UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA
DIPARTIMENTO DI TECNICA E GESTIONE DEI SISTEMI INDUSTRIALI
CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA E MECCATRONICA
TESI DI LAUREA
LINEE GUIDA PER LA PROTEZIONE
ELETTROSTATICA IN AMBIENTI
ATEX
Relatore: Ing. DIEGO DAINESE
Laureando: ALESSIO MARCONATO
Matricola 1046412-IMM
ANNO ACCADEMICO 2014-2015
Pag. 2
SOMMARIO
Nella seguente tesi è stato trattato il problema della scarica elettrostatica negli ambienti che
presentano un’atmosfera esplosiva o infiammabile. I rischi di natura elettrica in questi ambienti
sono molteplici ma in questo elaborato si trattano solo le possibili problematiche dovute
all’accumulo delle cariche nei diversi tipi di materiali e le relative precauzioni da prendere per
evitarlo. La trattazione è incentrata sulla direttiva europea CEI CLC/TR 50404 intitolata “
Guida e raccomandazioni per evitare i pericoli dovuti all’elettricità statica ” in vigore dal 12-012003. Vengono forniti anche delle informazioni riguardo la verifica e la manutenzione relative
ai processi e relativi impianti elettrici, in accordo con CEI EN 60079-17. Le linee guida presenti
nella tesi sono incentrate a determinate e specifiche operazioni molto comuni nei processi
industriali e/o nella vita di tutti i giorni. Esse sono : messa in sicurezza di un nastro
trasportatore, rifornimento del serbatoio di un aeromobile, riempimento cisterne stazione di
servizio, messa in sicurezza di silo conduttivi e non conduttivi ed infine l’aggiunta manuale di
polveri a liquidi infiammabili. Per ognuna di queste operazioni viene fornito un diagramma di
flusso che schematizza le operazioni da compiere.
INDICE
CAPITOLO
TITOLO
PAGINA
1
INTRODUZIONE
5
2
COLLEGAMENTI E MESSA A TERRA
11
Criteri per la dissipazione di elettricità statica nei conduttori
11
2.1
2.2
Prescrizioni pratiche di messa a terra
12
2.3
Realizzazione e controllo dell’impianto di terra
13
ELETTRICITA’ STATICA NEI MATERIALI SOLIDI
15
3.1
Accorgimenti nell’utilizzo di materiali solidi in aree pericolose
15
3.2
Precauzioni nell’uso di nastri trasportatori
17
3
3.2.1
Generalità
17
3.2.2
Condizioni d’uso per i nastri trasportatori
17
3.2.3
Procedura di messa in sicurezza di nastri trasportatori
18
4
4.1
4.1.1
ELETTRICITA’ STATICA NEI LIQUIDI
19
Precauzioni nella manipolazione di liquidi
19
Oggetti metallici isolati
Pag. 3
20
4.1.2
Limitazione della generazione di cariche
21
4.1.3
Altre precauzioni
22
4.2
Serbatoi
22
4.2.1
Velocità di riempimento
23
4.2.2
Tipi di serbatoi e precauzioni
24
4.2.3
Tubazioni per liquidi
25
4.2.4
Manichette per liquidi
26
4.3
Speciali procedure di riempimento
4.3.1
28
Rifornimento di aeromobili
28
4.3.1.1
Messa a terra e connessioni
28
4.3.1.2
Portate e altre considerazioni
30
Riempimento cisterne carburanti aree di servizio
32
Rifornimento in aree di servizio
33
4.3.2
4.3.2.1
5
5.1
ELETTRICITA’ STATICA NEI GAS
35
Precauzioni in casi particolari
35
5.1.1
Estintori e inattivazione
35
5.1.2
Spruzzatura di pitture infiammabili
36
5.1.3
Aspirapolveri
37
6
6.1
ELETTRICITA’ STATICA NELLE POLVERI
39
Polveri in assenza di gas infiammabili
39
6.1.1
Carica delle polveri
39
6.1.2
Precauzioni per la manipolazione delle polveri
40
6.1.3
Precauzioni per l’immagazzinaggio delle polveri
41
6.1.3.1
Contenitori conduttivi e dissipativi
42
6.1.3.2
Contenitori non conduttivi
44
6.1.3.3
Contenitori flessibili di volume intermedio (FIBC)
46
6.2
Polveri in presenza di gas infiammabili
47
6.2.1
Polveri bagnate da solvente
48
6.2.2
Aggiunta manuale di polveri a liquidi infiammabili
48
Precauzioni nel carico diretto di polvere in liquidi infiammabili
49
6.2.2.1
CONCLUSIONI
51
BIBLIOGRAFIA
53
Pag. 4
1 INTRODUZIONE
Per scarica elettrostatica o ESD (acronimo di electrostatic discharge ) ci si riferisce ad un
improvviso trasferimento di carica statica tra oggetti a potenziale elettrico diverso a causa di
uno sbilanciamento di elettroni sulla superficie dei materiali coinvolti.
Ogni materiale è composto da atomi i quali possiedono due tipi di cariche : gli elettroni e i
protoni (Figura 1a). Gli elettroni sono liberi di muoversi con più o meno facilità a seconda delle
caratteristiche del materiale stesso.
Figura 1a : struttura di un atomo
Se un atomo guadagna o perde elettroni si dice che si sia caricato negativamente o
positivamente cioè possiede un numero maggiore, o minore , di elettroni attorno al nucleo.
La capacità di perdere o acquistare elettroni da parte di un materiale dipende dalle caratteristiche
elettriche del materiale stesso.
I materiali si dividono in tre grandi categorie: gli isolanti o materiali non conduttivi, i conduttori
o conduttivi , e i materiali statico dissipativi.
I primi presentano un valore di resistenza superficiale è maggiore di 1*1012 Ohm e sono soggetti
ad un grande accumulo di carica.
I conduttori permettono agli elettroni di fluire facilmente attraverso la loro superficie. Essi
presentano una resistenza superficiale inferiore a 1* 105 ohm e la carica accumulata sulla loro
superficie resterà presente per poco tempo.
