La sicurezza nei luoghi con pericolo di esplosione è regolata dalle Direttive ATEX (ATmosphères ed EXplosives):
– Direttiva 99/92/CE, recepita con il Decreto Legislativo n. 233 del 12 giugno 2003 “Attuazione della Direttiva 1999/92/CE relativa alle prescrizioni minime per il miglioramento della tutela della sicurezza e della salute dei lavoratori esposti al rischio di atmosfere esplosive”, pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale della Repubblica italiana – serie generale – n. 197 del 26 agosto 2003;
– Direttiva 2014/34/UE recepita con il Decreto legislativo 19 maggio 2016, n. 85 “Attuazione della Direttiva 2014/34/UE concernente l’armonizzazione delle legislazioni degli Stati membri relative agli apparecchi e sistemi di protezione destinati ad essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva”, pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale della Repubblica italiana – serie Generale – n. 121 del 25 maggio 2016 – Supplemento Ordinario n. 16.
La Direttiva 99/92/CE definisce le prescrizioni minime per il miglioramento della salute e della sicurezza dei luoghi di lavoro con presenza di atmosfere potenzialmente esplosive. Suddivide i luoghi di lavoro in zone in funzione della probabilità di presenza di atmosfere esplosive, specificando i criteri di scelta dei prodotti.
La Direttiva 2014/34/UE si applica, invece, agli apparecchi e sistemi di protezione, ai dispositivi di sicurezza, di controllo e di regolazione, ai componenti destinati a essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva. Abroga la Direttiva 94/9/CE concernente il ravvicinamento delle legislazioni degli Stati membri per quanto riguardava gli apparecchi e i sistemi di protezione destinati a essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva.
Figura 1: Direttive ATEX
Atmosfera esplosiva e potenzialmente esplosiva
Secondo la definizione della Direttiva 2014/34/UE, l’atmosfera esplosiva comprende una miscela contenente aria, a condizioni atmosferiche, sostanze infiammabili allo stato di gas, vapori, nebbie o polveri nella quale, dopo l’innesco, la combustione si propaga all’intera miscela non bruciata.
Per atmosfera potenzialmente esplosiva, invece, si intende un’atmosfera suscettibile di trasformarsi in atmosfera esplosiva a causa di condizioni locali e operative.
Il Testo Unico sulla salute e sicurezza nei luoghi di lavoro (D.lgs. 81/08, art. 288) definisce atmosfera esplosiva una miscela con l’aria, a condizioni atmosferiche, di sostanze infiammabili allo stato di gas, vapori, nebbie o polveri in cui, dopo accensione, la combustione si propaga nell’insieme della miscela incombusta. Per condizioni atmosferiche si intendono condizioni nelle quali la concentrazione di ossigeno nell’atmosfera è approssimativamente del 21 per cento e che includono variazioni di pressione e temperatura al di sopra e al di sotto dei livelli di riferimento, denominate condizioni atmosferiche normali (pressione pari a 101325 Pa, temperatura pari a 293 K), purché tali variazioni abbiano un effetto trascurabile sulle proprietà esplosive della sostanza infiammabile o combustibile (articolo modificato dall’articolo 136, comma 1, lettere a) e b) del Decreto Legislativo 3 agosto 2009, n. 106).
Valutazione del rischio di esplosione
Per la gestione del pericolo di esplosione, la Direttiva 99/92/CE prescrive un’analisi del rischio volta a permettere di adottare adeguate misure di sicurezza. Nella valutazione del rischio di esplosione deve essere tenuto conto di:
– probabilità e durata della presenza di atmosfere esplosive;
– probabilità della presenza, dell’attivazione e dell’efficacia di fonti di ignizione, comprese le scariche elettrostatiche;
– caratteristiche dell’impianto, sostanze utilizzate, processo e loro possibili interazioni;
– entità degli effetti prevedibili.
Devono essere presi in considerazione anche i luoghi che sono, o possono essere, in collegamento (tramite aperture) con quelli in cui possono formarsi atmosfere esplosive.
Le aree a rischio di esplosione sono ripartite in zone in base alla frequenza e alla durata della presenza di atmosfere esplosive.
