavo Ex”e” per cavo armato (o non armato, a seconda del cavo usato), con anello di tenuta elastomerico, che garantisca il grado di protezione almeno IP54 e che abbia resistenza meccanica all’impatto idonea a quella della costruzione secondo la EN 60079-0, ovvero resistenza ad un impatto di energia pari a 7J oppure 4J. In quest’ultimo caso il costruttore fornisce indicazioni di sicurezza specifiche e sul numero di certificato vi è il post-fisso “X”.

Per garantire il grado di protezione IP, si deve anche verificare la necessità di una tenuta tra il dispositivo di ingresso del cavo (pressacavo) e la custodia. In caso di necessità, è possibile ottenere la tenuta con una rondella di tenuta o di un sigillante per filettatura. Nei pressacavi Ex”e”, in genere, ciò è garantito da un “O-Ring” tra pressacavo e custodia.

CONNESSIONE DEI CONDUTTORI

Il collegamento dei cavi ai morsetti deve essere particolarmente curato per non ridurre le caratteristiche (costruttive) di isolamento dei morsetti. Inoltre si devono rispettare le indicazioni del costruttore in merito alla sezione del cavo da collegare ai morsetti e al numero massimo di conduttori collegabili per ogni morsetto. Si devono rispettare le seguenti prescrizioni:

- per i morsetti a vite, si deve garantire il serraggio del conduttore nel morsetto (o più conduttori quando le istruzioni lo consentono), applicando la coppia di serraggio indicata dal costruttore (cacciavite dinamometrico);

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- se non è consentito dalle istruzioni del costruttore, due conduttori con sezione diversa, non devono essere collegati nello stesso morsetto, salvo quando essi non siano stati precedentemente accoppiati con un unico connettore a compressione

- si deve assicurare lo smaltimento del calore prodotto all’interno della custodia al fine di evitare che la temperatura superi la classe di temperatura della costruzione o la massima temperatura superficiale.

Questo si può ottenere seguendo le indicazioni delle istruzioni della costruzione relativamente al numero massimo consentito di terminali, dimensione del conduttore (sezione), massima corrente. In alternativa, si deve effettuare il calcolo della potenza dissipata (verifica termica), in base ai parametri specificati dal costruttore, verificando che sia minore del valore massimo nominale di potenza dissipabile dichiarato per la costruzione (tab. 16).

VERIFICA TERMICA PER UNA CASSETTA DI CONNESSIONE Ex “e”

Potenza massima dissipabile dalla costruzione, dichiarata dal costruttore per una determinata temperatura massima superficiale (Polveri) oppure per una determinata classe di temperatura (Gas)

Pmax [W]

Resistenza del morsetto a 20 °C (dato fornito dal costruttore del morsetto) Rmors (20°C) [Ω]

Resistenza del morsetto alla T ambientale massima RmorsT= R mors (20°C)

1+(20-T)

(234,5+T)

Corrente nominale del circuito In [A]

Sezione del conduttore connesso al morsetto s [mm2]

Lunghezza del conduttore connesso al morsetto, all’interno della custodia L [m]

L < D (Diagonale della custodia)

Resistenza del conduttore connesso al morsetto, all’interno della custodia alla T di riferimento delle tabelle CEI –UNEL per cavi con isolamento in PVC e EPR (90 °C)

Rcavo (90°C) [Ω/km] x L [m] x 10-3

Resistenza del conduttore connesso al morsetto, all’interno della custodia alla T ambientale massima

RcavoT= R cavo (90°C)

1+(90-T)

(234,5+T)

Potenza totale dissipata dall’installazione di “n circuiti” alla T ambientale massima

(fasci di conduttori in numero > 6 sono da evitare) Ptot(T)= Rmors T+ Rcavo (T) x In2

n

1

Ptot (T) ≤ Pmax

Tabella 16 - verifica termica per una cassetta di connessione Ex “e”

- per evitare il rischio di cortocircuiti tra conduttori attigui nella morsettiera, l’isolamento di ciascun conduttore deve essere mantenuto fino al metallo del terminale: la spelatura del cavo deve essere

eseguita rimuovendo solo l’isolante necessario alla connessione; il conduttore nudo non deve

fuoriuscire dalla sede della connessione del morsetto.

82

4.3 Installazione di apparecchiature con modo di protezione “n”

Il modo di protezione “n” è un modo di protezione che, nonostante assicuri un livello di protezione normale (verificato senza guasti nelle apparecchiature), non è di facile realizzazione. Sia nella costruzione delle apparecchiature, sia nella realizzazione degli impianti.

Il fatto che nella realizzazione di apparecchiature “n” materiali e progetti, diano la sensazione di trovarsi di fronte ad una costruzione ordinaria non deve trarre in inganno. Il modo di protezione “n” è complesso da realizzare in quanto riunisce buona parte dei modi di protezione con i livelli di protezione più elevati: le tecniche per impedire l’innesco sono le medesime, ma i criteri per l’approvazione richiedono che la protezione sia garantita nelle condizioni di funzionamento standard.

Le implicazioni rispetto alle regole per la progettazione e l’installazione degli impianti, non sono diverse da quelle di qualsiasi altro modo di protezione. È necessario operare con lo scopo di preservare il modo di protezione, soprattutto adottando particolari accorgimenti all’interfaccia tra l’apparecchiatura e l’impianto. Anche per il modo di protezione “n” è fondamentale prestare la massima attenzione agli ingressi nelle custodie.

Poiché il modo “n” è idoneo solo per le atmosfere Gas ed è suddiviso in sotto-tipi.

A seconda dei principi su cui si basa la protezione del sotto-tipo, si dovranno adottare particolari precauzioni.

I sotto-tipi del modo “n” sono:

“nA” apparecchiatura non scintillante;

“nC” apparecchiatura scintillante in cui i contatti sono:

- protetti da custodia sigillata ermeticamente; - protetti da custodia che non consente il propagarsi della fiamma, qualora l’arco inneschi l’atmosfera

(interruzione in cella chiusa); - non innescanti per costruzione;

“nR” custodia a respirazione limitata.

NOTA: le prescrizioni per il sotto-tipo “nL” sono state rimosse dalla norma IEC/EN 60079-15 del modo di protezione

“n” e trasferite nella norma IEC/EN 60079-11 della sicurezza intrinseca come “modo di protezione a sicurezza

intrinseca con livello di protezione ic”. I requisiti aggiuntivi per l’installazione degli impianti si trovano di

conseguenza nel paragrafo della IEC/EN 60079-14 relativo alle apparecchiature a sicurezza intrinseca.

4.3.1 Materiali

Nella costruzione delle apparecchiature “n” è molto diffuso l’utilizzo del materiale plastico, sia per i componenti di sostegno per le parti attive, sia per le custodie.

I materiali non metallici utilizzati, plastici ed elastomerici, contribuiscono alla protezione in ogni caso, sia che siano utilizzati per la costruzione dei componenti interni a cui è affidata la protezione della costruzione (es. componenti non scintillanti), sia che siano utilizzati per la costruzione della custodia responsabile del livello di protezione (es. custodia “nR”).

I materiali non metallici e le parti non metalliche da cui dipende la protezione, devono essere conformi ai requisiti della IEC/EN 60079-0, in termini di:

- resistenza termica;

- resistenza all’impatto e/o caduta (resistenza meccanica);

- resistenza alla luce;

- caratteristiche per evitare l’accumulo di carica elettrostatica;

- ecc.

per questo è necessario scegliere l’apparecchiatura in funzione delle influenze esterne e installarla in accordo a quanto riportato nelle istruzioni del costruttore.

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Requisito 60079-0 Conseguenze sulla costruzione Parametro da rispettare

nell’installazione

Resistenza termica Classe di temperatura e temperatura ambientale definita in relazione alle caratteristiche di resistenza termica del materiale

T ambientale

Resistenza impatto

un’analisi di rischio meccanico dovrebbe essere fatta tenendo in considerazione i limiti delle energie di impatto a cui la custodia di un’apparecchiatura “n” è sottoposta in prova. L’analisi deve avere lo scopo di valutare la necessità di una protezione meccanica addizionale per installazione.

Rischio meccanico elevato (7 Joule) Rischio meccanico basso (4 Joule)

Resistenza alla luce Se il materiale della custodia non è provato per resistere al sole o l’esito della prova ha avuto esiti negativi, le istruzioni della costruzione riportano la prescrizione di prevedere una protezione addizionale.