I materiali statico dissipativi sono un compromesso tra i due precedenti. Infatti la resistenza
superficiale di questi è minore di quella degli isolanti, ma è maggiore di quella dei conduttivi. Il
fluire degli elettroni attraverso la loro superficie o al loro volume è controllato dalla resistenza
stessa del materiale.
Il trasferimento di cariche da un materiale ad un altro avviene in tre modi: per contatto e
separazione, per sfregamento (detto anche caricamento triboelettrico), per induzione elettrica.
Pag. 5
Il primo può avvenire tramite il contatto tra solido e solido, liquido e liquido o tra una
combinazione di questi. La quantità di cariche che migrano da un materiale all’altro dipende
dalla velocità di separazione, dalla resistività superficiale del materiale e anche da altri
fattori(tra i quali l’umidità relativa dell’area di contatto). In particolare in presenza di basse
velocità di separazione e/o basse resistenze superficiali otterremo un numero maggiore di
cariche neutralizzate, per cui è inferiore il numero di cariche che permane in uno dei due
materiali (Figura 1b).
Figura 1b : caricamento per contatto
La triboelettricità avviene per sfregamento tra materiali. Lo sfregamento di una superficie
isolante con un’altra conduttiva o isolante comporta un trasferimento di parecchi ordini di
grandezza superiore a quello conseguente ad un semplice contatto.
In figura 1c è riportata la serie triboelettrica dei materiali la quale stabilisce che i materiali che
trovano posto nella parte alta della figura si caricano positivamente a contatto con quelli posti
nella parte bassa.
Figura 1c : serie triboelettrica
Pag. 6
Il passaggio di cariche per induzione elettrica si ha quando un materiale conduttore entra in un
campo elettrico generato da un corpo carico. Il conduttore viene, appunto, caricato per
induzione.
Le scariche elettrostatiche in ambienti a rischio di esplosione (ATEX atmosphere explosion)
possono dare il via a forti esplosioni.
Per capire come avviene un’esplosione si può far riferimento alle figure 1d e 1e rappresentano
rispettivamente il triangolo della combustione e il pentagono dell’esplosione.
Figura 1e : pentagono dell’esplosione
Figura 1d : triangolo della combustione
Dalla figura 1d si capisce che affinché avvenga un esplosione è necessaria la compresenza di tre
elementi:
il combustibile: può essere di due tipi; un primo gruppo formato da gas, vapori e nebbie, e un
secondo gruppo formato dalle polveri infiammabili;
il comburente: è l’ossigeno presente nell’aria;
l’innesco: può essere di due tipi: elettrico (originato da apertura dei contatti, esd ecc..) oppure
termico (causato da temperature eccessive).
In un ambiente ATEX (Figura 1f) una scarica innescante avviene quando vi è la
contemporaneità di entrambe queste condizioni:
1- la prima è che si deve manifestare un evento esd;
2-la seconda che l’energia rilasciata dalla scintilla superi l’energia minima di innesco (MIE
acronimo di minimum ignition energy) della sostanza infiammabile presente. Alcuni valori di
MIE sono indicati nella Tabella 2.
Figura 1f : ambiente ATEX , indicazione e marcatura
Pag. 7
Sostanza
MIE [mJ]
Acetato di etile
1,42
Acetone
1,15
Metano
0,30
Propano
0,25
Toluene
0,24
Xilene
0,20
Cyclopropane
0,18
Acroleina
0,13
Etilene
0,08
Acetilene
0,017
Idrogeno
0,017
Tabella 1 : valori approssimativi di MIE
Esistono sei principali tipi di scarica:
1-scintille: sono scariche che avvengono tra due conduttori e sono determinate da un canale
discarica che trasporta una corrente ad alta intensità;
2-effetto corona: l’effetto corona è un fenomeno che si sviluppa su bordi o punti affilati di
conduttori. La densità di energia interessata è molto bassa e tipicamente l’effetto corona non
produce l’innesco di un’esplosione;
3-scariche a fiocco: queste scariche avvengono quando conduttori di forma arrotondata e messi
a terra vengono in contatto con isolanti elettrizzati. Le scariche a fiocco possono innescare
esplosioni;
4-scariche propagantesi a fiocco: esse avvengono tra fogli di materiale ad alta resistività e alta
rigidità dielettriche. I fogli si trovano ad avere un’elevata densità di carica e polarità opposta, la
scarica è attivata da un collegamento elettrico tra le superfici. Nella scarica può avere luogo un
importante trasferimento di energia e quindi innescare facilmente un esplosione;
5-scariche simili a fulmini: queste scariche avvengono all’interno di nubi a polvere. Esse
avvengono nei silos avente diametro maggiore di tre metri.
6-scariche coniche: anche queste scariche avvengono all’interno di silos in presenza di polveri
non conduttive altamente elettrizzate e in punti ben definiti. Sono molto pericolose specie in
presenza di miscele con energia di innesco (MIE) bassa.
In Tabella 2 sono sintetizzati alcuni valori di massima energia generati nelle diverse tipologie di
scarica elettrostatica.
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Tipi di scarica
Massima energia (mJ)
Corona
0,1
Scariche a fiocco
1-3
Cariche propagantesi a fiocco
1000-3000
Scintille
>10000
Tabella 2 : valori di energia di alcune scariche elettrostatiche
Dalla tabella si evince che tra le varie tipologie di scariche le scintille possono presentare i
massimi valori di energia, ed esse sono tipicamente introdotte dal personale.
La probabilità di incendio o esplosione dipende anche dalla probabilità che vi possa essere un’
atmosfera infiammabile. A tal proposito si suddivide in zone le aree basandosi sulla probabilità
della presenza di un atmosfera pericolosa (esempio Figura 1h). Le aree pericolose sono
classificati in sei zone:
Zona 0: area in cui è perennemente presente gas o vapore infiammabile;
Zona 1: area in cui, durante il normale funzionamento, è probabilmente presente gas o vapore
infiammabile;
Zona 2: in quest’area è improbabile che durante il normale funzionamento si formi
un’atmosfera di gas o vapore infiammabile;
Zona 20: area in cui è perennemente presente una nube di polvere infiammabile;
Zona 21: area in cui, durante il normale funzionamento, è probabilmente presente una nube di
polvere infiammabile;
Zona 22: in quest’area è improbabile che durante il normale funzionamento si formi una nube
di polvere infiammabile;
Figura 1h : esempio suddivisione zone ambiente ATEX
Pag. 9
Pag. 10
2 COLLEGAMENTI E MESSA A TERRA
Il metodo più efficace per evitare i pericoli dell’elettricità statica è sicuramente quello di
collegare i conduttori tra loro e alla terra. Questo metodo consente di evitare il problema più
comune ovvero l’accumulo di cariche nei conduttori.