Il livello dei provvedimenti da adottare ai fini del miglioramento della protezione della sicurezza e della salute dei lavoratori che possono essere esposti al rischio di atmosfere esplosive (Allegato B), sono individuate attraverso:
• Zona 0: Area in cui è presente in permanenza, o per lunghi periodi o spesso, un’atmosfera esplosiva consistente in una miscela di aria e di sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia;
• Zona 20: Area in cui è presente in permanenza, o per lunghi periodi o spesso, un’atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile nell’aria;
• Zona 1: Area in cui durante le normali attività è probabile la formazione di un’atmosfera esplosiva consistente in una miscela di aria e di sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapori o nebbia;
• Zona 21: Area in cui occasionalmente, durante le normali attività, è probabile la formazione di un’atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile nell’aria;
• Zona 2: Area in cui, durante le normali attività, non è probabile la formazione di un’atmosfera esplosiva consistente in una miscela di aria e di sostanze infiammabili sotto forma di gas, vapore o nebbia e, qualora si verifichi, sia unicamente di breve durata;
• Zona 22: Area in cui, durante le normali attività, non è probabile la formazione di un’atmosfera esplosiva sotto forma di nube di polvere combustibile e, qualora si verifichi, sia unicamente di breve durata.
Nelle aree di lavoro in cui sono presenti atmosfere potenzialmente esplosive deve essere esposto un segnale di forma triangolare con lettere di colore nero su fondo giallo (il colore giallo deve costituire almeno il 50 % della superficie del segnale) e bordo nero.
Figura 2: Segnale di avvertimento per indicare le aree in cui può formarsi un’atmosfera esplosiva ATEX Ex
Classificazione dei prodotti
La Direttiva 2014/34/UE suddivide i materiali destinati agli ambienti ATEX in due gruppi:
– ATEX Gr 1: Gruppo di apparecchi I relativo agli apparecchi destinati a lavori in sotterraneo nelle miniere e nei loro impianti di superficie, passibili di essere esposti al rischio di sprigionamento di grisù e/o di polveri combustibili, comprendenti gli apparecchi appartenenti alle categorie M1 ed M2 (di cui all’allegato I);
– ATEX Gr 2: Gruppo di apparecchi II relativo agli apparecchi destinati a essere utilizzati in altri siti passibili di essere messi in pericolo da atmosfere esplosive, comprendenti apparecchi appartenenti alle categorie 1, 2 e 3 (di cui all’allegato I).
I prodotti destinati alle miniere (Gruppo I) sono suddivisi in 2 categorie: M1 e M2.
La Categoria M1 comprende gli apparecchi o i sistemi di protezione che garantiscono un livello di protezione molto elevato; la Categoria M2 comprende gli apparecchi o i sistemi di protezione che garantiscono un livello di protezione elevato; devono potere essere messi fuori tensione in presenza del gas.
Per gli apparecchi di superficie (Gruppo II) sono previste 3 categorie, in funzione del livello di protezione o zona di utilizzo: 1, 2, 3 seguito dalla lettera G – Gas oppure D – Dust (polvere).
Appartengono alla Categoria 1 gli apparecchi o i sistemi di protezione che garantiscono un livello di protezione molto elevato; appartengono alla Categoria 2 gli apparecchi o i sistemi di protezione che garantiscono un livello di protezione elevato; appartengono alla Categoria 3 gli apparecchi o i sistemi di protezione che garantiscono un livello di protezione normale.
Figura 3: Marchio specifico di protezione dalle esplosione “ATEX ex”
Atmosfere esplosive (ATEX) per la presenza di gas
La classificazione dei luoghi (intesi come spazio o regione tridimensionale) dove possono manifestarsi pericoli associati alla presenza di gas o vapori infiammabili, miscelati in aria in condizioni atmosferiche normali è necessaria affinché siano applicate misure di protezione in modo da ridurre il rischio di esplosioni. Tale classificazione è trattata dalla Norma CEI EN 60079-10-1 “Atmosfere esplosive. Parte 10-1: Classificazione dei luoghi – Atmosfere esplosive per la presenza di gas” (Classificazione CEI: 31-87).
La norma tecnica contiene anche i criteri essenziali per eseguire la corretta valutazione contro i pericoli d’accensione e fornisce una guida sulla progettazione e sui parametri di controllo che possono essere utilizzati per ridurre tali pericoli.
Nel mese di settembre 2021 (con validità dal mese di ottobre) il CEI – Comitato Elettrotecnico Italiano ha recepito la nuova edizione (in lingua inglese) della Norma CEI EN IEC 60079-10-1 sostituendo la Norma CEI EN 60079-10-1:2016-11, che rimane comunque applicabile fino al 22 gennaio 2024.