Protezione contro esposizione alla luce solare

Tabella 17 – esempi di influenza delle caratteristiche del materiale non metallico sull’installazione di costruzioni “n”

4.3.2 Grado di protezione delle custodie

Le custodie con modo di protezione “n” dotate solamente di marcatura come componente Ex (contrassegnate con una “U”), non devono essere installate. Esse devono sempre avere marcatura e dichiarazione CE di conformità come apparecchiatura per l’intero assieme.

La norma IEC/EN 60079-14 fissa le seguenti prescrizioni per le installazioni delle apparecchiature Ex”n”:

- custodie contenenti parti nude attive devono avere grado di protezione ≥ IP54 - custodie contenenti solo parti isolate devono avere grado di protezione ≥ IP44 - custodie contenenti parti nude attive utilizzate in luoghi dotati di adeguata protezione contro ingresso di

corpi estranei ≥ IP4X - custodie contenenti solo parti isolate utilizzate in luoghi dotati di adeguata protezione contro ingresso di

corpi estranei ≥ IP2X

4.3.3 Connessione delle apparecchiature e ingressi in cavo

Per gli ingressi nelle custodie, ingressi in cavo e connessione ai terminali “nA” si rimanda alle relative prescrizioni per l’installazione di apparecchiature con modo di protezione Ex “e” del paragrafo 4.2.2, alle quali si aggiunge quanto segue:

- prestare attenzione alle indicazioni delle istruzioni del costruttore per eseguire le operazioni di foratura della custodia in materiale non metallico;

- eseguire le forature facendo attenzione a eventuali “strappi” del materiale plastico, soprattutto se il materiale è costituito da resine caricate con fibre di vetro per le quali l’orientamento delle fibre potrebbe non permettere l’esecuzione di un foro dai contorni perfettamente definiti. In tal caso, il rischio è che la guarnizione dell’ingresso in cavo potrebbe non lavorare correttamente inficiando la protezione;

- se le istruzioni consentono l’esecuzione di fori filettati sulla parete della custodia non metallica, si raccomandano filettature cilindriche, in quanto filettature coniche potrebbero generare sollecitazioni tali da creare rotture nella custodia

4.3.4 Apparecchiature “nR”

Per le custodie a respirazione limitata è fondamentale il mantenimento delle caratteristiche di respirazione limitata.

Devono essere evitate tutte le operazioni che possono inficiare la tenuta della custodia.

Le entrate in custodia, se non fornite con l’apparecchio, dovranno essere fornite di idoneo mezzo per garantire la tenuta:

- guarnizione tra pressacavo e custodia;

- se l’ingresso è in tubo, sarà necessario l’uso di un sigillante per filetti.

Le proprietà di respirazione limitata sono garantite dalla limitazione termica nel funzionamento normale dell’apparecchiatura. La differenza di temperatura tra la custodia e l’ambiente è mantenuta a valori limitati.

Al fine di non inficiare le proprietà termiche della costruzione a respirazione limitata è necessario rispettare i valori nominali delle grandezze elettriche di alimentazione, specificati dal costruttore.

84

4.4 Installazione di apparecchiature protette mediante custodie Ex “t”

La protezione è attuata mediante l’impedimento dell’ingresso della polvere.

4.4.1 Ingressi nella custodia

Per l’installazione di queste custodie si ritengono validi gli accorgimenti illustrati fino ad ora, in merito agli ingressi in custodia per i modi di protezione “e” e “n”. In particolare l’attenzione deve essere rivolta a mantenere il grado di protezione IP, a seconda del livello di protezione:

LIVELLO DI PROTEZIONE GRUPPO III

IIIA IIIB IIIC

ta IP6X IP6X IP6X

tb IP5X IP6X IP6X

tc IP5X IP5X IP6X

4.4.2 Particolari requisiti per le custodie con livello di protezione “ta”

Le custodie “ta” devono essere installate in circuiti dell’impianto con corrente di cortocircuito presunta non superiore a 10 kA.

Se è previsto dalle istruzioni che l’apparecchiatura sia da installare con un dispositivo di protezione termica esterno alla custodia stessa, si deve predisporre tale dispositivo in grado di interrompere la corrente del circuito in cui la custodia è installata, in accordo a quanto previsto dalle istruzioni di sicurezza della costruzione.

4.5 Documentazione

Scheda 18 – Documentazione di fine installazione

assicurare che ogni installazione sia conforme alle prescrizioni della norma EN 60079-14 quindi che le apparecchiature e gli impianti elettrici siano idonei a:

- ZONA CLASSIFICATA

- MODO DI PROTEZIONE SCELTO PER IL TIPO DI ZONA

- MANTENIMENTO DEL MODO DI PROTEZIONE SCELTO (l’installazione non deve inficiare il modo di protezione della costruzione)

Documentazione di verifica per ogni installazione (che deve essere tenuta sul posto) Documentazione che raccolga le informazioni necessarie alla :

- VERIFICA INIZIALE - VERIFICA PERIODICA

secondo IEC/EN 60079-17, ad esempio costituendo una specie di “Fascicolo Tecnico di

verifica” che contenga :

* elenco e ubicazione delle apparecchiature

* elenco caratteristiche delle parti di ricambio

* elenco delle informazioni tecniche

Correlazione con le informazioni sulle condizioni ambientali dell’installazione

85

5 Verifica e manutenzione degli impianti elettrici

5.1 Introduzione

L’impianto elettrico in una zona pericolosa, assume caratteristiche diverse in funzione di tutte le variabili necessarie a farlo divenire sicuro, contro la probabilità di innesco dell’atmosfera esplosiva, tali variabili sono:

- tipo di atmosfera esplosiva (gas, polvere);

- probabilità di presenza di atmosfera esplosiva (tipo di zona);

- livello di sicurezza richiesto all’impianto;

- scelta dei modi diversi di protezione a seconda del livello di sicurezza richiesto e della funzione dell’impianto (energia, misura e controllo, comando, ecc.);

- caratteristiche costruttive e specifiche di installazione delle apparecchiature, diverse per ogni modo di protezione;

- caratteristiche dell’impianto elettrico di alimentazione delle apparecchiature Ex, a seconda del tipo di zona;

- caratteristiche dell’impianto elettrico a seconda del modo di protezione di ogni apparecchiatura Ex.

In un impianto elettrico, la cui sicurezza dipende da così tanti fattori, è sufficiente una variazione anche minima di una delle caratteristiche, che il sistema non garantisce più la sicurezza contro l’esplosione.

Soprattutto si evidenzia il delicato confine tra “apparecchiatura Ex” e “impianto elettrico di alimentazione”, poiché coinvolge differenti figure ognuna con la propria responsabilità: il costruttore dell’apparecchiatura elettrica, il progettista degli impianti elettrici, l’installatore ed il manutentore.

Il livello di sicurezza di un apparecchio è garantito dal costruttore che, a rigore di legge (Direttiva Atex 94/9/EC), comunica attraverso le istruzioni per l’uso e la manutenzione, tutti i comportamenti necessari per:

- una corretta installazione, indicando quali siano le operazioni critiche per la sicurezza e come devono essere eseguite per garantire la protezione;

- informazioni di sicurezza aggiuntive, ad esempio se la protezione dipende da comportamenti nella gestione dell’apparecchiatura (per esempio, se una custodia in materiale plastico è provata per energie di impatto pari a 4J, sul numero di certificato è riportata una “X” e le istruzioni devono specificare di prevedere ulteriori barriere o mezzi per la protezione contro i danni meccanici);

A valle dell’apparecchio installato, cessa la responsabilità del costruttore e comincia quella dell’impiantista. Ed è sempre un passaggio delicato. In primo luogo l’impiantista ha l’obbligo di operare una corretta scelta dell’apparecchiatura, in funzione della zona pericolosa, che non può demandare al costruttore (il costruttore “dichiara” solamente dove la sua apparecchiatura non causa l’innesco dell’atmosfera esplosiva, attraverso Gruppo e Categoria dell’apparecchio).

Durante l’installazione, è fondamentale avere sempre presente la finalità e le caratteristiche del modo di protezione delle apparecchiature che si stanno installando, ad esempio, se si installano apparecchiature Ex “e” si dovranno eseguire alla lettera le indicazioni del costruttore sui limiti di connessione dell’apparecchiatura, si dovranno curare nel dettaglio il rispetto delle distanze di isolamento, ecc.

Infine, ma fondamentale come le fasi precedenti, si deve assicurare la conservazione nel tempo delle caratteristiche che garantiscono la sicurezza: un impianto in luogo con pericolo di esplosione, non è sicuramente un impianto da lasciare a sé stesso fino a che un guasto non richieda la sostituzione di uno dei suoi componenti.