Negli ambienti industriali vi sono molti conduttori che se non collegati a terra potrebbero
caricarsi a livelli pericolosi. Questi conduttori possono essere parti dell’ impianto o dell’
equipaggiamento come ad esempio tubi, recipienti, valvole, fusti ecc.(Figura 2.2a).
Figura 2.2a : conduttore messo a terra risulta scarico e con potenziale nullo
2.1 Criteri per la dissipazione di elettricità statica nei conduttori
Le resistenze dei percorsi elettrici devono essere sufficientemente basse per permettere il
decadimento della carica immagazzinata e prevenirne il deposito.
Il deposito della carica elettrostatica su un conduttore genera un potenziale che chiamiamo V. Il
valore massimo ammesso della resistenza R dipenderà dalla velocità con cui il conduttore sta
ricevendo cariche, cioè la corrente I.
Una scarica innescante si manifesta quando vengono soddisfatte entrambe queste condizioni :
1- l’intensità del campo elettrico dovuta al potenziale del conduttore supera la rigidità dielettrica
dell’atmosfera ;
2- l’energia rilasciata nella scintilla supera l’energia minima di innesco di qualunque materiale
infiammabile presente.
In sostanza per impedire le scariche innescanti è necessario che il conduttore non raggiunga un
potenziale pericoloso. In quasi tutte le applicazioni industriali questo potenziale è 300 V.
Utilizzando un coefficiente di sicurezza, quindi usando un potenziale di 100 V come limite per
la dissipazione sicura dell’elettricità statica, si può calcolare il valore di R come :
R = 100 / I
dove R è espresso in Ohm e I in Ampere.
Dal momento che è noto che le correnti di carica variano da 10-11 A a 10-4 A, i valori
corrispondenti di R sono 1013 Ω e 106 Ω.
Pag. 11
E’ pero molto improbabile trovare applicazioni in cui I supera i 10-6 A e, conseguentemente, una
R pari a 108 Ω è sufficientemente adeguata.
I conduttori che hanno un buon contatto elettrico con la terra hanno una resistenza inferiore, e di
molto, a 106 Ω (tipicamente un valore compreso tra 10 Ω e 100 Ω). Tuttavia la cosa importante è
che tutti i collegamenti siano affidabili, permanenti e non soggetti ad usura.
2.2 Prescrizioni pratiche di messa a terra
La struttura principale di un impianto e la maggior parte dei suoi componenti sono installazioni
metalliche permanenti generalmente con giunzioni avvitate o saldate. Essi sono generalmente a
diretto contatto elettrico con la terra dell’impianto di alimentazione elettrica.
La loro resistenza elettrica verso terra è bassa e il rischio che essa si alteri fino a raggiungere un
valore superiore a 106 Ω è minimo.
Una tubazione è talvolta una installazione temporanea e potrebbe comprendere degli spezzoni di
tubo non conduttivo con il rischio di isolare parti della tubazione. Come conseguenza potrebbe
essere collegato elettricamente alla struttura dell’impianto e potrebbero essere necessari speciali
collegamenti di messa a terra (Figura 2.2a ).
Figura 2.2b : collegamento a terra speciale di tubazioni con guarnizioni non conduttive
Esistono elementi di equipaggiamenti, quali fusti, imbuti e carrelli che non possono restare
collegati in modo permanente alla terra attraverso la struttura dell’ impianto principale. In molti
casi la loro resistenza verso terra potrebbe essere inferiore a 106 Ω ma per averne la certezza si
dovrebbero utilizzare collegamenti a terra temporanei.
Il collegamento a terra di questi elementi dovrebbe essere effettuato ogniqualvolta possa essere
presente un’atmosfera infiammabile e ci sia la possibilità di cariche elettrostatiche. Esempi tipici
in cui sono soddisfatte queste condizioni sono il riempimento o svuotamento di un contenitore.
Gli impianti di costruzione metallica contengono sempre degli elementi non conduttivi che
potrebbero influenzare la continuità elettrica e la messa a terra. Ne sono un esempio gli oli
lubrificanti e i grassi per la lubrificazione o materiali come il teflon ed il polietilene.
Pag. 12
Le prove hanno dimostrato che la resistenza attraverso una pellicola di lubrificante difficilmente
supera i 103 Ω e quindi è sufficientemente bassa per dissipare la carica elettrostatica.
Quando gli elementi non conduttivi sono i polimeri una resistenza superiore a 106 Ω è quasi
inevitabile e l’unica soluzione è quella di collegare il conduttore isolato con componenti
metallici messi a terra.
Esempi di questa situazione sono giunti e anelli distanziatori non conduttivi di tubazioni (Figura
2.2b ).
Figura 2.2b : giunto non conduttivo per tubazioni
Le scariche provenienti da materiali non conduttivi sono di energia relativamente bassa, ma
sufficiente a innescare le miscele infiammabili più sensibili. Stanno diventando sempre più
disponibili materiali che combinano le proprietà vantaggiose dei polimeri con una resistività di
volume sufficientemente bassa da prevenire l’accumulo di livelli pericolosi di carica a contatto
con la terra.
I valori di resistenza verso terra devono essere compresi tra 104 Ω e 108 Ω. Valori superiori a
108 Ω sono tuttavia ammessi in circostanze particolari dopo una valutazione del pericolo.
In tabella 3 sono sintetizzati alcune raccomandazioni relative alla messa a terra dei materiali.
2.3 Realizzazione e controllo dell’impianto di terra
Allo stadio di progetto l’impianto dovrebbe essere esaminato per identificare i possibili pericoli
elettrostatici ed i requisiti relativi alla messa a terra dovrebbero essere determinate seguendo la
tabella 3.
Dove non esista alcun impianto di messa a terra questa dovrebbe essere realizzata mediante
collegamenti a barre o piastre di rame interrate (Figura 2.3a ).
