GUIDA ATEX

normativa e modi di protezione

ARGOMENTI TRATTATI

Definizioni

La Direttiva ATEX

Note sulla Direttiva IECEx

Il Triangolo dell’Esplosione

Limiti di esplosione  – LEL & UEL

ATEX – Dove si applica

Zone, Gruppi e Categorie

Suddivisione Gruppi Gas

Classi di Temperatura

Modi di Protezione

Esempio per Atmosfera di Gas

Esempio per Atmosfera di Polvere

Identificazione Marcatura

Esempio Marcatura

Definizioni

Cos’è un’atmosfera pericolosa?

È un’atmosfera suscettibile di diventare esplosiva (il pericolo e potenziale) a seguito del malfunzionamento di un impianto: fughe, rotture di tubi, variazioni termiche, ecc…

 

Cos’è un’atmosfera esplosiva gassosa o polverosa?

È un’atmosfera composta da una miscela di aria, nelle condizioni atmosferiche, e sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapori, nebbia o polveri nella quale, dopo l’accensione, la combustione si propaga all’intera miscela non bruciata (definizione secondo la direttiva 1999/92/ CE)

Qual è la differenza fondamentale fra un’atmosfera gassosa e polverosa?

E la massa per unità di volume; quella dei gas e vapori e circa 1000 volte inferiore a quelli della polvere. I gas si disperdono nell’aria per convenzione e diffusione per formare un’atmosfera omogenea.

Le polveri  l sono molto più pesanti dell’aria e si depositano più o meno velocemente.

Quali sono le peculiarità di un’atmosfera pericolosa polverosa?

Si tratta di un’atmosfera dove quattro condizioni sono presenti:

  • La polvere deve essere infiammabile (granulometria generalmente < a 0,3 mm)
  • L’atmosfera deve contenere un componente (di solito e l’ossigeno, anche una quantità bassissima)
  • La polvere deve essere in sospensione (l’esplosione è il risultato di una combustione molto veloce della polvere nell’ossigeno dell’aria)
  • La concentrazione della polvere deve essere nei limiti esplosivi (generalmente il
  • limite inferiore di esplosività e circa 50 g/ m3)

La Direttiva ATEX

(ATEX = ATmosphères ETplosives)

Gli strumenti di automazione devono funzionare in modo sicuro in ambienti esplosivi e pericolosi. Pertanto  devono rispettare le più severe norme di sicurezza durante il funzionamento, ciclo dopo ciclo, anno dopo anno.

Le principali certificazioni, adottate nel mondo, sono le seguenti:

UL, CSA, FM, IECEx, NEPSI, INMETRO, CUTR, ATEX.

La presente guida,  si riferisce esclusivamente a paesi che accettano ed utilizzano certificazioni ATEX, e riguarda impianti e sistemi di protezione, che possono essere utilizzati in atmosfere  pericolose, potenzialmente esplosive, a causa della presenza di gas, vapori o polveri infiammabili.Image Caption

 

Scopo della direttiva

L’Unione Europea (UE) ha adottato la direttiva ATEX per facilitare il libero scambio nell’UE, allineando i requisiti tecnici e giuridici degli Stati membri per i prodotti destinati ad essere utilizzati in atmosfere potenzialmente esplosive.

La direttiva riguarda impianti e sistemi di protezione che possono essere utilizzati in zone con atmosfere potenzialmente esplosive, per via della presenza di gas, vapori o polveri infiammabili.

Inoltre, si riferisce ad apparecchiature elettriche e meccaniche.

 

Implementazioni della Direttiva

La Nuova Direttiva ATEX 2014/34/UE, allineata con il Nuovo Quadro Normativo, è entrata in vigore il 20 Aprile 2016, abrogato la precedente Direttiva 94/9/CE.

ATEX 2014/34/UE

Produttore:
– Tutti i prodotti immessi sul mercato devono rispettare la direttiva 2014/34/UE.