Anche se abbiamo visto come le apparecchiature idonee per Zona 0, 1 e 20, 21, siano costruite, provate e certificate per garantire la sicurezza anche nel funzionamento in guasto, tuttavia è necessario garantire che le caratteristiche del modo di protezione si conservino nel tempo. Ad esempio, una costruzione Ex “tb” è idonea all’installazione in Zona 21, poiché garantisce una protezione contro l’ingresso di polvere per mezzo del grado di protezione almeno uguale a IP6X. Il grado di protezione è in genere garantito dalla guarnizione. Le prove di tipo effettuate per la certificazione, garantiscono che la guarnizione sia stata sottoposta a invecchiamenti per verificarne la tenuta nel tempo; tuttavia le condizioni operative reali, le aperture e chiusure della custodia (magari per controllo o manutenzione dei componenti interni dell’apparecchiatura), possono nel tempo far perdere le qualità elastiche della guarnizione ed influire negativamente sul grado di protezione IP6X, da cui dipende il modo di protezione. La verifica periodica della custodia, assume in questo caso importanza vitale per la sicurezza dell’apparecchiatura.

È essenziale che per tutta la durata della vita attiva degli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione, sia mantenuta l’integrità delle specifiche caratteristiche delle costruzioni elettriche Ex e delle caratteristiche degli impianti che sono fondamentali per il funzionamento sicuro delle apparecchiature e per la sicurezza; esse richiedono pertanto una verifica iniziale ed anche:

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a) regolari verifiche periodiche; oppure

b) continua supervisione da parte di personale esperto.

In questo capitolo verranno illustrate alcune procedure, regole e prescrizioni tratte dalla norma IEC/EN 60079-17, che regola la verifica e la manutenzione degli impianti elettrici in atmosfere esplosive per la presenza di Gas/vapori o Polvere combustibile.

5.2 Le verifiche

5.2.1 Definizioni

Per meglio comprendere i tipi di verifica e i livelli diversi delle verifiche sugli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione, è necessario essere a conoscenza di alcune definizioni utilizzate nella norma, a cominciare dal concetto di “verifica”:

“azione che implica l’attento esame di un componente dell’impianto, eseguita senza smontarlo, oppure, se

necessario, con l’aggiunta di un parziale smontaggio, completata talora da misure, al fine di raggiungere una valida

conclusione sullo stato del componente stesso”.

In sostanza una verifica è un controllo, attraverso l’esame a vista (senza smontare il componente dell’impianto) oppure un’analisi più approfondita mediante l’esame approfondito delle caratteristiche, anche con l’ausilio di misure, dei requisiti di installazione del componente ed alcuni requisiti del componente stesso, che garantiscono la protezione.

La norma IEC/EN 60079-17 riporta nella definizione del proprio “campo di applicazione”:

“La presente parte della IEC 60079 è destinata agli utilizzatori e copre gli aspetti direttamente connessi con la verifica e la manutenzione degli impianti elettrici situati entro luoghi pericolosi, dove il pericolo può essere costituito da gas infiammabili, vapori, nebbie, polveri, fibre o residui volatili di filatura. Essa non comprende:

- le altre prescrizioni fondamentali per l’installazione e la verifica degli impianti elettrici; - le verifiche delle apparecchiature elettriche; - la riparazione e il ripristino di apparecchiature protette dall’esplosione (vedere IEC 60079-19)…

… In caso di polveri, fibre o residui volatili di filatura, il livello di pulizia può influenzare le prescrizioni per la verifica e la manutenzione.

La presente Norma è destinata all’applicazione dove possa esistere un rischio dovuto alla presenza di miscele esplosive di gas o polveri in aria, o di strati di polvere combustibile in condizioni atmosferiche normali.”

Sono escluse dall’applicazione della norma le miniere, le aree con presenza di miscele ibride (polvere e gas), polveri di esplosivi, sostanze piroforiche.

Sono previsti diversi tipi di verifiche, a seconda della vita dell’impianto: quando l’impianto è nuovo (appena installato) e quando si debba mantenere efficiente l’impianto una volta entrato in servizio (impianto esistente).

I tipi di verifiche previste dalla norma sono le seguenti:

- verifica iniziale: verifica di tutte le apparecchiature elettriche, dei sistemi e degli impianti elettrici prima che essi vengano messi in servizio;

- verifica periodica: verifica di tutte le apparecchiature elettriche, dei sistemi e degli impianti elettrici effettuata in modo sistematico, con frequenza definita;

- verifica a campione: verifica eseguita su una parte proporzionale delle apparecchiature elettriche, dei sistemi e degli impianti elettrici;

- supervisione continua: presenza, ispezione, assistenza, cura e manutenzioni frequenti dell’impianto elettrico da parte del personale esperto, presente durante le normali attività, che conosca lo specifico impianto e il suo ambiente, con lo scopo di preservare le caratteristiche di protezione dall’esplosione dell’impianto in condizioni soddisfacenti.

Ogni tipo di verifica può essere effettuata con un grado differente. A seconda della verifica da effettuare su un impianto, può essere necessario eseguirla con uno o più gradi tra i seguenti:

- esame a vista: verifica che permette di identificare i difetti che sono visibili ad occhio nudo, senza l’uso di mezzi d’accesso o di utensili, quali bulloni mancanti;

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- verifica ravvicinata: verifica che implica gli stessi aspetti dell’esame a vista e, inoltre, identifica i difetti, quali i bulloni allentati, che possono essere rilevati solo usando mezzi di accesso, per esempio scale, ove necessario, ed attrezzi. La verifica ravvicinata non richiede generalmente che la custodia venga aperta, e nemmeno che l’apparecchio venga messo fuori tensione;

- verifica approfondita (dettagliata): verifica che implica gli aspetti della verifica ravvicinata ed inoltre, identifica i difetti, quali le connessioni interne allentate, che si possono rilevare con l’apertura della custodia e/o usando, ove necessario, utensili ed apparecchi di misura. In genere è necessario sezionare l’apparecchiatura dalla rete di alimentazione.

5.3 Documentazione di verifica Deve essere predisposta una documentazione completa con la funzione di “banca dati” dell’impianto e dei componenti dell’impianto, composta da informazioni sul luogo di installazione, sull’utilizzo dell’apparecchiatura, sulle caratteristiche delle apparecchiature, ecc.

La norma fornisce un elenco di informazioni necessarie alla corretta esecuzione delle verifiche. Oltre a tali

informazioni, di seguito si fornisce un esempio di quanto una documentazione dovrebbe contenere per essere utile

ad un monitoraggio programmato dell’impianto.

La documentazione è utile solo se tutte le sue parti e le informazioni che contiene, sono aggiornate costantemente, a cominciare dalla documentazione di classificazione, che dovrebbe essere periodicamente ripresa per verificare se le condizioni ambientali e le condizioni da cui dipende la definizione delle zone sono immutate.

La documentazione di verifica dovrebbe essere composta da:

Scheda 19 – Documentazione di verifica

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Si possono poi preparare schede riassuntive per ogni apparecchiatura o porzione di impianto, da poter

utilizzare durante la verifica, nelle quali compaiano le informazioni contenute nella documentazione di archivio e il riferimento di catalogazione, per un rapido recupero in caso di anomalie riscontrate. I campi di

dette schede riassuntive, potrebbero essere, ad esempio:

Scheda 20 – esempio schede di registrazione delle informazioni relative alle installazioni

5.4 Procedura per verifiche di nuovi impianti Prima della messa in servizio degli impianti o delle apparecchiature elettriche, si deve procedere ad una verifica iniziale.

Per assicurare che le installazioni siano mantenute in condizioni soddisfacenti per l’uso continuo entro un luogo pericoloso si deve:

a) effettuare regolari verifiche periodiche, oppure b) assoggettare gli impianti a supervisione continua da parte di personale esperto, e, dove necessario, eseguire

la manutenzione.

Dopo aver effettuato qualsiasi regolazione, manutenzione, riparazione, ripristino, modifica o sostituzione si deve procedere alla verifica dell’apparecchiatura o dei componenti interessati in accordo con le posizioni pertinenti della colonna relativa alla verifica dettagliata nelle schede di verifica (tab. da 18 a 21)

In caso di polveri, fibre o residui volatili di filatura, la pulizia può influenzare le prescrizioni per la verifica e la manutenzione.

La lista e il metodo di identificazione utilizzato per la gestione delle apparecchiature Ex, devono dare la possibilità di tenere traccia della sostituzione di un’apparecchiatura, che può avere contrassegni di certificazione e dettagli diversi rispetto all’originale.