Figura 2.3a : picchetti e piastre di messa a terra da interrare
Pag. 13
Dispositivi di messa a terra speciali quali cavi di connessione o simili devono essere ridotti al
minimo.
Tali dispositivi devono essere considerati essenziali per il funzionamento sicuro dell’impianto.
Oltre a questa considerazione fondamentale essi devono essere facili da installare e sostituire e
non devono essere soggetti a contaminazioni (dovuta a corrosione, verniciatura ecc.) che ne
aumenti la resistività.
Il controllo della messa a terra come protezione contro l’elettricità statica deve essere distinto
dal controllo effettuato per altri ragioni (per esempio la protezioni contro i fulmini). I controlli
dovrebbero essere eseguiti prima che l’impianto venga messo in funzione, durante ciascuna
manutenzione programmata e dopo ogni intervento di manutenzione o modifica.
La base del controllo è la misura della resistenza tra le diverse parti dell’impianto e la terra, ma
è importante che questo sia integrato con un esame a vista. Il sistema di controllo dovrebbe
essere in grado di controllare le resistenze e anche di fare attenzione a tutte le evoluzioni della
resistenza.
Nella tabella 1 è fornita una breve sintesi delle raccomandazioni relative alla resistenza verso
terra.
TIPO DI INSTALLAZIONE
OSSERVAZIONI
Struttura principale dell’impianto
Messa a terra solitamente intrinseca alla struttura
Impianti metallici fissi di grandi dimensioni
Messa a terra solitamente intrinseca alla struttura. Eventuale
messa a terra speciale per elementi montati su supporti non
conduttivi
Tubazioni metalliche
Messa a terra solitamente intrinseca alla struttura. Potrebbe
essere richiesto un collegamento a terra speciale se la resistenza
supera il limite di 106 Ω
Elementi metallici mobili
I collegamenti di messa a terra sono richiesti durante le
operazioni di riempimento e di svuotamento
Impianti metallici con alcuni elementi non
conduttivi
Se non è possibile soddisfare il criterio il criterio
100/I,(espresso in Ohm), si deve provvedere un collegamento a
terra speciale
Elementi non conduttivi
Solitamente l’uso di questi materiali è precluso in zone
pericolose a meno che non si riesca a dimostrare che non vi
siano accumuli di carica significativi.
Tabella 3
Pag. 14
3 ELETTRICITA’ STATICA NEI MATERIALI SOLIDI
NON CONDUTTIVI
I materiali solidi non conduttivi sono sempre più utilizzati in equipaggiamenti e strutture
nonostante la loro pericolosità. L’utilizzo di questi materiali potrebbe infatti isolare elementi
conduttivi che una volta caricati potrebbero originare scintille.
Gli stessi materiali non conduttivi potrebbero originare pericolose scariche a fiocco,
specialmente in presenza di numerosi generatori di carica.
L’uso di materiali non conduttivi necessita quindi di essere ristretto nelle aree pericolose.
Nella zona 0 e zona 1 è possibile utilizzare materiali non conduttivi a patto che non vi siano
meccanismi di accumulo di carica da generare potenziali pericolosi, sia in funzionamento
normale che in cattivo funzionamento.
Nella zona 2 l’ uso di materiali non conduttivi è consentito a patto che la probabilità di avere
meccanismi di accumulo di cariche pericolose sia bassa.
Nelle restanti zone 20, 21 e 22 è possibile utilizzare materiali non conduttivi prestando
attenzione alla formazione di scariche distruttive a fiocco, coniche e propagantesi a fiocco.
E’ buona regola comunque ridurre l’uso di materiali non conduttivi in aree pericolose. Esistono
in commercio molti materiali, una volta ritenuti non conduttivi (gomme o plastiche), che ora
sono disponibili in varietà che sono dissipative.
3.1 ACCORGIMENTI NELL’UTILIZZO DI MATERIALI
SOLIDI IN AREE PERICOLOSE
Tutti i materiali conduttivi dovrebbero essere collegati alla terra fatta eccezione per gli elementi
di piccola dimensione i quali creano una capacità isolata.
Il valore massimo ammissibile di capacità isolata è variabile e dipende dal tipo di zona e
dall’energia minima di innesco delle polveri in ambiente polverosi.
Per quanto riguarda i solidi non conduttivi la normativa specifica che essi non superino
determinati valori di ampiezza o superficie. Il limite anche in questo caso è funzione del tipo di
zona pericolosa e del tipo di eventuale gas pericoloso.
Tuttavia è possibile non rispettare tali limiti se si riesce a dimostrare che non siano previste
scariche elettrostatiche o in nessun momento siano presenti meccanismi di carica.
Se non è possibile soddisfare la limitazione sulle dimensioni indicata nella norma si possono
prendere alcuni provvedimenti per evitare le scariche:
Umidificazione: la resistività superficiale di alcuni materiali non conduttivi può essere ridotta a
livelli dissipativi se l’umidità relativa viene mantenuta sopra al 65% circa. Tale procedura non è
realizzabile per tutti i materiali , per esempio non è valida per il polietilene e viene realizzata
attraverso un umidificatore (Figura 3.1a );
Pag. 15
Figura 3.1a : schema umidificatore
Ionizzazione passiva: elettrodi appuntiti (aghi acuminati) messi a terra producono delle
scariche a effetto corona quando vengono posti nel campo elettrico generato da un corpo carico
(Figura 3.1b );
Figura 3.1b : ionizzatori passivi
Ionizzazione attiva: è simile alla ionizzazione passiva ad eccezione del fatto che negli elettrodi
viene applicata un’alta tensione per avere un effetto più efficace;
Sorgenti radioattive: tali sorgenti ionizzano l’aria circostante e possono essere utilizzate per
disperdere le cariche provenienti da un corpo elettrico;
Soffiatori di aria ionizzata: utilizzano sorgenti radioattive o elevate tensioni per produrre aria
ionizzata che viene insufflata in direzione del corpo carico;
Agenti antistatici: sono frequentemente utilizzati su indumenti e pavimenti per aumentare la
conducibilità di liquidi e materiali;
Tali provvedimenti possono essere più o meno efficaci e presentano alcuni svantaggi. E’ da
sottolineare come questi siano essenziali alla sicurezza dell’area di lavoro e come tali devono
essere visionati, controllati e sottoposti a frequente manutenzione.
