I principali modi di protezione

Iniziamo questo nuovo anno con la presa in esame di alcuni dei principali modi di protezione, maggiormente usati negli impianti installati...

Iniziamo questo nuovo anno con la presa in esame di alcuni dei principali modi di protezione, maggiormente usati negli impianti installati in luoghi con atmosfera potenzialmente esplosiva per la presenza di gas. In relazione alle tre tecniche fondamentali di protezione (contenimento, segregazione, prevenzione) esistono diversi modi di applicare la filosofia di base del principio. Ciascun sistema è specifico per alcune applicazioni e assolutamente improponibile per altre. Nel tempo sono stati fatti dei tentativi e delle forzature per adottare tecniche non specifiche a determinate applicazioni e i risultati sono stati a dir poco disastrosi e spesso hanno causato danni importanti. Negli ultimi anni il quadro normativo si è fortemente modificato e le norme, anche se preesistenti, hanno subito modifiche per poter essere armonizzate agli standard internazionali IECex. É fondamentale quindi analizzare quali sono i limiti di applicabilità di ogni metodo e valutare coscientemente che cosa sia meglio utilizzare ogni volta che si presenta una nuova e diversa necessità.

La scelta di un modo di protezione specifico per una determinata costruzione elettrica dipende da diversi fattori, innanzitutto dalla zona ove questa apparecchiatura verrà installata, ma anche da altre caratteristiche, quali:

  • le dimensioni fisiche del materiale elettrico da proteggere;
  • la facilità di manutenzione ordinaria e straordinaria;
  • l’affidabilità del sistema e la sua flessibilità;
  • i costi di realizzazione e di manutenzione.

Qui di seguito vengono indicate le caratteristiche fondamentali dei vari modi di protezione che sono stati finora normalizzati e per i quali indichiamo le attuali normative internazionali e comunitarie.

Ex “d” - A prova di esplosione

Principio base

In questo metodo di protezione è consentito che l’atmosfera esplosiva venga a contatto con i circuiti elettrici in tensione. Questi dovranno però essere racchiusi all’interno di una custodia appositamente progettata per resistere alla pressione sviluppata a causa di un’eventuale esplosione all’interno della stessa e per impedire il propagarsi della fiamma all’esterno della custodia ed innescare l’atmosfera esplosiva esterna ad essa. La filosofia del metodo è basata sulla considerazione che non è possibile impedire ad un gas di propagarsi ovunque. Pertanto sarebbe impensabile la costruzione di un’apparecchiatura elettrica contenuta in una custodia stagna al punto da impedire l’ingresso del gas. Si costruiscono pertanto custodie che permettono sì che il gas entri all’interno, ma in caso di contatto tra questo e la sorgente di innesco (arco o scintilla) l’esplosione che ne consegue sia contenuta all’interno e i gas combusti, escano attraverso appositi giunti, creati tra le varie parti della custodia, progettati in modo tale che la fiamma, uscendo si raffreddi e all’esterno arrivi soltanto il prodotto della combustione, ormai raffreddato ed incapace di innescare l’atmosfera circostante.

Applicazioni

Si può applicare a tutte le apparecchiature principali di bassa tensione, quali armature illuminanti, quadri elettrici, interruttori, unità di comando, controllo e segnalazione, trasformatori, motori di bassa e media tensione, e in genere a tutte le apparecchiature che in condizioni di esercizio ordinario possono dare luogo a scintille o sovratemperature.

Caratteristiche principali

La caratteristica principale è la robustezza della costruzione che garantisce l’affidabilità nel tempo.

Norme di riferimento:

- IEC 60079–1:2007 (Internazionale)

- EN 60079-1:2007 (Europea)

Ex "e" - A sicurezza aumentata

Principio base

In questo metodo di protezione vengono applicate determinate misure che devono impedire, con un elevato coefficiente di sicurezza, la formazione di archi o scintille, o la possibilità di temperature tali da innescare la miscela esplosiva.