Se in un determinato momento, la classificazione del luogo pericoloso o i requisiti dei livelli di protezione delle apparecchiature vengono modificati, o se qualsiasi apparecchiatura elettrica viene spostata da un luogo ad un altro, si deve effettuare una verifica per assicurarsi che il modo di protezione e la classe di temperatura, all’occorrenza, siano adatti alle nuove condizioni. In tal caso, per esempio, può tornare utile la scheda riassuntiva della documentazione d’archivio che contiene le informazioni sull’apparecchiatura.

Nelle installazioni fisse, la procedura di verifica è la seguente:

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1. verifiche iniziali, eseguite con l’obiettivo di accertare che il modo di protezione scelto e la sua installazione siano appropriate. Le verifiche iniziali devono essere dettagliate, a seconda del modo di protezione delle apparecchiature installate, come indicato nelle tabelle da 18 a 21, che specificano anche se debbano essere verifiche a vista, ravvicinate o dettagliate;

2. si determina un intervallo provvisorio per le verifiche periodiche. Prevedere con precisione un appropriato intervallo tra le verifiche periodiche è un compito complesso. Il grado della verifica e l’intervallo tra le verifiche periodiche devono essere determinati tenendo presenti il tipo di apparecchio, le indicazioni del costruttore, se esistenti, i fattori che influiscono sul suo deterioramento, la classificazione del luogo pericoloso e/o le prescrizioni per gli EPL ed i risultati delle verifiche precedenti. I principali fattori che possono influenzare il deterioramento delle apparecchiature elettriche comprendono: la sensibilità alla corrosione, l’esposizione a certi prodotti chimici o solventi, il rischio d’accumulo di polveri o di sporcizia, il rischio di penetrazione dell’acqua, l’esposizione a temperature ambientali anormali, il rischio di danneggiamento meccanico, la presenza di vibrazioni anormali. Una volta che siano stati stabiliti i gradi e gli intervalli per le verifiche delle apparecchiature, degli impianti e degli ambienti simili, si deve impiegare questa esperienza per determinare la strategia della verifica. L’intervallo tra le verifiche periodiche non deve essere superiore a 3 anni, senza sentire il parere di un

esperto.

3. Una volta che sia stato fissato un intervallo di tempo, l’impianto deve essere sottoposto provvisoriamente a verifiche addizionali a campione, allo scopo di confermare o di modificare l’intervallo proposto. Nello stesso modo, deve essere determinato il grado della verifica e, successivamente, possono essere eseguite delle verifiche a campione per confermare o modificare il grado della verifica proposto. Durante il funzionamento, sarà necessario un regolare esame dei risultati delle verifiche per confermare il loro intervallo e così pure il loro grado. Quando siano stati installati in ambienti simili un gran numero di componenti identici, come apparecchi d’illuminazione, cassette di giunzione, ecc., può essere opportuno effettuare verifiche periodiche a campione prevedendo che, il numero di campioni e la frequenza della verifica siano stati sottoposti a revisione. Si raccomanda vivamente, tuttavia, che tutti i componenti vengano sottoposti almeno ad un “esame a vista”.

Una tipica procedura di verifica è rappresentata nella figura 26

In alternativa alle verifiche periodiche, si attua la sorveglianza continua da parte di personale esperto: l’installazione viene ispezionata su base regolare nel normale corso del funzionamento.

L’obiettivo della supervisione continua consiste nel permettere una precoce individuazione dell’insorgere dei guasti e di una loro successiva riparazione. Essa conta sul personale esperto dell’impianto, presente nel corso delle normali attività (ad esempio l’installazione, le modifiche, le ispezioni, la manutenzione, l’esame dei guasti, i lavori di pulizia, di controllo, di commutazione, di collegamento e di disconnessione, di regolazione e taratura, le prove funzionali, le misure, etc.) che fa uso della propria esperienza per individuare i guasti e le modifiche nelle fasi preliminari.

La frequenza della presenza e delle verifiche che sono alla base della supervisione continua, devono essere determinate tenendo presente l’ambiente dello specifico impianto rispetto al deterioramento previsto dell’apparecchiatura, il suo utilizzo e l’esperienza maturata. Una parte di un impianto dotato di una significativa quantità di sistemi protetti dall’esplosione, deve essere visitato con una frequenza almeno settimanale, per essere parte del principio di sorveglianza continua.

La supervisione continua utilizza, a seconda dei casi, le verifiche a vista o ravvicinate delle tabelle da 18 a 21.

I risultati di tutte le verifiche iniziali, periodiche e a campione, devono essere registrati e conservati. Inoltre, la documentazione dell’installazione deve fornire informazioni sufficienti relativamente a:

a) la cronologia delle attività di manutenzione, con le indicazioni che giustifichino tali attività, e b) la verifica dell’efficacia dell’approccio della supervisione continua.

Bisogna tenere una registrazione dei difetti riscontrati e delle azioni correttive intraprese.

La continua supervisione da parte di personale esperto non elimina le prescrizioni per le verifiche iniziali e a campione.

Per le apparecchiature elettriche portatili, mobili o trasportabili, che sono particolarmente soggette a danneggiamenti o a uso non corretto, può essere necessario ridurre l’intervallo di tempo tra verifiche periodiche. Le apparecchiature elettriche movibili devono essere sottoposte a una verifica ravvicinata almeno ogni 12 mesi. Le custodie che sono aperte frequentemente (come l’alloggiamento delle batterie) devono essere sottoposte ad una verifica approfondita

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almeno ogni 6 mesi. Inoltre, le apparecchiature devono essere verificate a vista dall’utente, prima dell’utilizzo, per assicurarsi che non siano visibilmente danneggiate.

La supervisione continua non è praticabile per apparecchiature non fisse o per le quali non è possibile la presenza continua durante le normali attività.

Figura 26 – Procedura tipica per le verifiche periodiche (tratto dall’allegato A della norma IEC/EN 60079-17)

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5.5 Qualifica del personale La verifica e la manutenzione degli impianti devono essere eseguite da personale con esperienza, il cui addestramento abbia incluso istruzioni sui vari modi di protezione, sulle modalità di installazione, sulle prescrizioni della presente Norma, sulle leggi nazionali e norme aziendali pertinenti l’impianto e sui principi generali della classificazione dei luoghi pericolosi. La preparazione, formazione e addestramento continui del personale devono essere effettuati mediante regolari corsi di aggiornamento. La prova dell’esperienza e della formazione dichiarate deve essere disponibile.

Le verifiche periodiche effettuate con regolarità richiedono un personale che:

1) abbia una conoscenza della classificazione del luogo/EPL e sufficienti conoscenze tecniche per poter comprendere le implicazioni per l’ambiente considerato;

2) abbia conoscenze tecniche e sia in grado di comprendere le prescrizioni teoriche e pratiche per le costruzioni elettriche impiegate nelle aree pericolose;

3) comprenda le prescrizioni per l’esame a vista e le verifiche ravvicinate approfondite relative all’apparecchiatura installata e agli impianti.

Quando il personale esperto ispezionata un’installazione, su base regolare nel normale corso del funzionamento, oltre a soddisfare le prescrizioni di cui sopra, deve:

a) essere a conoscenza del processo e delle implicazioni ambientali relative al deterioramento dell’apparecchiatura specifica all’interno dell’impianto, e

b) effettuare esami a vista e/o verifiche ravvicinate come parte delle proprie normali attività programmate, così come verifiche dettagliate in caso di eventuali sostituzioni o regolazioni.

Per ciascun impianto, si devono individuare delle figure di responsabilità, in merito alla organizzazione delle verifiche ed ai compiti di formazione del personale addetto alle verifiche stesse. Di seguito si riportano due delle figure individuate dalla norma, con indicate le proprie responsabilità. In merito alla preparazione e formazione di tali figure di responsabilità, si rimanda direttamente all’allegato B (normativo) della norma.