A tal proposito si deve osservare norma CEI EN 60079-17 che riguarda verifica e manutenzione
degli impianti elettrici. La norma prevede una verifica iniziale dettagliata ed anche regolari
verifiche periodiche oppure continua supervisione da parte di personale esperto.
Non è insolito trovare più di una di queste soluzioni nello stesso impianto, mentre diventa
obbligatorio aggiungere altre misure di sicurezza se si opera in zona 0.
Pag. 16
3.2 PRECAUZIONI NELL’USO DI NASTRI TRASPORTATORI
3.2.1 Generalità
A causa della continua separazione delle superfici di contatto tra albero motore e cinghia la
superficie in movimento può assorbire una quantità di carica elevata e costituire un pericolo di
innesco Figura 3.2.1a.
La quantità di carica accumulata dipende dai materiali di rulli, albero motore e nastro
trasportatore. Altri fattori che influenzano la quantità di carica sono la velocità, la tensione
nonché l’ampiezza dell’area di contatto del nastro.
3.2.2 Condizioni d’uso per i nastri trasportatori
I nastri trasportatori sono schematicamente simili ad una cinghia ad anello che scorre su rulli e
trasporta materiale. Generalmente il nastro è realizzato in materiale non conduttivo mentre i
rulli sono in metallo.
La carica assorbita può essere dispersa mediante i rulli dissipativi con messa a terra se il nastro è
sufficientemente dissipativo.
Un nastro è considerato dissipativo se le resistenze superficiali sono inferiori a 3*108 Ω. Nei
casi in cui il nastro è realizzato da strati di materiali diversi lo si considera dissipativo se la
resistenza non supera i 109 Ω (resistenza misurata a 23°C e con un’umidità relativa del 50%).
Si dovrebbe aver cura che tali valori non aumentino a causa delle riparazioni. Dopo un accurata
verifica iniziale si procede con delle verifiche dettagliate periodiche o eventualmente verifiche a
vista frequenti da parte di personale esperto.
Nella verifica è necessario effettuare verifiche sulle condizioni del nastro e sull’equipotenzialità
delle messe a terra.
Nella zona 0 e nella zona 1 con atmosfere di idrogeno e acetilene possono essere utilizzati nastri
privi dei connettori del nastro ( Figura 3.2.2a ) e la velocità sia limitata a 0,5 m/s.
Nella zona 1 e nelle zone 20 e 21 i connettori del nastro sono ammessi e la velocità è limitata a
5 m/s
Nella zona 2 e 22 non sono necessarie misure di protezione, tranne nel caso in cui l’esperienza
non dimostri che si verificano scariche frequenti.
Figura 3.2.2a : connettori del nastro
Figura 3.2.1a : nastro trasportatore
Pag. 17
3.2.3 Procedura di messa in sicurezza di nastri trasportatori
Qui di seguito è riportato un flow-chart che sintetizza la procedura di messa in sicurezza dei
nastri traportatori.
INIZIO
SOSTITUISCO IL
NASTRO
LA RESISTENZA
DEL NASTRO
CORRISPONDE
?
SI
POSSO
SOSTITUIRE IL
NASTRO ?
NO
CONSULTAZIONE DI
UN ESPERTO
NO
SI
NO
ZONA 0 O ZONA
1(solo nei casi
con idrogeno o
acetilene) ?
SI
POSSO
RIDURRE LA
VELOCITA’ ?
NO
ZONA 1(non nei
casi suddetti) O
ZONA 20 E 22 ?
SI
V ≤ 0.5 m/s
NO
SI
POSSO
RIDURRE LA
VELOCITA’ ?
NO
NESSUNA LIMITAZIONE
FINE
Pag. 18
SI
V ≤ 5 m/s
4 ELETTRICITA’ STATICA NEI LIQUIDI
I liquidi possono scaricarsi di elettricità statica quando vi è movimento relativo tra il liquido e il
solido adiacenti oppure esiste una seconda fase non miscibile.
Anche la spruzzatura di liquidi può generare una nebbia o uno spruzzo altamente caricato
elettrostaticamente (Figura 4a).
Figura 4a : spruzzatura di liquidi
Il livello di accumulo di carica dipende molto dalla conducibilità del liquido. Le conducibilità
son state definite come segue:
DENOMINAZIONE
CONDUCIBILITA’[ picoSiemens/metro]
Alta conducibilità
>1000 pS/m
Media conducibilità
Tra 50 pS/m e 1000 pS/m
Bassa conducibilità
<50 pS/m
I livelli più pericolosi sono associati a liquidi a bassa conducibilità elettrica.
Tuttavia si devono considerare anche processi di lavorazione che includono nebbie o spruzzi,
elevate velocità di flusso o operazioni di miscelazioni a due fasi.
Quando si riempie un serbatoio con un liquido caricato elettrostaticamente di bassa
conducibilità la carica può creare potenziali elevati che possono provocare scariche a fiocco
innescanti tra la superficie del liquido e la struttura del serbatoio.
Il valore del potenziale massimo diminuisce se nel serbatoio sono presenti dei conduttori isolati,
per esempio contenitori metallici galleggianti.
Nella tabella 3 sono indicati alcuni valori di conducibilità e del tempo di riposo di alcuni dei
liquidi più utilizzati.
Il tempo di riposo, o tempo di decadimento, è il tempo necessario affinché la carica su una
superficie di un liquido decade esponenzialmente al 37% rispetto al valore originale quando è
posta a contatto con un conduttore messo a terra.
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Liquido
Conducibilità [pS/m]
Tempo di riposo [s]
Paraffine depurate
10-2
2000
Benzina
10-1 - 102
0,2 - 200
Cherosene
10-1 - 50
0,4 - 200
Gasolio
1 - 102
0,2 - 20
Oli lubrificanti
10-2 - 103
0,02 - 2000
Combustibili con additivi
50 - 103
0,02 - 0,04
Petrolio greggio
50 - 105
2*10-4 - 0,4
Greggio
>103
<0,02
Alcool
106 - 108
2*10-6
Tabella 2 : valori di conducibilità e tempo riposo di alcuni liquidi
4.1 PRECAUZIONI NELLA MANIPOLAZIONE DI LIQUIDI
4.1.1 Oggetti metallici isolati
I conduttori isolati deliberatamente o accidentalmente associati alla manipolazione di liquidi
possono produrre un alto livello di potenziale e generare cariche scariche distruttive.