Utente:
– La responsabilità dell’utente riguarda l’uso diretto di prodotti a seconda delle aree che ha definito e quindi dipendenti dai rischi che potrebbero verificarsi.

L’installazione deve essere conforme alle direttive europee.

Tutti i prodotti utilizzati dovranno essere conformi alla direttiva 2014/34/EU.

In caso di difetti, i prodotti installati che non possono essere riparati devono essere sostituiti da prodotti conformi alla Direttiva 2014/34/UE

La direttiva ATEX si applica alle apparecchiature elettriche e non elettriche.

La certificazione ATEX è necessaria anche per apparecchi non elettrici come regolatori, valvole, cilindri, ecc., Se utilizzati in una zona certificata.
La certificazione ATEX non è necessaria per apparecchiature non elettriche che non dispongono di una propria potenziale fonte di accensione, quali filtri, lubrificanti, ecc. Queste categorie di prodotti sono denominate semplici prodotti meccanici e possono essere utilizzati in zone ATEX specifiche 1, 2, 21 e 22 in conformità alle istruzioni del produttore.

COS’E’ LA CERTIFICAZIONE ICEx ? 

Il sistema di certificazione internazionale IECEx è un sistema di certificazione volontario.

Offre una certificazione di conformità con la IEC, serie 60079, 61241 e 61779.

Questa certificazione facilita il commercio internazionale di apparecchiature elettriche destinate ad essere utilizzate in atmosfere esplosive e contribuisce ad evitare la molteplicità delle certificazioni nazionali garantendo un livello adeguato di sicurezza.

La certificazione è rilasciata da un’organizzazione riconosciuta da IECEx, ed ExCB

(Ex Ente certificatore).

  • Consente l’accesso diretto ai mercati di Australia, Nuova Zelanda, ecc.
  • Semplifica l’accesso alle certificazioni locali in Russia, Cina, USA, ecc.
  • Riduce i tempi ei costi di certificazione per via del suo riconoscimento internazionale.
  • Tutti i certificati rilasciati sono disponibili per il download all’indirizzo IECEx.com

IL TRIANGOLO DELL’ESPLOSIONE

L’accensione accidentale di un’atmosfera contenenti grandi quantità di gas, vapori, nebbie e/o polveri può produrre un’esplosione. A livello internazionale sono stati adottati dei provvedimenti allo scopo di evitare danni materiali e perdite di vite umane.

Questi provvedimenti riguardano principalmente le industrie chimiche e petrolchimiche, dove, durante la produzione la trasformazione, il trasporto e lo stoccaggio dei prodotti infiammabili, possono formarsi delle atmosfera pericolose.

Questi provvedimenti riguardano anche le installazioni dove sono utilizzati prodotti polverulenti combustibili (macinazione, setacciatura) granulosi per polvere. 

Cos’è un’atmosfera a rischio di esplosione ?

Una scintilla o una fiamma viva non sono indispensabili per produrre un’ esplosione. Anche un amento della temperatura superficiale di un’apparecchiatura, superiore alla temperatura di accensione del gas presente nell’atmosfera, può provocare un’esplosione.

LIMITI DI ESPLOSIONE – LEL & UEL

I limiti di esplosione o limiti di esplosività di un gas o dei vapori di un liquido sono dei limiti che definiscono l’intervallo di concentrazione entro cui, se la miscela aria-vapore o gas infiammabile è opportunamente innescata (ad esempio da una scintilla), si verifica l’accensione della miscela.

Questa combustione può essere una detonazione o solamente una “fiammata” (deflagrazione), in funzione di numerosi fattori (concentrazione di combustibile in primis, tipo di recipiente).

Il limite di esplosione viene considerato in un range che va da un minimo ad un massimo di percentuale di combustibile in aria (o più raramente in altri comburenti), in inglese

Lower Explosive Limit (LEL), e Upper Explosive Limit (UEL).

