L'industria mineraria (o anche industria estrattiva) è la parte del settore primario che si occupa dell'estrazione e della trasformazione delle materie prime minerali (solidi, fluidi, gassosi), energetiche e non energetiche o di altri materiali geologici dalla crosta terrestre.
Nelle miniere e nei loro impianti di superficie dove può̀ essere presente il Grisoù devono essere installate apparecchiature di Gruppo I.
All’interno del Gruppo I esistono due categorie: categoria M1 e M2.
Questa categoria comprende gli apparecchi progettati e, se del caso, 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 grisoù 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:
Questa categoria comprende gli 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 deve interrompersi.
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.
Il modo di protezione Ex-t ha alla base un concetto semplice e allo stesso tempo efficace: dotare l’apparecchiatura elettrica di un involucro che impedisca l’ingresso della polvere combustibile ed utilizzare mezzi che permettano di limitare la temperatura superficiale esterna.
Per il rischio esplosione dovuto alla presenza di polveri combustibili il giusto abbinamento tra sito dell’impianto ed apparecchio richiama la stessa logica utilizzata per i gas potenzialmente esplosivi. Questa simmetria è voluta per facilitare il progettista e l’impiantista nella scelta e nella messa in opera dell’apparecchiatura corretta. Vediamo la scelta dell'apparecchiatura in base a EPL, al gruppo di polveri e alla temperatura massima superficiale.
Gli enti normativi hanno adattato la classificazione delle polveri combustibili a schemi concettuali già utilizzati nel campo dei gas potenzialmente esplosivi. Questo permette ai tecnici che operano sul campo una maggiore facilità di comprensione dei rischi sia a livello di impianto, sia a livello di apparecchiatura.
Oggi le vernici a polvere a base di poliestere garantiscono notevole resistenza anche a temperature ambiente critiche ed estreme. Di grande importanza è il loro processo di applicazione e chiaramente anche la loro formulazione
Il fenomeno della corrosione non è direttamente affrontato nel corpo normativo ATEX. L’importanza di questo tema ha comunque determinato l’affermazione di materiali metallici particolari come le leghe di alluminio silicio e l’acciaio inossidabile in questo importante settore economico.
Un caso sempre più frequente per la realizzazione di quadri per Zona 1 è l'utilizzo di custodie Ex eb per l'integrazione di componenti elettromeccanici e/o interfacce elettroniche conformi e con certificazione ed EPL Gb.
La presenza di tubi senza sigillature, può portare alla propagazione dell'esplosione e, con essa, all'aumento di pressione dall'apparecchiatura iniziale a quelle ad essa collegate dando origine al fenomeno della precompressione. La normativa offre una serie di strumenti per limitare che fenomeni di precompressione si manifestino, come la sigillatura delle uscite di una custodia e la limitazione dell'occupazione delle sezioni all’interno delle custodie.
Quali sono le grandezze illuminotecniche fondamentali con le quali deve confrontarsi il progettista di un impianto di illuminazione?
Per risparmiare energia negli impianti di illuminazione collocati in zone a rischio di formazione di atmosfere potenzialmente esplosive si può decidere di intervenire con lo spegnimento automatico dei dispositivi dopo un certo numero di ore o, laddove sia possibile, con una riduzione del flusso luminoso in uscita grazie all'impiego di proiettori, armature illuminanti lineari ed high bay con diverse tipologie di dimmerazione.
Nella Zona 2 le soluzioni per dispositivi cost effective sono sempre più diffuse. Oltre a presentare vantaggi economici, i dispositivi a respirazione limitata possono vantare anche prestazioni migliorate come ad esempio meno peso, efficienza luminosa migliore, dissipazioni termiche più alte.
Nei sistemi a sicurezza intrinseca le apparecchiature associate rivestono un ruolo chiave per la sicurezza del sistema. Il loro posizionamento può essere previsto all’esterno dell’area pericolosa o, in alternativa, in custodie antideflagranti che possono assicurare loro la protezione adeguata all’installazione in Zona 1.
In un sistema elettrico a sicurezza intrinseca i dispositivi elettrici che possono essere installati nella zona pericolosa possono essere costruzioni semplici o costruzioni certificate a sicurezza intrinseca. Le prime possono essere componenti passivi, componenti con energia immagazzinata ben definita o con generazione di energia in misura limitata. Le seconde sono oggetti più complessi...
Negli impianti con aree classificate a rischio di formazione di atmosfere esplosive il modo di protezione ‘Ex i’ è il modo di protezione con maggiori certificati all’attivo sul sito IECEx. Esso si basa sulla limitazione dell'energia elettrica e termica dei dispositivi installati in aree pericolose a livelli tali da prevenire l'innesco di una miscela esplosiva.
Il cold flow nei cavi può essere descritto come il movimento della guaina/riempitivo del cavo sotto le forze di compressione create dallo spostamento delle guarnizioni nei pressacavi, dove la forza di compressione applicata dalla guarnizione è maggiore della resistenza della guaina/riempitivo del cavo alla deformazione.