Tutte le parti metalliche conduttive dovrebbero essere collegate alla terra. I serbatoi dovrebbero
essere regolarmente ispezionati per assicurare che non vi siano oggetti metallici liberi. Figura
4.1.1a
Figura 4.1.1a : esempio galleggiante collegato al serbatoio
Pag. 20
4.1.2 Limitazione della generazione di cariche
La generazione delle cariche può essere limitata tenendo sotto controllo alcuni parametri.
Operazioni di riempimento: durante questa fase la carica può essere limitata limitando la
velocità di flusso nella linea di alimentazione (limitazione portata o aumento diametro). Si deve
assicurare che a valle dei filtri o pompe, che sono grandi generatori di carica, un tratto di calma
adeguato per il tempo di rilassamento della carica. Evitare inoltre di avere una seconda fase non
miscibile e l’immissione con spruzzi o getti dall’alto quando possibile.
Operazioni di rimescolamento e agitazione: in queste operazioni la generazione delle cariche
può essere ridotta regolando la potenza dell’agitatore Figura 4.1.2a e evitando la presenza di una
seconda fase non miscibile nel liquido (evitare quando possibile).
Figura 4.1.2a : agitatori e mescolatori di liquidi
Operazioni di pulizia con getti liquidi: la carica in questa fase è limitata riducendo la
pressione del liquido uscente dagli ugelli (Figura 4.1.2b) e la potenza delle macchinette di
lavaggio. E’ da evitare la formazione di una seconda fase non miscibile nel liquido di lavaggio.
Figura 4.1.2b : ugelli di lavaggio per serbatoi
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4.1.3 Altre precauzioni
Il modo più efficace per evitare i pericoli di innesco è quello di prevenire la formazione di
un’atmosfera infiammabile.
Si può realizzare la suddetta specifica riempiendo completamente il serbatoio avendo cura di
non lasciare spazi privi di liquido, è inoltre possibile rendere inerte lo spazio vapore del
serbatoio utilizzando gas inerti (quali l’azoto) o diminuire la concentrazione dell’atmosfera
aerando l’ambiente (Figura 4.1.3a) .
Figura 4.1.3a : aerazione atmosfera pericolosa
Come già visto ridurre il rischio di innesco corrisponde a ridurre l’accumulo di carica. Ciò si
può ottenere utilizzando degli additivi dissipativi disponibili in commercio i quali in
concentrazioni molte basse, qualche parti per milione, possono aumentare la conducibilità fino a
250 pS/m.
4.2 SERBATOI
Le operazioni che possono dare origine a pericoli di elettricità statica nei serbatoi sono il
riempimento, il trasporto e lo svuotamento.
E’ fondamentale in queste operazioni prendere dei provvedimenti affinché non avvengano
scariche innescanti.
Le principali precauzioni da prendere, a prescindere dalla conducibilità del liquido, sono:
a) collegare alla terra il serbatoio e tutte le strutture ad esso associate, quali ad esempio tubi
pompe, filtri, ecc. (Figura 4.2a).
b) assicurarsi che le persone non possono assorbire cariche, eventualmente collegando gli
operatori a terra con un braccialetto apposito (Figura 4.2b);
c) evitare il riempimento impetuoso con spruzzi usando un’entrata bassa o un tubo a contatto
con il fondo;
d) ispezionare il serbatoio per individuare oggetti metallici che potrebbero agire da conduttori
isolati;
Pag. 22
Per quanto riguarda il riempimento se non è possibile evitare il riempimento dall’alto per motivi
di processo, il tubo dovrebbe entrare nel recipiente vicino ad una parete laterale e parallelamente
a tale parete.
Figura 4.2a : imbuto collegato a terra
Figura 4.2b : braccialetto di messa a terra
4.2.1 Velocità di riempimento
Per i liquidi a bassa conducibilità la velocità deve essere limitata ad un valore di sicurezza che
dipende dalle dimensioni, dalla forma del serbatoio e dal metodo di riempimento.
La forma più critica per i serbatoi è approssimativamente quella cubica e la dimensione più
critica varia da 1 m3 e 5 m3.
In questi serbatoi la presenza di un conduttore che corre verticalmente verso il centro riduce il
potenziale massimo di un fattore circa doppio. Il conduttore centrale è di fondamentale
importanza in questi tipi di serbatoi (Figura 4.2.1a ).
Figura 4.2.1a:serbatoio con conduttore centrale
Nei serbatoi corti o allungati e di forma non cubica esso riveste minore efficacia.
Per quanto riguarda la velocità non vi sono limitazioni se la conducibilità intrinseca è superiore
a 50 pS/m (liquidi a media e alta conducibilità) anche se sia raccomandato un limite generale di
7 m/s.
Per flussi bifase, ad esempio acqua sul fondo del serbatoio, la velocità di riempimento deve
essere ridotta a 1 m/s.
Pag. 23
Per i liquidi di bassa conducibilità o conducibilità non nota si usa una formula che tiene conto di
fattori come il diametro delle tubazioni, la lunghezza della linea dia alimentazione e della
presenza del conduttore centrale.
La velocità comunque rimane compresa tra i due valori limiti descritti sopra.
In questo contesto un’eccezione è rappresentata dalle autocisterne per il trasporto di
combustibili a base di petrolio Figura 4.2.2a.
L’industria petrolifera ha sviluppato una classificazione delle autocisterne che permettono una
velocità di carico superiore fino al 33%.
Tali veicoli sono identificati come “veicoli idonei al carico ad alta velocita”.
Figura 4.2.2a: autocisterne idonee al carico ad alta velocità
4.2.2 Tipi di serbatoi e precauzioni
I serbatoi si possono dividere in tre categorie: conduttivi, dissipativi e non conduttivi (Figura
4.2.2a).
