Impianti ATEX aspirazione per atmosfera potenzialmente esplosiva

In alcuni articoli precedenti abbiamo già trattato la tematica ATEX concentrandoci sulla direttiva 2014/34/UE che, con effetto decorrente dal 20 aprile 2016, ha abrogato la precedente 94/9/CE. Come avevamo visto, questa direttiva ha come obiettivo quello di garantire la libera circolazione dei prodotti all’interno della Comunità Europea. A questo scopo sono stati definiti i requisiti necessari per tutti gli apparecchi e i sistemi di protezione destinati ad essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva. Ma in termini pratici, come devono essere progettati gli impianti da utilizzare in atmosfera potenzialmente esplosiva?
Che caratteristiche devono avere i componenti degli stessi? E quali accorgimenti sono necessari quando si acquista un sistema ATEX? L’obiettivo di questo articolo è quello di rispondere insieme a queste domande.

Prima di rispondere alle domande precedenti è meglio far chiarezza su due aspetti legati alla direttiva ATEX, ovvero: elementi necessari affinché si verifichi un’atmosfera potenzialmente esplosiva e classificazione delle zone ATEX. Il primo aspetto è legato al fenomeno dell’esplosione che si verifica quando sono presenti contemporaneamente combustibile, comburente e scintilla (energia di innesco), a cui aggiungere la dispersione e la compartimentazione nel caso di polveri.

Senza uno di questi elementi non si può parlare di atmosfera potenzialmente esplosiva e, di conseguenza, non si rientra nella direttiva ATEX.
Per quanto riguarda il secondo aspetto, le aree di lavoro a rischio di esplosione vengono ripartite in base alla frequenza ed alla durata della presenza di atmosfere esplosive dovute a gas (zona 0, 1 e 2) o polveri (zona 20, 21 e 22).
In questo articolo ci concentreremo sulle polveri esplosive ed in particolare sulle seguenti zone che possono verificarsi all’interno dei sistemi di abbattimento:

• Zona 20 = area in cui è presente in permanenza o per lunghi periodi un’atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile;
• Zona 21 = area in cui occasionalmente è probabile la formazione di un’atmosfera esplosiva;
• Zona 22 = area in cui non è probabile la formazione di atmosfera esplosiva e, qualora si verificasse, sarebbe di breve durata

I sistemi posizionati in zona 20 o 21, a causa dei maggiori rischi di esplosione, devono essere certificati da appositi Enti e devono essere dotati di sistemi di sicurezza con conseguente aumento dei costi di realizzazione.
Gli impianti classificati come zona 22 devono essere provvisti di adeguati sistemi di sicurezza ed il produttore deve emettere un’autocertificazione che ne attesti la conformità alla direttiva ATEX.

Quando si progetta un impianto ATEX, bisogna innanzitutto tenere in considerazione le caratteristiche delle polveri da trattare. Tra i principali parametri da tenere in considerazione, troviamo:

Tra i principali parametri da tenere in considerazione, troviamo:

• Kst = indice di deflagrazione delle polveri che misura la velocità di aumento della pressione nell’esplosione della polvere specificata. Si misura in bar m/sec. e fornisce anche un’indicazione della velocità di espansione dell’esplosione. Il Kst è un parametro fondamentale per il dimensionamento dei pannelli di sfogo, di cui parleremo tra poco;
• Pmax = indica la pressione massima sviluppata da un’esplosione di una data polvere. Viene misurato in bar;
• LEL (Lower Explosion Limit) = valore di concentrazione della sostanza infiammabile al di sotto del quale la stessa non può esplodere;
• MIE (Minimum Ignition Energy) è l’energia che, in condizioni di prova specifiche, risulta in grado d’innescare la polvere sottoposta a test.