Applicazioni

In pratica il principio è applicabile soltanto ad apparecchiatura non scintillante, come custodie, morsetti ecc. In effetti, l’evoluzione di questo modo di protezione ha fatto sì che, combinandolo con altri modi di protezione, si potessero costruire apparecchiature anche molto complesse, sfruttando la semplicità costruttiva dell’Ex “e”, integrandola con componenti protetti singolarmente con altri modi di protezione. Si può applicare ad alcune apparecchiature di bassa tensione, custodie con morsettiere, bobine, elettromagneti, alcuni tipi di motori, corpi illuminanti, riscaldatori elettrici a resistenza, strumenti di misura a bobina mobile. Come già detto, viene quasi sempre utilizzata in combinazione con altri modi di protezione, come l’Ex "d", l’Ex "q" o l’Ex "m".

Caratteristiche principali

La caratteristica principale di queste apparecchiature sono i requisiti costruttivi che le rendono non scintillanti anche in determinate condizioni di funzionamento anomalo.

Norme di riferimento:

- IEC 60079-7:2006 (Internazionale)

- EN 60079-7:2007 (Europea)

Ex "i" - A sicurezza intrinseca

Principio base

In questo metodo costruttivo l’apparecchiatura elettrica è costituita da circuiti che sono considerati intrinsecamente sicuri, incapaci cioè di causare un’esplosione nell’atmosfera circostante. Si considera intrinsecamente sicuro un circuito quando in qualsiasi condizione di operatività e di guasto non può produrre alcuna scintilla o alcuna sovratemperatura tali da innescare l’atmosfera esplosiva.

Applicazioni

Si applica nella maggior parte dei casi alla strumentazione di misura e controllo e alla regolazione dei processi di produzione negli impianti a rischio di esplosione.

Caratteristiche principali

L'applicazione del metodo costruttivo a sicurezza intrinseca Ex "i" è ovviamente limitata ai circuiti di bassa potenza, non è pensabile di avviare un motore o illuminare un impianto utilizzando apparecchiature a sicurezza intrinseca. Per le applicazioni sue proprie è la scelta migliore per l’alto grado di sicurezza e la notevole economicità sia di installazione che di manutenzione.

Norme di riferimento:

- IEC 60079-11: 2006 (Internazionale)

- EN 60079-11:2007 (Europea)

Ex "n" Semplificato

Principio base

Questo metodo di protezione si fonda sull’applicazione in forma semplificata dei principi base di altri modi di protezione quali d, e, i, p. La sua applicazione alle costruzioni elettriche le rende incapaci durante il funzionamento ordinario di provocare l’innesco dell’atmosfera esplosiva.

Applicazioni

Apparecchiature illuminanti, quadri elettrici, unità di comando, controllo e segnalazione e diverse altre apparecchiature per impianti elettrici di BT. Può essere impiegato soltanto in Zona 2.

Caratteristiche principali

In Zona 2 è un’alternativa ai modi di protezione utilizzati in Zona 1. Non ha finora ottenuto un grosso successo perché pur essendo meno sicuro dei sistemi Ex "d", Ex "e" che debba sostituire, il suo costo non è generalmente inferiore a questi.

Norme di riferimento:

- IEC 60079-15: 2005 (Internazionale)

- EN 60079-15: 2005 (Europea)

Conclusioni

A chiusura di questa veloce panoramica, possiamo concludere che un modo di protezione universale e perfetto non esiste. Ogni metodo è stato concepito per particolari applicazioni impiantistiche e nel tempo è stato adattato anche ad altre applicazioni. Ciò che è importante sapere è che qualunque metodo è valido se viene applicato seguendo i criteri propri di costruzione e, soprattutto, viene mantenuto nello stato originale di sicurezza da un’accurata manutenzione. Nessun sistema è infallibile, ma se le apparecchiature vengono mantenute nelle condizioni in cui si trovavano nel momento in cui sono state installate, potremmo affermare che siamo già sulla buona strada per garantire la sicurezza di quanti operano sugli impianti.

Data pubblicazione: 01-01-2011

Argomento: Approfondimento