Secondo quanto indicato dalla norma, nebbie infiammabili possono formarsi o essere presenti contemporaneamente come i vapori infiammabili. Le nebbie (infiammabili) possono formarsi anche quando i liquidi, non considerati un pericolo a causa dell’elevata temperatura d’infiammabilità, sono emessi sotto pressione (Allegato G).
In relazione alle atmosfere esplosive per la presenza di gas, quindi, un luogo pericoloso è un luogo in cui è o può essere presente un’atmosfera esplosiva per la presenza di gas, in quantità tale da richiedere provvedimenti particolari per la realizzazione, l’installazione e l’uso delle apparecchiature.
La classificazione del luogo pericoloso, sulla frequenza di formazione e sulla durata di un’atmosfera esplosiva, comprende tre zone (Zona 0, 1 e 2).
La zona (luogo in cui è presente un’atmosfera esplosiva per la presenza di gas) si estende in qualsiasi direzione dalla sorgente di emissione (punto o parte da cui può essere emesso nell’atmosfera un gas, un vapore, una nebbia o un liquido infiammabile con una modalità tale da formare un’atmosfera esplosiva per la presenza di gas) verso il punto in cui la miscela di gas/aria sarà diluita dall’aria ad una concentrazione al di sotto del limite inferiore di infiammabilità.
Secondo quanto indicato dalla norma (articolo 5), la classificazione delle sorgente di emissione può essere affrontata tramite l’effettuazione di calcoli basati su valutazioni statistiche e numeriche appropriate, relative ai fattori di pertinenza.
L’approccio descritto nell’Allegato F comprende l’identificazione della sorgente di emissione e la determinazione:
– della portata di emissione e del grado di emissione, per ogni sorgente, basata sulla frequenza e sulla durata di emissione presumibile;
– delle condizioni di ventilazione o diluizione e la relativa efficacia;
– del tipo di zona in base al grado di emissione e all’efficacia della ventilazione o della diluizione;
– dell’estensione della zona.
Gli elementi fondamentali per determinare la zona pericolosa, invece, sono l’identificazione delle sorgenti di emissione e la determinazione del grado o dei gradi di emissione (articolo 6).
Atmosfere esplosive (ATEX) per la presenza di polveri combustibili
L’identificazione e la classificazione dei luoghi (intesi come parte tridimensionale dello spazio) dove sono presenti atmosfere esplosive dovute a polvere e strati di polvere combustibile, per consentire la valutazione delle sorgenti di accensione sono trattati dalla Norma CEI EN 60079-10-2 “Atmosfere esplosive. Parte 10-2: Classificazione dei luoghi – Atmosfere esplosive per la presenza di polveri combustibili” (Classificazione CEI: 31-88) in vigore dal mese di dicembre 2015.
La norma fornisce una guida per l’identificazione e la classificazione dei luoghi dove possono manifestarsi detti pericoli derivanti dalla polvere, stabilendo i criteri essenziali nei confronti dei quali i pericoli di accensione possono essere valutati e fornisce una guida sui parametri di progetto e di controllo che possono essere utilizzati per ridurre detto pericolo.
Esempi per la classificazione dei luoghi in cui siano presenti atmosfere esplosive dovute a polvere e strati di polvere combustibile sono presenti nell’Allegato A.
Secondo la definizione normativa, le polveri sono pericolose perché quando sono disperse in aria possono formare atmosfere potenzialmente esplosive. Strati di polvere, inoltre, possono accendersi e comportarsi come sorgenti di accensione per un’atmosfera esplosiva.
Un luogo nel quale un’atmosfera esplosiva, dovuta alla presenza di polvere sottoforma di una nube di polvere nell’aria è definita zona (Zona 20, 21 e 22).
La classificazione dei luoghi (articolo 4) comprende:
– informazioni sulla natura della polvere (combustibile o no), per mezzo di prove di laboratorio della ISO/IEC 80079-20-2;
– caratteristiche dei materiali costituenti le polveri presenti;
– natura dei rilasci di polvere dalle sorgenti di processo;
– procedure relative al funzionamento e alla manutenzione dell’impianto, compreso il mantenimento della pulizia;
– altre apparecchiature e informazioni di sicurezza.
In caso di polvere, le atmosfere esplosive sono formate da una sorgente di emissione (articolo 5) costituita da un punto o da un luogo dal quale la polvere può essere emessa o sollevata, in modo tale che possa formarsi un’atmosfera esplosiva da polvere. La definizione comprende anche gli strati di polveri in grado di essere dispersi sotto forma di una nube di polvere.