Figura 4.2.2a : serbatoi conduttivi, dissipativi e non conduttivi
Per i primi due l’unica precauzione da prendere è quella di collegare a terra l’intero serbatoio e
non presentano ulteriori pericoli, anche utilizzando collegamenti a terra speciali (Figura 4.2.2b).
Pag. 24
Figura 4.2.2b : pinza di messa a terra per collegare contenitori mobili
I serbatoi completamente non conduttivi presentano un rischio maggiore in quanto i potenziali
all’ interno sono elevati, possono caricare conduttori esterni per induzione elettrostatica e
generare scintille innescanti.
Per queste ragioni tali serbatoi non dovrebbero essere utilizzati se può essere presente un’
atmosfera esplosiva.
E’ comunque possibile utilizzarli specialmente se interrati e se contengono un conduttore
all’interno (per esempio tubo flessibile di riempimento o valvola sul fondo) a contatto con il
liquido e collegato a terra. Sono da evitare riempimenti rapidi e ripetuti.
4.2.3 Tubazioni per liquidi
Quando un liquido scorre in un tubo, ha luogo la separazione delle cariche tra il liquido e la
superficie interna del tubo (Figura 4.2.3a). La quantità di carica che si produce dipende dalla
resistività del materiale del tubo e dalla conducibilità del liquido.
Figura 4.2.3a : acqua fluente in un tubo non conduttivo si carica
I tubi per il trasporto di liquidi si possono dividere in tre categorie : i tubi conduttivi, i tubi
dissipativi ed infine quelli non conduttivi.
Per quanto riguarda le prime due tipologie l’unica precauzione da prendere è quella di collegarli
alla terra per evitare l’accumulo di carica elettrostatica.
Le precauzioni da prendere riguardo i tubi non conduttivi sono più rigide a causa della loro
pericolosità. Il flusso di liquidi a bassa conducibilità in tubi non conduttivi può provocare
densità di carica superficiali molto elevate sulla superficie del tubo.
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L’elevato campo elettrico al di fuori del tubo potrebbe provocare scariche innescanti su oggetti
metallici isolati posti in vicinanza a causa del caricamento per induzione elettrica.
Per garantire la sicurezza all’interno del tubo questo deve essere riempito in modo permanente
di liquido o reso inerte al fine di evitare la formazione di atmosfere infiammabili al suo interno
(Figura 4.2.3b).
Figura 4.2.3b : condizioni di atmosfere non infiammabili nei tubi
Una trattazione particolare meritano i tubi conduttivi con rivestimento non conduttivo. Quando
questo viene utilizzato per convogliare un liquido a bassa o media conducibilità, le cariche
elettrostatiche potrebbero accumularsi sulla superficie interna del rivestimento e produrre
scariche verso la parete conduttiva.
La teoria indica che il potenziale sulla superficie di un rivestimento aumenta all’ aumentare
dello spessore dello stesso. E’ quindi più probabile che si verificano scariche pericolose con
rivestimenti più spessi piuttosto che con rivestimenti interni più sottili (come ad esempio i
rivestimenti epossidici).
L’ uso di questi tubi è ammesso a condizione che i rivestimenti siano sottili, le parti conduttive
siano messe a terra ed il tubo rimanga pieno di liquido durante tutte le operazioni.
Nelle fasi di riempimento e svuotamento la velocità ammessa tra l’ interfaccia liquido/aria deve
rimanere inferiore a 1 m/s.
4.2.4 Manichette per liquidi
Sono disponibili tre tipi di manichetta per il trasferimento di liquidi infiammabili:
a) Manichetta conduttiva: una manichetta conduttiva presenta una resistenza misurata da
un’estremità all’ altra inferiore a 103 Ωm-1. Generalmente la manichetta è realizzata in materiale
non conduttivo e la continuità elettrica viene fornita mediante fili di rinforzo o equipotenzialità
collegati elettricamente ai raccordi (Figura 3.2.4a). La rottura di dei cavi di collegamento può
far si che i terminali diventino isolati, si carichino elettricamente e generino scintille innescanti.
La continuità elettrica di queste manichette deve essere controllata con regolarità.
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Figura 4.2.4a : manichetta conduttiva con cordicella di rame avvolta
b) Manichetta semi-conduttiva: una manichetta semi-conduttiva ha una resistenza abbastanza
elevata ma tale da dissipare le cariche elettrostatiche (Figura 4.2.4b). Lo strato più esterno è
realizzato in materiale dissipativo e fornisce una bassa resistenza quando è in contatto con i
raccordi metallici all’estremità. La resistenza per unità di lunghezza deve rientrare nella gamma
da 103 Ωm-1 a 106 Ωm-1. La continuità elettrica è intrinseca alla costruzione della manichetta e
non è necessario controllare regolarmente la continuità elettrica.
Figura 4.2.4b : manichetta semi-conduttiva
c) Manichetta non conduttiva: Questo tipo di manichetta è realizzata in materiale non
conduttivo. Non incorpora cavi o trecce conduttive e quindi non è in grado di dissipare le
cariche elettrostatiche. Le cariche che potrebbero accumularsi sulle parti conduttive isolate
(Figura 4.2.4c raccordi metallici manichetta) possono facilmente produrre scariche innescanti.
Figura 4.2.4c : manichetta non conduttiva con raccordo metallico
Pag. 27
4.3 SPECIALI PROCEDURE DI RIEMPIMENTO
4.3.1 Rifornimento di aeromobili
Gli aeromobili sono prevalentemente riforniti da distributori mobili di combustibile o sistemi di
manichette che alimentano l’impianto dell’aeromobile (Figura 4.3.1a). I trasferimenti di
carburante sono realizzati mediante manichette flessibili e i pericoli di innesco possono
insorgere in queste operazioni.
Un problema ulteriore è causato da scintille prodotte dall’ interruzione del collegamento della
manichetta. Le scintille sono prodotte dalle correnti vaganti che derivano da installazione
elettriche o di protezione catodica nell’ aeromobile.
Figura 4.3.1a : rifornimento aeromobile attraverso distributore mobile
Le manichette flessibili da usare nel riempimento dovrebbero essere preferibilmente del tipo
semi-conduttivo. Tali manichette facilitano la dissipazione delle cariche elettrostatiche mentre
limitano le correnti vaganti.