5.5.1 Personale tecnico con funzioni esecutive

Il personale tecnico con funzioni esecutive deve essere identificato per ciascun impianto e deve svolgere i seguenti compiti:

c) valutare la praticabilità del principio della supervisione continua alla luce delle competenze, esperienza e disponibilità del personale e delle loro conoscenze in relazione al particolare impianto;

d) definire l’oggetto dell’apparecchiatura da tenere sotto osservazione continua, tenendo conto delle condizioni ambientali, frequenza della presenza, conoscenze speciali, flusso di lavoro e della disposizione delle apparecchiature;

e) determinare la frequenza delle verifiche, il grado della verifica e il contenuto dei rapporti così da permettere un’analisi significativa delle prestazioni dell’apparecchiatura;

f) assicurare che la documentazione, sia resa disponibile; g) assicurare che il personale esperto abbia familiarità con:

• il principio di supervisione continua insieme alla necessità di qualsiasi rapporto o funzione di analisi;

• l’installazione da presenziare;

• tutto il materiale protetto contro le esplosioni entro la propria area di responsabilità;

• fare il necessario per verificare che:

− il processo di supervisione continua sia aderente al programma;

− il personale esperto abbia abbastanza tempo a disposizione per effettuare le verifiche;

− il personale esperto abbia ricevuto un adeguato addestramento e aggiornamenti recenti;

− la documentazione sia adeguatamente completa;

− vi sia un supporto tecnico adeguato sempre disponibile per il personale esperto;

− sia noto lo stato dell’impianto elettrico

Le prescrizioni riferite alla conoscenza del personale tecnico con funzioni esecutive devono includere la conoscenza delle prescrizioni delle norme IEC/EN 60079-10-1, IEC/EN 60079-10-2, IEC/EN 60079-14 e IEC/EN 60079-19 in relazione alla classificazione delle aree e la scelta e/o la selezione degli EPL, il montaggio, l’installazione, la riparazione e la sostituzione e il ripristino dell’apparecchiatura.

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5.5.2 Personale esperto

Il personale esperto deve avere familiarità con il principio di supervisione continua, insieme alla necessità di eventuali rapporti o funzioni di analisi, che possono far parte del metodo di supervisione continua applicabile all’impianto specifico.

Il personale esperto deve avere un addestramento sufficiente per permettergli la familiarità con l’installazione cui presta assistenza. Questo addestramento deve includere qualsiasi condizione dell’impianto, dell’apparecchiatura, di funzionamento o ambientale che possa essere necessaria all’individuazione delle esigenze di protezione dell’apparecchiatura dalle esplosioni. Quando viene effettuata una qualsiasi variazione o cambiamento del processo o dell’installazione, questa informazione deve essere fornita al personale esperto in modo che entri a far parte del processo di supervisione continua.

Quando necessario, l’addestramento che riguarda la supervisione continua deve essere fornito insieme nei seminari di aggiornamento o di integrazione.

5.6 Prescrizioni generali

5.6.1 Prescrizioni per la manutenzione

Le condizioni generali di tutte le apparecchiature devono essere annotate e devono essere prese appropriate misure per la loro sistemazione quando necessario.

Comunque, si deve aver cura di mantenere l’integrità del modo di protezione previsto per le apparecchiature; ciò può richiedere la consultazione del costruttore.

Le parti di ricambio devono essere in accordo con la documentazione di sicurezza. Non devono essere eseguite modifiche alle costruzioni elettriche senza appropriata autorizzazione, quando la documentazione di sicurezza indica che dette modifiche possono inficiare la sicurezza delle apparecchiature.

La riparazione e il ripristino delle apparecchiature devono essere eseguite in conformità alla IEC/EN 60079-19.

Si deve aver cura di evitare di interferire coi mezzi impiegati dal costruttore per ridurre gli effetti dell’elettricità statica.

Nella sostituzione delle lampade negli apparecchi di illuminazione, si devono usare quelle del tipo e con le caratteristiche nominali corrette, altrimenti possono manifestarsi temperature eccessive.

L’incisione, la verniciatura o l’interposizione di schermi sulle parti trasparenti, oppure la posizione scorretta degli apparecchi di illuminazione, possono condurre a temperature eccessive.

Bisognerebbe prendere in considerazione la sostituzione periodica delle lampade negli apparecchi di illuminazione a sicurezza intrinseca prima che raggiungano il fine-vita, poiché possono compromettere la classificazione della temperatura dell’apparecchio illuminante.

I cavi flessibili devono essere verificati ad intervalli regolari e devono essere sostituiti se trovati danneggiati o difettosi.

Si deve verificare la bontà delle connessioni a terra ed equipotenziali, attraverso il controllo della efficacia dei dispositivi di messa a terra e dell’integrità dei conduttori di protezione.

5.6.2 Condizioni ambientali

Le apparecchiature elettriche situate in un luogo pericoloso, possono essere influenzate negativamente dalle condizioni ambientali nelle quali esse sono utilizzate. Alcuni dei principali elementi da prendere in considerazione sono la corrosione, la temperatura ambiente, le radiazioni ultraviolette, l’ingresso dell’acqua, l’accumulo di polvere o di sabbia, gli effetti meccanici e l’aggressione chimica.

La corrosione del metallo, o l’influenza dei prodotti chimici (particolarmente di solventi) sui componenti di materia plastica od elastomerici, possono influenzare il modo ed il grado di protezione delle apparecchiature. Se la custodia od il componente è gravemente corroso, la parte compromessa deve essere sostituita.

Le custodie in plastica possono presentare delle fessure superficiali che possono ridurre l’integrità della custodia.

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Le custodie metalliche devono, quando ciò sia necessario, essere trattate con un appropriato rivestimento di protezione contro la corrosione; la frequenza e la natura di detto trattamento è determinata dalle condizioni ambientali. Si deve prestare attenzione al tipo ed allo spessore del rivestimento anticorrosivo nei confronti dell’accumulo di cariche elettrostatiche, se il rivestimento è in materiale isolante (ad esempio vernice).

Tutte le parti di un impianto devono essere tenute pulite, senza accumulo di polvere tale da poter causare un eccessivo aumento della temperatura.

Se l’apparecchiatura è sottoposta a vibrazioni, deve essere prestata speciale attenzione per garantire che i bulloni e le entrate di cavo rimangano serrate.

Si deve aver cura di evitare la formazione di cariche elettrostatiche durante la pulizia di apparecchiature elettriche realizzate con materiali non conduttori. In genere per tali apparecchiature, il rischio di accumulo di carica, è valutato dal costruttore nell’ambito della certificazione dell’apparecchiatura. Se vi sono problemi legati all’accumulo di carica, l’apparecchiatura sul certificato riporta il suffisso “X”. E si devono esaminare i documenti della certificazione e le istruzioni per accertarsi delle condizioni particolari per la pulizia.

Questo approccio è da applicarsi anche quando la “X” è relativa a limitazioni di altro genere.

5.7 Schede di verifica

La verifica, che sia iniziale, periodica, a campione o continua, si esegue verificando una serie di prescrizioni che coinvolgono sia le regole impiantistiche generali del pericolo di esplosione, sia le regole di installazione relative al modo di protezione.

La norma propone quale strumento pratico di verifica quattro schede, ognuna relativa a dei modi di protezione, in cui le verifiche da effettuare sono suddivise in prescrizioni per:

- Apparecchiature elettriche; - Impianti; - Condizioni ambientali;

per ognuna delle verifiche da effettuare per le sopraelencate suddivisioni, le schede forniscono il grado di verifica necessario. Le schede di verifica sono rappresentate dalle tabelle 40, 41, 42 e 43.

Con riferimento a dette tabelle, si riportano di seguito le verifiche da eseguire, indicate nelle schede, in merito alle prescrizioni generali ed alle regole addizionali per la verifica delle apparecchiature con vari modi di protezione.

5.8 Verifiche indipendenti dal modo di protezione dell’apparecchiatura Nelle schede di verifica sono riportate le seguenti verifiche da effettuare:

• Apparecchiatura adeguata alle prescrizioni della zona /EPL del luogo;

• Gruppo dell’apparecchiatura corretto;

si verifica il gruppo della costruzione con il gruppo dei gas indicato nella classificazione, per la zona in cui è installata la costruzione.

• Massima temperatura superficiale dell’apparecchiatura sia corretta;

si verifica la classe di temperatura della costruzione con la classe T del gas indicata nella classificazione, per la zona in cui è installata la costruzione.

• Identificazione del circuito al quale appartiene l’apparecchiatura elettrica;

Lo scopo di questa prescrizione è di facilitare il corretto sezionamento dell’apparecchiatura elettrica dalla sua sorgente di alimentazione ogni volta che deve essere effettuato un lavoro. Ciò può essere ottenuto in modi diversi, per esempio: a) L’apparecchiatura sia provvista di un contrassegno permanente che indichi la sorgente di alimentazione. b) L’apparecchiatura, oppure il cavo, siano provvisti di un numero di identificazione nelle immediate vicinanze dell’apparecchiatura. La sorgente di alimentazione può essere individuata da un disegno, o da un elenco, sul quale sia segnato un riferimento al numero riportato sulla apparecchiatura elettrica o sul cavo. c) Il componente sia individuato in maniera chiara e non ambigua su un disegno nel quale il punto di alimentazione sia identificato tanto direttamente, che indirettamente per mezzo di un elenco.