I modi di protezione combinati rappresentano un approccio fondamentale per garantire la sicurezza delle apparecchiature elettriche in zone classificate per la presenza di atmosfere potenzialmente esplosive. La loro applicazione permette di soddisfare le diverse esigenze costruttive e operative, combinando i vantaggi dei vari modi di protezione disponibili.
I materiali metallici non risentono dei problemi comuni dei materiali plastici, quali l'invecchiamento e la resistenza ai raggi UV, ma possono invece diventare fonti di innesco. Per questo motivo, le normative dedicano un'attenzione speciale ai componenti che hanno la funzione di custodia.
I principali materiali di origine non metallica nei dispositivi elettrici sono quelli plastici e quelli elastomerici. I loro nemici più significativi sono l'invecchiamento, le cariche elettrostatiche e i raggi UV.
L’illuminazione stradale nelle zone a rischio di esplosione deve minimizzare i fenomeni di abbagliamento ed avere un’impronta luminosa a terra caratterizzata da un illuminamento omogeneo senza grandi picchi e zone d'ombra. Per ottenere un risultato migliore, la luce emessa deve avere un’intensità luminosa maggiore ai lati piuttosto che sul piano di simmetria dell’apparecchio. Con l'avvento della tecnologia a LED questa necessità viene ottemperata dall'uso delle cosiddette “ottiche secondarie”.
In questo articolo approfondiremo la connessione dei motori elettrici Ex db’ ed ‘Ex eb’ con custodia ‘Ex eb’ alla linea elettrica attraverso l'utilizzo degli accessori di collegamento. Il poter usare un pressacavo Ex-eb non è affatto trascurabile dal punto di vista economico e il risparmio di tempo durante l’installazione rispetto alla messa in opera di un raccordo di bloccaggio o di un pressacavo Ex-db è notevole.
Da molti anni sono presenti sul mercato i motori elettrici a sicurezza aumentata o i motori elettrici antideflagranti con custodia di collegamento a sicurezza aumentata. Vediamo, attraverso alcuni esempi impiantistici, come avviene il collegamento dei motori elettrici Ex-db con cassetta di collegamento Ex-db alla linea elettrica.
Nella progettazione e nell’utilizzo dei dispositivi elettrici ci troviamo a gestire parti conduttrici aventi potenziale elettrico diverso, con differenze di tensione anche molto elevate e deve essere tenuto in debito conto il rischio di formazione di archi voltaici in aria e di correnti striscianti sulla superficie del materiale isolante utilizzato. Per limitare questi fenomeni in fase di progettazione si interviene sulle distanze tra parti conduttrici esposte.
Vi sono una serie di fenomeni fisici che riguardano in generale tutti i dispositivi elettrici, ma che assumono una grande rilevanza nelle apparecchiature per aree classificate a rischio di atmosfere potenzialmente esplosive. Uno di questi fenomeni viene chiamato “respirazione”
In un mondo nel quale sono sempre più importanti la velocità di installazione, la sicurezza globale del sito e i costi complessivi di installazione e manutenzione, l’uso di connettori specifici come i FastEx può trovare larga applicazione.
La componentistica usata in contesti a rischio di formazione di atmosfera esplosiva è realizzata con materiali particolari e questo è particolarmente vero nel caso dei materiali plastici. Nei contesti atti a formare isolamento tra conduttori, i materiali usati sono selezionati tra quelli che esprimono una migliore resistenza alla traccia.
Tra le apparecchiature idonee all’utilizzo in atmosfera esplosiva con un EPL Gb, quelle a sicurezza aumentata sono senza dubbio le più similari ad un prodotto a standard industriale. Nel corso degli anni questo modo di protezione si è diffuso nelle cassette di derivazione e, in particolare, nell’illuminazione. In generale, le costruzioni più leggere e trasportabili dei prodotti a sicurezza aumentata sono state apprezzate dagli impiantisti.
In Europa, il processo di armonizzazione delle normative ha aperto una fase nuova nello sviluppo tecnologico e, a tutti gli effetti, può essere considerato un successo del processo di integrazione dell’Unione Europea. La nascita della CEE, l'istituzione dei comitati tecnici CENELEC e CEN, la prima normativa ATEX 94/9/CE e poi la nuova normativa ATEX 2014/34/UE...ripercorriamo insieme le ultime tappe che hanno portato ai giorni nostri ad avere un quadro normativo armonizzato a livello europeo.
Spesso il significato della lettera supplementare è poco conosciuto, malinteso ed erroneamente interpretato. Non comprendere la differenza tra componente ed apparecchiatura o il pensare che un certificato con la “X” finale sia una sorta di certificato di serie B e che il prodotto a cui si riferisce abbia forti limitazioni d’uso è oggi del tutto anacronistico.