Per maggiori informazioni vi consigliamo di leggere il nostro articolo dedicato

I filtri destinati all’utilizzo in atmosfera ATEX devono essere progettati per resistere alla pressione di esplosione, che varia a seconda delle caratteristiche delle polveri e del sistema produttivo. A tal fine i filtri ATEX a maniche e/o cartucce, così come quelli a carboni attivi, vengono dotati di pannelli di sicurezza (pannelli di rottura o antiscoppio) che, in caso di esplosione, si aprono lasciando sfogare la deflagrazione verso l’esterno evitando così l’esplosione del filtro. Affinché questo sistema funzioni, i filtri devono essere progettati per resistere a pressioni maggiori rispetto ai pannelli di sicurezza. Particolare attenzione deve essere posta anche al sistema di scarico polveri, che deve essere realizzato in versione ATEX al fine di evitare la creazione di scintille, oltre che agire da equipaggiamento di compartimentazione per contenere l’esplosione all’interno del sistema e non cedere meccanicamente alla sollecitazione create.

Uno dei sistemi più utilizzati è la valvola rotativa: componente che permette lo scarico in continuo delle polveri provenienti dalla tramoggia o dalla coclea, evitando l’accumulo dell’inquinante all’interno del filtro. Nella sua versione ATEX viene progettata in modo tale da evitare la creazione di scintille.
Per i sistemi di aspirazione e filtrazione ATEX sono previsti anche altri componenti che vengono applicati in base alle specifiche situazioni e necessità. Nella parte successiva analizzeremo alcuni di essi.

La valvola di non ritorno è un dispositivo utilizzato per evitare la propagazione dell’esplosione nella linea di aspirazione e, di conseguenza, nell’area produttiva. Solitamente viene posizionata tra il filtro e l’ambiente di lavoro e, in caso di deflagrazione, permette di bloccare l’onda d’urto lasciando sfogare l’esplosione tramite il pannello antiscoppio.

Come le valvole di non ritorno, il deviatore di esplosione viene posto tra il filtro e l’ambiente di lavoro per evitare la propagazione dell’esplosione nell’area produttiva. Come si può vedere dall’immagine sotto riportata, in caso di esplosione il percorso del flusso viene deviato per far sfogare l’esplosione in ambiente sicuro. In alcuni casi gli impianti di aspirazione vengono dotati di sistema di rilevamento scintille che segnala tempestivamente il rischio di esplosione con conseguente deviazione del flusso.

Le serrande tagliafuoco vengono utilizzate per compartimentare il flusso aeriforme proveniente dai diversi reparti produttivi.
Vengono poste nella tubazione aspirante centrale e, in caso incendio, intervengono istantaneamente isolando l’area interessata ed evitando la propagazione della fiamma.

Il sistema di soppressione delle esplosioni può essere paragonato ad un sistema antincendio perché permette di rilevare le esplosioni nella loro fase iniziale, bloccandole rapidamente. In caso di deflagrazione, un apposito sensore invia un segnale alla centrale di controllo che comanda l’apertura delle bombole contenenti l’agente in grado di soffocare l’esplosione in pochi millesimi di secondi. Questo meccanismo viene utilizzato come secondo sistema di sicurezza in zona 20 e 21 e permette di evitare l’aumento di pressione nel filtro e la conseguente deflagrazione dello stesso.

Gli arrestatori di fiamma generalmente vengono utilizzati quando l’impianto di abbattimento è posto all’interno di un capannone: questo sistema consente infatti di circoscrivere la fiamma evitando che essa sfoghi all’interno del capannone.
A tal fine, quando si progetta un impianto da utilizzare in atmosfera esplosiva, è fondamentale che tutti i componenti (ventilatore, pressostato, tubazioni ecc.) siano progettati in base alla classificazione ATEX dell’impianto.

Per terminare questo articolo rispondiamo all’ultima domanda che ci eravamo posti all’inizio, ovvero: quali accorgimenti bisogna avere quando si acquista un sistema ATEX?
Innanzitutto, è fondamentale verificare la documentazione rilasciata dal fornitore e accertarsi che quanto indicato in tutti i documenti (manuale di uso e manutenzione, CE…) sia conforme all’applicazione e, eventualmente, all’area di installazione della macchina.
Inoltre, alla luce di quanto visto fino ad ora e considerando i rischi legati alle atmosfere esplosive, è fondamentale affidarsi a professionisti che progettino i sistemi di abbattimento tenendo in considerazione lo stato di fatto e dotandoli di tutti i sistemi di sicurezza necessari.
Per il tuo prossimo impianto di aspirazione e trattamento delle polveri esplosive affidati a veri esperti: contattaci per fissare un appuntamento con i nostri tecnici specializzati!