• Dispositivo di ingresso dei cavi; Il controllo del serraggio del dispositivo di ingresso dei cavi durante una verifica ravvicinata può essere effettuata a mano, senza che sia necessario togliere il nastro di protezione contro le intemperie od il

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rivestimento. Per delle verifiche dettagliate può essere necessario che il dispositivo di ingresso dei cavi venga smontato solo nel caso che l’integrità degli ingressi non possa essere accertata in una verifica ravvicinata.

• Tipo di cavo appropriato Conformità alla IEC/EN 60079-14

• Sigillature La sigillatura di passanti, condotti, tubi protettivi e/o canalette è soddisfacente in accordo alla IEC/EN 60079-14.

• Impedenza dell’anello di guasto o resistenza di terra L’integrità della messa a terra deve essere controllata nella verifica iniziale misurando la resistenza. La misura può essere effettuata utilizzando uno strumento di misura della resistenza a sicurezza intrinseca (con la procedura specificata dal costruttore). Le successive verifiche a campione possono essere effettuate anch’esse con uno strumento di misura della resistenza a sicurezza intrinseca. Uno strumento di misura della resistenza a sicurezza non-intrinseca può essere utilizzato se è stata seguita una procedura di lavoro sicura e se i responsabili dell’area possono garantire, in caso di pericolo dato dalla presenza di polveri, che i luoghi in cui potrebbero prodursi scintille potenzialmente incendiarie, non contengono atmosfere potenzialmente esplosive per la presenza di polvere e strati di polvere pericolosi.

• Resistenza di isolamento La resistenza di isolamento per un’apparecchiatura e il cablaggio associato sino a 500 V (esclusi i circuiti SELV)

deve essere misurata a 500 V in c.c. La resistenza di isolamento deve essere almeno di 1,0 MΩ, a meno che non sia specificatamente definito nella documentazione dell’utilizzatore.

• Protezione dai sovraccarichi

Vedere la IEC/EN 60079-14, relativamente alle macchine elettriche rotanti. È necessario verificare che: – il dispositivo di protezione sia tarato e operi correttamente (durante le verifiche iniziali e quelle dettagliate); – le caratteristiche del dispositivo di protezione delle macchine elettriche rotanti siano tali che intervenga entro 2 h a 1,20 volte la corrente di taratura (nominale) IN, e che non intervenga entro 2 h a 1,05 volte la corrente di taratura (nominale) IN (durante la verifica iniziale).

5.9 Regole addizionali

5.9.1 Modo di protezione “d”

Giunti a prova di esplosione (vedere IEC/EN 60079-1)

Quando si rimontano le custodie di costruzioni elettriche a prova di esplosione, tutti i giunti devono essere puliti accuratamente e spalmati leggermente con un grasso adatto per prevenire la corrosione e contribuire a proteggerli contro le intemperie. I fori filettati ciechi devono restare senza grasso.

Per la pulizia dei giunti flangiati devono essere impiegate solamente spazzole non metalliche e liquidi detergenti non corrosivi (vedere IEC/EN 60079-14).

Non si considera in genere necessario verificare i giochi diametrali dei giunti ad angolo, degli alberi rotanti, delle aste di comando e dei giunti filettati, salvo nel caso che sia evidente la loro usura, la loro deformazione o corrosione od altri danni. In questi casi si deve consultare la documentazione del costruttore.

Bulloni, viti e parti similari, dai quali dipenda il modo di protezione, devono essere sostituiti solo da parti identiche, in accordo con le indicazioni del costruttore.

5.9.2 Modo di protezione “e”

Sovraccarichi

Gli avvolgimenti dei motori Ex “e” sono protetti da idonei dispositivi per garantire che la temperatura limite non possa essere superata in servizio (compreso il blocco rotore).

È di conseguenza necessario verificare che il dispositivo di protezione venga scelto in maniera tale che il tempo di intervento partendo da freddo, dedotto dalle caratteristiche di ritardo del dispositivo di protezione in funzione del rapporto IA/IN del motore da proteggere, non sia maggiore del tempo stabilito tE scritto sulla targa del motore.

I tempi di intervento devono essere misurati con iniezione di corrente alla verifica iniziale. Il tempo di intervento durante il funzionamento reale deve essere lo stesso del tempo ricavato partendo dalle caratteristiche di ritardo del dispositivo, con una tolleranza massima di + 20%.

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5.9.3 Modi di protezione “i”

Documentazione

La documentazione di cui alla scheda di verifica, deve comprendere almeno in dettaglio:

- documenti sulla sicurezza dei circuiti, ove necessari; - nome del costruttore, tipo di apparecchio e numero del certificato, livello di protezione e, in caso di gas,

gruppo dell’apparecchiatura e classe di temperature e, in caso di polveri, la massima temperatura superficiale;

- dove necessario, tipo di cavo compresi i suoi parametri elettrici: capacità ed induttanza, lunghezza e percorso;

- prescrizioni particolari contenute nel certificato(i) dell’apparecchiatura elettrica e metodi dettagliati coi quali dette prescrizioni sono soddisfatte nel particolare impianto;

- posizione fisica di ciascun componente nell’impianto.

Targhe

Le targhe devono essere controllate per verificare che siano leggibili e conformi alle prescrizioni indicate nella relativa documentazione, al fine di assicurare che la costruzione elettrica installata sia quella specificata.

Modifiche non autorizzate

E’ necessario verificare che non siano state eseguite “modifiche non autorizzate”. Non sempre è possibile effettuare questa verifica. La norma, citando come esempio quello di un circuito stampato, suggerisce di fotografare l’originale e di inserirlo nell’elenco dei componenti principali da cui dipende la sicurezza del circuito.

Costruzioni elettriche associate (interfaccia di sicurezza) tra circuiti a sicurezza intrinseca e circuiti non a sicurezza

intrinseca

Le costruzioni elettriche associate devono essere ispezionate per essere sicuri che siano del tipo corretto e con caratteristiche nominali conformi alla documentazione descrittiva del sistema. Quando le costruzioni elettriche associate sono costituite da barriere di sicurezza a diodi, si deve verificare la sicurezza delle connessioni di terra relative all’integrità del dispositivo.

Cavi

Gli impianti devono essere ispezionati per verificare che i cavi impiegati siano conformi alla documentazione. Si deve prestare particolare attenzione alle seguenti situazioni impiantistiche:

- quando si utilizzano conduttori di riserva in cavi multipolari contenenti più di un circuito a sicurezza intrinseca - quando cavi contenenti sistemi a sicurezza intrinseca sono posati insieme ad altri cavi negli stessi tubi

protettivi, canalette o passerelle.

Schermi dei cavi

Gli impianti devono essere ispezionati per verificare che gli schermi dei cavi siano stati messi a terra secondo la documentazione relativa. Si deve prestare particolare attenzione agli impianti che utilizzano cavi multipolari contenenti più di un sistema a sicurezza intrinseca.

Connessioni punto a punto

Solo durante la verifica iniziale.

Continuità della messa a terra dei circuiti non isolati galvanicamente

Durante la verifica iniziale deve essere misurata la resistenza del conduttore di terra fra i circuiti a sicurezza intrinseca ed il collettore di terra.

Quando la misura della resistenza verso terra comporta prove elettriche in luoghi pericolosi, o di prove all’interno di luoghi non pericolosi che potrebbero danneggiare il circuito intrinsecamente sicuro, l’apparecchiatura di prova impiegata dovrebbe essere specificatamente progettata per l’impiego in circuiti intrinsecamente sicuri, a meno che

l’effetto sul tale circuito si abbia solo durante la prova e il personale responsabile dei luoghi pericolosi possa garantire che, per la durata della prova, nell’area di prova non sia presente un’atmosfera potenzialmente esplosiva (libera da gas o polveri).

Periodicamente deve essere eseguita una misura su un campione rappresentativo di connessione, scelto da persona responsabile dell’integrità dell’apparecchiatura, per confermare l’integrità e la continuità delle connessioni.

96

Connessioni di terra che assicurano l’integrità della sicurezza intrinseca

La resistenza dei conduttori di terra, necessari per assicurare l’integrità della sicurezza intrinseca (per esempio schermo a terra di un trasformatore, massa del relè di una barriera di sicurezza, ecc.) deve essere misurata secondo le indicazioni del punto precedente.