Per concentrazioni nell’aria al di sotto del LEL, non vi è abbastanza combustibile per la propagazione della fiamma.

Per concentrazioni superiori alla UEL, il combustibile ha reso l’atmosfera satura (troppa poca aria), pertanto non vi è sufficiente ossigeno per la propagazione della reazione.

Nei trasporti

Il caso di concentrazioni superiori all’ UEL è tipico dei serbatoi interrati contenenti combustibili liquidi per autotrazione o riscaldamento (benzine e gasoli)

Essendo le cisterne interrate, il vapore sviluppato dai liquidi infiammabili stoccati rendono di fatto l’atmosfera costantemente satura, e quindi al di sopra del limite di esplosività (UEL). Durante i rifornimenti degli autoveicoli, caso in cui avviene una sostituzione tra volume di liquido erogato e volume di aria reintegrata nel serbatoio interrato, l’aria in ingresso nel serbatoio viene fatta “gorgogliare” sul fondo, in modo che possa immediatamente saturarsi prima di stagnare nella cisterna.

Tabella LEL / UEL di alcuni vapori

ATEX: DOVE SI APPLICA

(ATEX = ATmosphères EXplosibles)

Di seguito sono indicati alcuni degli ambienti dove è richiesta l’applicazione della direttiva ATEX:  

ZONE,GRUPPI E CATEGORIE

Un po’ di storia…

La classificazione in zone è stata utilizzata per stabilire il livello di sicurezza necessario per il materiale elettrico installato in atmosfere pericolose con presenza di gas e polveri

(EN 60079-10, CEI 60079-10 (1995)).

Dopo il successo di questa iniziativa la stessa classificazione è stata applicata alle polveri.

Le norme EN 1127-1  E CEI 61241-3 definiscono una classificazione in tre zone.

Definizione di una zona pericolosa

L’obiettivo della classificazione in zona e duplice (secondo ATEX 1999/92/CE)

  • Definire le categorie di materiali utilizzati nelle zone indicate, a condizioni che siano adatte a gas, vapori, nebbie e/o polveri.
  • Classificare in zone i siti pericolosi per evitare le fonti di accessione ed effettuare una corretta selezione di materiali elettrici e non elettrici.
  • Queste zone saranno stabilite in funzione della presenza di un atmosfera di gas o polveri.

GRUPPO I: materiale elettrico destinato a miniere grisutose.

GRUPPO II: materiale elettrico destinato ad altri usi, diverse dalle miniere grisutose.

Apparecchiature del Gruppo I Presenza atmosfere pericolose
Categoria M1 Presenza (metano, polveri)
Categoria M2 Rischio di presenza (metano, polveri)
Apparecchiature del Gruppo II Presenza atmosfere pericolose
Zona 0 Categoria 1G  (Gas) Presenza permanente
Zona 20 Categoria 1D (Polveri) di atmosfera esplosiva
Zona 1 Categoria 2G  (Gas) presenza accidentale di atmosfera esplosiva
Zona 21 Categoria 2D (Polveri) durante il normale funzionamento
Zona 2 Categoria 3G  (Gas) Presenza di atmosfera solo per incidente
Zona 22 Categoria 3D (Polveri) ma non durante il normale servizio

SUDDIVISIONE GRUPPI GAS

 

I gas sono classificati in gruppi di esplosione

GRUPPO I  : Materiale elettrico destinato alle miniere grisutose (lavori sotterranei in  miniere, e nelle zone di installazioni di superficie)

GRUPPO II : Materiale elettrico destinato ad altri luoghi, diversi dalle miniere (installazioni di superficie) (industrie di superficie)

Per i modi di protezione “d” e “i” il gruppo II è suddiviso in IIA, IIB, IIC. Il materiale marcato IIB è adatto alle applicazioni per materiali del gruppo IIA. Ugualmente, IIC è adatto per IIA, IIB.