Negli Stati Uniti il percorso che portò allo sviluppo delle apparecchiature idonee all’utilizzo nelle aree a rischio di esplosione ha seguito un percorso pressoché parallelo all’Europa, affrontando il tema prima nell’industria mineraria ed estendendolo poi ai dispositivi elettrici nel NEC. L’uso di tecniche ancora attuali testimonia quanto i modi di protezione più tradizionali possano vantare una storia di affidabilità e sicurezza lunga più di un secolo.
Gli impianti si dividono principalmente in impianti con condutture protettive metalliche e impianti in cavo. I diversi dispositivi necessitano di ingressi cavo idonei al modo di protezione utilizzato. La tipologia di ingresso cavo può apparire un mero argomento teorico, ma impatta in maniera decisa sul livello di sicurezza dell’impianto.
I sistemi di ingresso più utilizzati sono: ingresso in tubo con raccordo di bloccaggio, ingresso in cavo con pressacavo Ex barriera e ingresso in cavo con pressacavo Ex con gommino. Quando parliamo di impianti elettrici con condutture elettriche in cavo, gli ingressi vengono realizzati mediante pressacavo, che può essere di due tipologie: barriera o con gommino.
Nelle zone a rischio di atmosfere esplosive, gli impianti con condutture elettriche in cavo sono ad oggi una valida alternativa ai tradizionali sistemi con condutture in tubo protettivo metallico (conduit). La loro diffusione è stata trainata dalla sempre maggiore presenza di apparecchiature a sicurezza aumentata come scatole di giunzione o luminarie ‘Ex eb’, che implicitamente portano alla necessità di avere dei tratti di impianto con conduttura in cavo.
Nei siti dove è presente il rischio di formazione di atmosfera esplosiva troviamo spesso utilizzata la conduttura elettrica in tubo protettivo metallico (anche detta conduttura in tubo conduit). Nonostante sia stata recentemente affiancata da più versatili sistemi in cavo armato e non armato, con ingresso mediante pressacavo, il suo impiego è consigliato negli impianti dove le attività produttive o d’uso e manutenzione possono presentare situazioni pericolose per l’integrità dei cavi.
Oggi definiamo i modi di protezione come delle tecniche che ci vengono messe a disposizione dalle norme armonizzate, al fine di soddisfare i Requisiti Essenziali di Sicurezza e Salute. I primi decenni del XX secolo si sono rivelati fondamentali per lo sviluppo delle tecniche alla base degli attuali modi di protezione.
I raccordi di bloccaggio sono considerati spesso solo come componenti secondari o di poco conto, ma da loro dipende la sicurezza di un impianto con condutture elettriche in tubo protettivo metallico (conduit) e relative custodie antideflagranti. La funzione principale di un raccordo di bloccaggio è quella di impedire il propagarsi di un'esplosione dall’interno della custodia antideflagrante 'Ex'd' verso l’esterno.
Ai nostri giorni la classificazione delle zone a rischio esplosione riguarda molti settori della industria e comprende l’utilizzo delle più diverse apparecchiature. Questa grande varietà di dispositivi ed applicazioni non deve farci dimenticare che l’origine delle tecniche di contenimento del rischio esplosione risiede laggiù, in quelle oscure miniere dove tutto ha avuto inizio.
I giunti a prova d’esplosione sono uno degli aspetti basilari della protezione offerta da un’apparecchiatura o da una custodia antideflagrante. Per questo comprendere la loro funzione è propedeutico ad un corretto utilizzo e ad una giusta manutenzione di tutti i dispositivi elettrici che adottano questo modo di protezione.
Il modo di protezione ‘Ex d’, oggi indicato ‘Ex db’, si basa su un concetto teorico semplice: il contenimento tramite un robusto involucro e la non propagazione della fiamma. A questa semplicità si deve il suo successo, si tratta infatti di uno dei primi modi di protezione sviluppati nell’industria estrattiva mineraria ed ancora oggi è uno dei più diffusi nelle aree classificate per atmosfere potenzialmente esplosive.
Un principio fondamentale della Direttiva ATEX 2014/34/UE, condiviso con le altre direttive dell'Unione, è la limitazione dell’armonizzazione legislativa ai requisiti essenziali di salute e sicurezza di interesse pubblico. In seno a questa armonizzazione legislativa, un ruolo di primaria importanza è rivestito dalla normativa tecnica armonizzata e dal concetto di stato dell’arte della tecnica. A quest’ultimo fa riferimento la Direttiva ATEX come requisito chiesto ai costruttori.
I costruttori di apparecchi ATEX usano diversi modi di protezione per raggiungere un determinato EPL. Questi modi di protezione sono in continua evoluzione sia tecnica che normativa. Ad ogni modo, i più utilizzati sono quelli che si sono affermati storicamente.
Ogni dispositivo che deve essere installato in zona classificata ATEX deve avere un certo livello di protezione, indicato in normativa con l’acronimo EPL (Equipment protection Level). Il livello di protezione viene ottenuto applicando delle normative tecniche che definiscono i modi di protezione. Esistono molti modi di protezione, alcuni hanno un’origine storica, altri sono di più recente introduzione...