Messa a terra e/o isolamento da terra dei circuiti a sicurezza intrinseca

La prova d’isolamento dei circuiti a sicurezza intrinseca è necessaria per verificare che essi siano stati messi a terra od isolati completamente da terra, secondo quanto richiesto dal progetto originale.

Questa prova è richiesta soltanto a campione.

Separazione fra circuiti a sicurezza intrinseca e circuiti non a sicurezza intrinseca

Le custodie contenenti barriere di sicurezza e le scatole di giunzione devono essere verificate per essere certi che contengano esclusivamente conduttori specificati nella documentazione relativa a tutti i sistemi passanti per esse.

5.9.4 Modo di protezione “n”

Custodie ad aspirazione limitata

Le custodie ad aspirazione limitata per la verifica individuale devono essere sottoposte ad una prova periodica di pressione (IEC/EN 60079-15) con una periodicità di sei mesi o più, come detta l’esperienza.

Esempio di apparecchio per la verifica della respirazione limitata delle prese interbloccate Palazzoli, con modo di protezione Ex nR.

5.9.5 Modi di protezione “m”, “o”, “q”

Non sono state previste dalla norma schede di verifica per tali modi di protezione. Le Tab. 40 o 44 rispettivamente dovrebbero essere utilizzate come appropriate per la custodia ed il suo contenuto.

97

VERIFICHE DA EFFETTUARE:

Ex “d” Ex “e” Ex “n”

Grado di verifica

D R V D R V D R V

A APPARECCHIATURE ELETTRICHE

1 L’apparecchiatura elettrica è adatta alle prescrizioni della zona /EPL del posto X X X X X X X X X

2 Il gruppo dell’apparecchiatura elettrica è corretto X X X X X X

3 La classe di temperatura dell’apparecchiatura elettrica è corretta X X X X X X

4 L’identificazione del circuito dell’apparecchiatura elettrica è corretta X X X

5 L’identificazione del circuito dell’apparecchiatura elettrica è disponibile X X X X X X X X X

6 La custodia, le parti in vetro e le guarnizioni e/o i materiali di tenuta tra le parti in vetro e le parti metalliche sono in condizioni soddisfacenti

X X X X X X X X X

7 Non esistono modifiche non autorizzate X X X

8 Non esistono modifiche non autorizzate visibili X X X X X X

9

Viterie, dispositivi di ingresso cavi (diretti e indiretti) ed elementi di chiusura sono di tipo corretto e sono completi ed a tenuta

– esame fisico X X X X X X

– esame visivo X X X

10 Le superfici dei giunti piani sono pulite e non danneggiate e le eventuali connessioni sono in condizioni soddisfacenti

X

11 Gli interstizi dei giunti piani sono conformi ai valori massimi ammessi X X

12 Le caratteristiche nominali, il tipo e la posizione delle lampade sono corretti X X X

13 Le connessioni elettriche sono ben serrate X X

14 Le condizioni delle guarnizioni delle custodie sono soddisfacenti X X

15 I dispositivi di interruzione in cella chiusa ed a chiusura ermetica non sono danneggiati X

16 Le custodie a respirazione limitata sono soddisfacenti X

17 Le ventole dei motori sono ad una distanza sufficiente dalla custodia e/o dagli elementi di protezione

X X X

18 I dispositivi di respirazione e di drenaggio sono soddisfacenti X X X X X X

B IMPIANTI

1 Il tipo di cavo è appropriato X X X

2 I cavi non presentano danni evidenti X X X X X X X X X

3 La sigillatura di passanti, condotti, passerelle canalette e/o tubi protettivi è soddisfacente X X X X X X X X X

4 I raccordi di bloccaggio e le cassette di giunzione dei cavi sono correttamente riempiti X

5 E’ mantenuta l’integrità dei sistemi con tubo protettivo e la relativa interfaccia con sistemi misti

X X X

6

I conduttori di terra, compresi tutti i collegamenti equipotenziali supplementari, sono soddisfacenti (per es. le connessioni sono serrate ed i conduttori hanno una sezione sufficiente)

– esame fisico X X X

– esame a vista X X X X X X

7 L’impedenza dell’anello di guasto (sistema TN) o la resistenza di terra (sistema IT) è soddisfacente

X X X

8 La resistenza di isolamento è soddisfacente X X X

9 I dispositivi elettrici automatici di protezione funzionano entro i limiti permessi X X X

10 I dispositivi elettrici automatici di protezione sono correttamente tarati (il ripristino automatico non è possibile)

X X X

11 Sono rispettate le particolari condizioni d’uso (ove applicabili) X X X

12 Le estremità dei cavi non utilizzati sono correttamente protette X X X

13 Gli ostacoli adiacenti ai giunti flangiati delle custodie a prova di esplosione sono in accordo con la IEC 60079-14

X X X

14 Installazioni a tensione/frequenza variabili conformi alla documentazione X X X X X X

C CONDIZIONI AMBIENTALI

1 Le apparecchiature elettriche sono adeguatamente protette contro la corrosione, le condizioni atmosferiche, le vibrazioni ed altri fattori avversi

X X X X X X X X X

2 Non esiste accumulo inammissibile di polvere o sporcizia X X X X X X X X X

3 Gli isolanti elettrici sono puliti ed asciutti X X

NOTA 1 Generale: le verifiche da effettuare per le apparecchiature nelle quali vengano utilizzati allo stesso tempo i modi di protezione “e” e “d” saranno una combinazione di entrambe le colonne.

NOTA 2 Punti B7 e B8: si deve tener conto della presenza d’una atmosfera esplosiva in prossimità della costruzione elettrica durante l’impiego

Tabella 18 - Schede di verifica per gli impianti Ex “d”, “Ex “e” ed Ex “n”

(D = Approfondita, R = Ravvicinata, V = A Vista)

98

VERIFICHE DA EFFETTUARE: Grado di verifica

Dettagliata Ravvicinata Visiva


1 La documentazione del circuito e/o dell’apparecchiatura elettrica è adatta alle prescrizioni della zona /EPL del posto

X X X

2 L’apparecchiatura elettrica installata è quella precisata nella documentazione – Solo per le apparecchiature fisse

X X

3 La categoria ed il gruppo del circuito e/o dell’apparecchiatura elettrica sono corretti

X X

4 La classe di temperatura dell’apparecchiatura è corretta X X

5 L’installazione è chiaramente munita di targhette X X


X

7 Non esistono modifiche non autorizzate X

8 Non esistono modifiche non autorizzate visibili X X

9 Le barriere di sicurezza, i relè ed altri dispositivi di limitazione dell’energia sono di tipo approvato, sono installati secondo i requisiti della certificazione e sono convenientemente messi a terra se necessario X X X

10 Le connessioni elettriche sono ben serrate X

11 I circuiti stampati sono puliti e non danneggiati X

B IMPIANTI

1 I cavi sono installati conformemente alla documentazione X

2 La schermatura dei cavi è collegata a terra conformemente alla documentazione X

3 I cavi non presentano danni evidenti X X X

4 La sigillatura di passanti, condotti, tubi e/o tubi protettivi è soddisfacente X X X

5 Le connessioni punto a punto sono tutte corrette X

6 La continuità dei circuiti messi a terra sono soddisfacenti per i circuiti non galvanicamente isolati (per es. le connessioni sono serrate ed i conduttori hanno una sezione sufficiente).