La suddivisione basata, per il modo “d”, sul interstizio sperimentali massimo di sicurezza (IEMS) e per il modo “i” sulla corrente minima d’accensione (CMI)

Il materiale elettrico IIB può essere certificato per l’uso con gas del gruppo IIC.

In tal caso, l’identificazione è seguita dalla formula chimica o dal nome del gas. (Esempio: EEx d IIB+H2)

 

La tabella sotto riporta l’appartenenza di alcuni miscele gassose a questi due gruppi

(1)  Temperatura di una superficie calda a partire dalla quale può aver luogo l’accensione della miscela gassosa. La temperatura d’accensione della miscela gassosa deve essere sempre più alta della temperatura superficiale. In pratica si considera un margine di sicurezza (10-20 %) tra la temperatura d’accensione e la temperatura di marcatura. Per una nuvola di polveri, è generalmente compresa tra 300 e 700°C; in strato questo valore è molto inferiore, di circa

150 – 350°C. Dato che l’accensione di uno strato può dar luogo a un’esplosione della nuvola, questi dati devono essere seriamente presi in considerazione ai fini preventivi.

CLASSI DI TEMPERATURA

La classificazione è fondata sulla temperatura massima superficiale: e la temperatura più alta raggiunta in servizio, nelle condizioni più sfavorevoli, da qualunque parte qualunque superficie di un prodotto elettrico, in grado di provocare l’accensione dell’atmosfera pericolosa circostanti.

GRUPPO I: temperatura inferiore a 150° o inferiore a 450° a seconda dell’accumulo di polvere di carbone sull’apparecchiatura

GRUPPO II le apparecchiature devono essere classificate e marcate:

  • Preferibilmente con la classe di temperatura (classifica T)
  • Definite in base alla temperatura superficiale
  • O se necessario limitate ai gas o alle polveri combustibili per cui sono previste        (e marcate di conseguenza)

(2)

Per un determinato tipo di polveri, la temperatura massima superficiale deve essere nota e compatibile (marcatura apparecchi per zona 21).Per prevenire l’accensione di atmosfere polverose, occorre limitare la temperatura massima superficiale.Questa deve essere inferiore al più basso tra questi due valori:

  • ai 2/3 della temperatura di auto-accensione della nuvola di polveri considerata;
  • alla temperatura d’auto-accensione di uno strato di polveri di 5 mm di spessore, diminuita di 75°C

ALCUNI MODI DI PROTEZIONE

Cos’e un modo d protezione?

Si tratta dell’applicazione alle apparecchiature elettriche di misure di protezione che impediscono l’accensione di un’atmosfera ambiente

 

ESEMPIO PER ATMOSFERA DI GAS

 

Nota: Le illustrazioni e i colori riportati sono degli esempi e non devono essere usati come modello per le istallazioni, il cui progetto è sotto la responsabilità del progettista.

ESEMPIO PER ATMOSFERA DI POLVERE

 

Nota: Le illustrazioni e i colori riportati sono degli esempi e non devono essere usati come modello per le istallazioni, il cui progetto è sotto la responsabilità del progettista.

 

IDENTIFICAZIONE  MARCATURA

 

Come si identifica un materiale elettrico per atmosfere pericolose secondo ATEX?

ESEMPIO MARCATURA

Rif. Descrizione
1 Marchio CE
2 Numero Identificativo Organismo certificante
3 Marcatura Ex (“epsilon x”)
4 Gruppo dell’apparecchiatura (“1” oppure “2”)
5 Categoria (1, 2 oppure 3)
6 “G” per Gas oppure “D” per Polveri combustibili
7 Modo di Protezione per i Gas, e il Gruppo di Gas
8 Classe di Temperatura
9 E’ analogo alla Categoria
10 Modo di Protezione per Polveri
11 Massima Temperatura raggiungibile
12 E’ analogo alla Categoria
13 Grado di protezione IP