I gradi di emissione possono essere classificate in:
– grado di emissione continuo se l’emissione di polvere esiste continuativamente o può essere prevista continuare per lunghi periodi o per periodi brevi che avvengono frequentemente (ad esempio all’interno di un recipiente di miscelazione);
– grado di emissione primo se l’emissione di polvere può essere prevista avvenire periodicamente oppure occasionalmente durante il funzionamento normale (ad esempio, immediatamente attorno al punto di riempimento o svuotamento di un sacco aperto);
– grado di emissione secondo se l’emissione di polvere non è prevista che possa avvenire nel funzionamento normale e, se avviene, è possibile solo poco frequentemente e per brevi periodi (ad esempio da un impianto dove si manipolano polveri nel quale sono presenti depositi di polvere).
Installazioni elettriche nei luoghi con presenza di atmosfere esplosive (ATEX)
Le prescrizioni specifiche per la progettazione, la scelta, l’installazione e la verifica iniziale delle installazioni elettriche in, o associate con, luoghi con presenza di atmosfere esplosive sono contenute nella Norma CEI EN 60079-14 “Atmosfere esplosive. Parte 14: Progettazione, scelta e installazione degli impianti elettrici”, (Classificazione CEI: 31-33).
Le prescrizioni si applicano nel caso di apparecchiature utilizzate in condizioni atmosferiche standard (temperatura: da –20 °C a 60 °C, pressione: da 80 kPa (0,8 bar) a 110 kPa (1,1 bar) e aria con contenuto di ossigeno normale, tipicamente del 21 % v/v – Norma CEI EN 60079-0); diversamente, in caso di condizioni atmosferiche diverse, possono essere necessarie precauzioni addizionali.
Secondo quanto indicato nell’introduzione normativa, le misure preventive per ridurre il rischio di esplosione da materiali infiammabili sono basate su tre principi: sostituzione di un materiale infiammabile con uno che sia non infiammabile o meno infiammabile, controllo (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, evitare le sorgenti di innesco) e mitigazione (ridurre il numero di persone esposte, fornire misure per evitare la propagazione di un’esplosione, fornire mezzi per il rilascio della pressione di esplosione, fornire mezzi per la soppressione della pressione di esplosione, fornire dispositivi di protezione individuale adeguati).
Una volta applicati i principi di sostituzione e controllo i luoghi pericolosi rimanenti dovrebbero essere classificati in zone secondo la probabilità di presenza di un’atmosfera esplosiva.
Come abbiamo accennato, per facilitare la selezione delle apparecchiature elettriche appropriate e per la progettazione di installazioni elettriche adeguate, i luoghi pericolosi sono classificati nelle Zone 0, 1 e 2 per gas e vapori e in Zone 20, 21 e 22 per le polveri.
Gli impianti elettrici di questi luoghi, inoltre, devono rispondere alle prescrizioni appropriate per gli impianti elettrici in luoghi non pericolosi ancorché insufficienti per gli impianti in luoghi pericolosi.
Per la scelta di apparecchiature elettriche (articolo 5) in ambienti ATEX sono necessarie le seguenti informazioni:
– classificazione dei luoghi pericolosi comprese eventuali prescrizioni per il livello di protezione delle apparecchiature;
– classificazione dell’apparecchiatura elettrica in relazione al gruppo o sottogruppo del gas, del vapore o della polvere;
– classe di temperatura o la temperatura d’accensione del gas o del vapore interessato;
– temperatura minima di accensione della nube di polvere e la temperatura minima di accensione dello strato di polvere;
– uso previsto dell’apparecchiatura;
– influenze esterne e la temperatura ambiente.
Di particolare interesse si segnalano gli allegati normativi:
– Allegato A (normativo) relativo alle conoscenze, capacità e competenze del personale responsabile, degli operativi/tecnici e dei progettisti;
– Allegato C (normativo) contenente le Schede di verifica iniziale per le apparecchiature;
– Allegato D (informativo) sulle installazioni elettriche ad una temperatura ambiente estremamente bassa.
Ricordo, infine, che le prescrizioni generali relativamente alla costruzione, prova e marcatura degli apparecchi elettrici e dei componenti Ex destinati ad essere utilizzati in ambienti con atmosfere esplosive ATEX sono definite dalla Norma CEI EN IEC 60079-0 “Atmosfere esplosive. Parte 0: Apparecchiature – Prescrizioni generali”, (Classificazione CEI: 31-70).
QUI tutti i contenuti di NT24 sull’argomento “ATEX”.