X

7 Le connessioni di terra non inficiano l’integrità del modo di protezione X X X

8 La messa a terra e la resistenza di isolamento di un circuito a sicurezza intrinseca è soddisfacente

X

9 La separazione dei circuiti a sicurezza intrinseca da quelli non a sicurezza intrinseca è assicurata laddove tutti i circuiti sono in una stessa custodia di distribuzione o in uno stesso scomparto

X

10 La protezione dal corto circuito dei circuiti di alimentazione, dove applicabile, è in accordo con la documentazione

X

11 Sono rispettate le particolari condizioni d’uso (ove applicabili) X

12 Le estremità dei cavi non utilizzati sono correttamente protette X



X X X

2 Non esiste accumulo inammissibile di polvere o sporcizia X X X

Tabella 19 - Scheda di verifica per gli impianti Ex “i”

99


Dettagliata Ravvicinata A Vista


1 L’apparecchiatura elettrica è adatta alle prescrizioni della zona /EPL del posto X X X

2 Il gruppo dell’apparecchiatura elettrica è corretto X X

3 La classe di temperatura o la temperatura superficiale dell’apparecchiatura elettrica è corretta

X X

4 L’identificazione del circuito dell’apparecchiatura è corretta X

5 L’identificazione del circuito dell’apparecchiatura è disponibile X X X


X X X



9 Le caratteristiche nominali, il tipo e la posizione delle lampade sono corretti X

B IMPIANTI

1 Il tipo di cavo è appropriato X

2 I cavi non presentano danni evidenti X X X

3

I conduttori di terra, compresi tutti i collegamenti equipotenziali supplementari, sono soddisfacenti (per es. le connessioni sono serrate ed i conduttori hanno una sezione sufficiente)

– esame fisico X

– esame a vista X X


X

5 I dispositivi elettrici automatici di protezione operano entro i limiti permessi X

6 I dispositivi elettrici automatici di protezione sono correttamente tarati X

7 La temperatura del gas di protezione immesso è inferiore alla massima specificata X

8 I condotti, le tubazioni e le custodie sono in buono stato X X X

9 Il gas di protezione è privo di impurità X X X

10 La pressione e/o la portata del gas di protezione sono adeguate X X X

11 I manometri e/o gli indicatori di portata, gli allarmi e gli interblocchi funzionano correttamente

X

12 Le condizioni d’installazione di barriere antiscintilla ed antiparticelle nelle canalizzazioni di uscita del gas che attraversano luoghi pericolosi sono soddisfacenti

X




X X X


Tabella 20 - Scheda di verifica per gli impianti Ex “p”

100


Dettagliata Ravvicinata A Vista


1 L’apparecchiatura elettrica è adatta alle prescrizioni della zona /EPL del posto X X X

2 Il grado IP dell’apparecchiatura elettrica è appropriata per la conducibilità della polvere

X X X

3 La massima temperatura superficiale dell’apparecchiatura elettrica è corretta X X

4 L’identificazione del circuito dell’apparecchiatura elettrica è disponibile X X X

5 L’identificazione del circuito dell’apparecchiatura elettrica è corretta X


X X X



9

Viterie, dispositivi di ingresso cavi ed elementi di chiusura sono di tipo corretto e sono completi ed a tenuta

– esame fisico X X

– esame a vista X

10 Le caratteristiche nominali, il tipo e la posizione delle lampade sono corretti X

11 Le connessioni elettriche sono ben serrate X

12 Le condizioni delle guarnizioni della custodia sono soddisfacenti X

13 Le ventole dei motori sono ad una distanza sufficiente dalla custodia e/o dagli elementi di protezione X

B IMPIANTI

1 L’impianto è tale da minimizzare il rischio dell’accumulo di polvere X X X

2 Il tipo di cavo è appropriato X

3 Non esistono danni evidenti ai cavi X X X

4 La sigillatura di passanti, condotti, tubi e/o tubi protettivi è soddisfacente X X X

5

I conduttori di terra, compresi tutti i collegamenti equipotenziali supplementari, sono soddisfacenti:

– esame fisico X

– esame a vista X X


X

7 La resistenza di isolamento è soddisfacente X

8 I dispositivi elettrici automatici di protezione operano entro i limiti permessi X


11 Le estremità dei cavi non utilizzati sono correttamente protette X X



X X X


Tabella 21 - Scheda di verifica per gli impianti Ex “tD”

101

Bibliografia Piccinini N., Cardillo P. Gas, Vapori e Polveri a rischio di esplosione e incendio. Politecnico di Torino.

Vittori R., Protezione elettrica antideflagrante. Editoriale Delfino.

TNE, Impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione. Edizioni TNE.

Martina M., Scaburri A. IEC 60079-0 5th edition one year later. Explosive dust atmospheres: IEC EN 61241 parts 0 and 1 turn to series IEC 60079 parts 0 and 31. Paper PCIC 2009.

Martina M., Bonocore V. Impianti Elettrici ed Apparecchiature Elettriche destinati all’installazione in luoghi con rischio di esplosione.

Direttive Comunitarie e documenti della commissione delle comunità europee

Direttiva 94/9/EC;

Direttiva 1999/92/EC;

Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea OJ 2012/C 130/01 del 2012-05-04;

Comunicazione della Commissione delle Comunità Europee n.515 del 2003: “Guida di buone prassi a carattere non vincolante per l'attuazione della direttiva 1999/92/CE del Parlamento europeo e del Consiglio 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”;

Norme IEC e CENELEC

IEC 60079-0:2007 “Explosive atmospheres - Part 0: Equipment - General requirements”;

EN 60079-0:2009 “Explosive atmospheres -- Part 0: Equipment - General requirements”;

EN 60079-0:2006 “Electrical apparatus for explosive gas atmospheres -- Part 0: General requirements”;

EN 60079-1:2007 “Explosive atmospheres -- Part 1: Equipment protection by flameproof enclosures "d"”;

EN 60079-2:2007 “Explosive atmospheres -- Part 2: Equipment protection by pressurized enclosure "p"”;

EN 60079-5:2007 “Explosive atmospheres -- Part 5: Equipment protection by powder filling "q"”;

EN 60079-6:2007 “Explosive atmospheres -- Part 6: Equipment protection by oil immersion "o"”;

EN 60079-7:2007 “Explosive atmospheres -- Part 7: Equipment protection by increased safety "e"”;

EN 60079-10:2004 “Electrical apparatus for explosive gas atmospheres -- Part 10: Classification of hazardous areas”;

EN 60079-10-1:2009 “Explosive atmospheres -- Part 10-1: Classification of areas - Explosive gas atmospheres”;

EN 60079-10-2:2009 “Explosive atmospheres -- Part 10-2: Classification of areas - Combustible dust atmospheres”;

EN 60079-11:2007 “Explosive atmospheres -- Part 11: Equipment protection by intrinsic safety "i"”;

EN 60079-14:2008 “Explosive atmospheres -- Part 14: Electrical installations design, selection and erection”;

EN 60079-15:2005 “Explosive atmospheres -- Part 15: Equipment protection by type of protection "n"”;

EN 60079-17:2007 “Explosive atmospheres -- Part 17: Electrical installations inspection and maintenance”

EN 60079-18:2009 “Explosive atmospheres -- Part 18: Equipment protection by encapsulation “m””;

EN 60079-31:2009 “Explosive atmospheres -- Part 31: Equipment dust ignition protection by enclosure "t"”

EN 61241-0:2006 “Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust -- Part 0: General requirements”;

EN 61241-1:2004 “Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust -- Part 1: Protection by enclosures "tD"”;

EN 61241-4:2006 “Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust -- Part 4: Type of protection "pD"”;

EN 61241-10:2004 “Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust -- Part 10: Classification of areas where combustible dusts are or may be present”;

EN 61241-11:2006 “Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust -- Part 11: Protection by intrinsic safety "iD";

EN 61241-14:2004 “Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust -- Part 14: Selection and installation;

EN 61241-17:2005 “Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust -- Part 17: Inspection and maintenance of electrical installations in hazardous areas (other than mines);

EN 61241-18:2004 “Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust -- Part 18: Protection by encapsulation "mD";

102

6 STUDIO SUGLI INCENDI E LE ESPLOSIONI IN ITALIA DAL 2007 AL 2011

A dimostrare la tragica rilevanza dei temi affrontati nella presente trattazione tecnica riportiamo le statistiche ufficiali che analizzano lo storico dal 2007 al 2011 dei morti e feriti per esplosione in Italia.

Queste statistiche sono frutto dell’approfondita ricerca del Dott.Ing. Maurizio D’Addato, Dirigente Superiore del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco, ed hanno carattere di ufficialità presso tutti i Comandi Provinciali dei Vigili del Fuoco Italiani e, nondimeno, saranno messi a disposizione del CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) per i suoi fini istituzionali.

Va aggiunto che questa ricerca è il primo e l’unico documento ufficiale e compiuto in grado di fornire una dimensione certa del problema delle esplosioni e delle loro conseguenze, proprio perché redatta dal rappresentante del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco.

I Vigili del Fuoco infatti sono l’Ente preposto a prevenire (tramite attività di controllo delle infrastrutture ed impianti a rischio) e gestire (interventi di soccorso) gli eventi calamitosi qui trattati.

I dati sotto riportati sono presentati dall’Ing M.D’Addato in forma grafica e fanno capire con immediatezza l’entità e la dimensione del problema nella sua totalità per poi approfondirlo con dei focus per settori e tipologie.

Questi dati, per la loro compiutezza ed unicità, sono in corso di divulgazione anche nelle competenti sedi Nazionali er Europee.

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