Se si utilizzano manichette conduttive queste devono essere sottoposte a controlli regolari per la
continuità elettrica.
4.3.1.1 Messa a terra e connessioni
Tutte le parti metalliche del veicolo di rifornimento dovrebbero avere un buon contatto elettrico
tra loro. Una connessione dovrebbe essere realizzata tra l’aeromobile ed il veicolo di
rifornimento prima che siano attaccati alle manichette di riempimento.
Questo collegamento dovrebbe rimanere attivo fino a carico ultimato e allo scollegamento delle
manichette. Se fosse disponibile un punto di messa a terra , il veicolo di rifornimento dovrebbe
prima essere collegato a terra e successivamente all’ aeromobile.
La messa a terra o la connessione dovrebbero essere bene separati dalle manichette di
rifornimento per ridurre il rischio di innesco derivante da scintille, quando il contatto alla terra
viene realizzata o interrotto (Figura 4.3.1.1a). Dovrebbe esserci un collegamento diretto tra
l’orifizio di rifornimento dell’aeromobile e l’estremità metallica della manichetta.
Il collegamento dovrebbe essere effettuato attraverso un’apposita aletta di collegamento
realizzata sull’aeromobile. E’ da evitare il collegamento attraverso equipaggiamenti quali tubi di
Pitot, antenne ed eliche.
Pag. 28
Figura 4.3.1.1a : collegamenti tra distributore e aeromobile
Se il rifornimento avviene sotto l’ala (Figura 4.3.1.1b) dovrebbe esserci un contatto metallometallo tra il raccordo terminale della manichetta e l’adattatore per il rifornimento.
Se invece il rifornimento avviene sopra l’ala (Figura 4.3.1.1c), l’ugello dovrebbe essere
collegato all’aeromobile mediante un cavo separato prima che venga rimosso il tappo del
serbatoio e deve rimanere in posizione finché l’operazione non sia stata completata ed il tappo
rimesso.
Figura 4.3.1.1b : rifornimento sotto l’ala
Figura 4.3.1.1c : rifornimento sopra l’ala
Con alcuni aerei leggeri la connessione non può essere effettuata a causa della mancanza di un
aletta di collegamento. In questo caso sono fortemente raccomandate le manichette dissipative.
Alcune operazioni al di sopra dell’ala potrebbero richiedere l’uso di un imbuto. Questo
dovrebbe essere metallico o dissipativo e essere collegato sia all’ ugello di rifornimento che all’
aeromobile prima che il tappo sia rimosso, cosi da avere tutti i componenti allo stesso potenziale
elettrico, e quindi non generare scintille.
Per quanto riguarda l’operatore è raccomandato l’uso di calzature antistatiche (Figura 4.3.1.1d)
e il collegamento a terra, perlomeno prima di effettuare qualsiasi operazione iniziale.
Eventuali erogazioni da fusti o altri contenitori richiedono gli stessi sistemi di connessione di
quelle tramite veicolo. E’ inoltre necessario collegare la pompa per i fusti sia all’aeromobile che
al fusto per ottenere l’equipotenzialità.
Pag. 29
Figura 4.3.1.1d : calzature antistatiche
4.3.1.2 Portate e altre considerazioni
Dato che i serbatoi degli aeromobili sono di forma poco profonda si è riscontrato che una
velocità di 7 m/s è sicura quando il diametro della manichetta è 63 mm e vengano impiegati
additivi dissipativi che aumentano la conducibilità del liquido al di sopra di 50 pS/m.
Nel caso non si faccia uso di additivi, la massima velocità di riempimento non deve superare i 5
m/s mentre se è presente una seconda fase non miscibile la velocità deve essere ridotta a 1m/s.
Si deve prestare attenzione, a valle dei filtri che sono sempre presenti come separatori d’acqua (
Figura 4.3.1.2a), un tempo di residenza sufficiente.
Figura 4.3.1.2a : esempi di filtri separatori d’acqua
I pericoli di innesco elettrostatico possono verificarsi in seguito a conduttori isolati (per es.
raccordi delle manichette, o l’autocisterna nel suo insieme). Collegamenti separati non sono
necessari quando le manichette sono conduttive o semi-conduttive dal momento che la
connessione è fornita dalla manichetta.
Se si utilizzano manichette conduttive la loro continuità elettrica deve essere controllata con
regolarità.
Quando si collega l’autotreno al serbatoio ricevente, prima di collegare la manichetta a qualsiasi
terminale, si deve equalizzare i potenziali toccando il tappo del tubo di riempimento o una
qualsiasi altra parte metallica del serbatoio.
Qui di seguito è riportato un flow-chart che sintetizza la procedura di rifornimento tipica di un
aeromobile di linea in un aeroporto standard.
Pag. 30
INIZIO
SI INDOSSANO
CALZATURE DISSIPATIVE
SI COLLEGA VEICOLO E
AEROMOBILE ALLA
TERRA
LI COLLEGO CON UN
CAVO SEPARATO IN UN
PUNTO BEN DEFINITO
NELL’AEROMOBILE
PRIMA DI APRIRE
EQUILIZZO I CONTATTI
TOCCANDO IL TAPPO CON
LA MANICHETTA
E’ PRESENTE
UNA FASE NON
MISCIBILE?
SI
LA
MANICHETTA
E’ DI TIPO
DISSIPATIVO ?
NO
NO
VI SONO
ADDITIVI NEL
CARBURANTE?
SI
V < 7 m/s
NO
V < 5 m/s
SI
V < 1 m/s
FINE
Pag. 31
Nella procedura appena descritta è stato supposto che nella pista dell’aeroporto sia presente un
punto di messa a terra. E’ stato inoltre supposto che il rifornimento avvenga attraversa
rifornitori mobili come avviene solitamente nella maggior parte degli aeroporti.
4.3.2 Riempimento cisterne carburanti aeree di servizio
Nelle comuni aree di servizio sono presenti delle cisterne interrate nelle immediate vicinanze
del luogo di rifornimento. Tali cisterne sono di materiale metallico di dimensioni variabili con
capacità che variano da 15000 lt a 40000 lt.
Esse sono in numero anch’esso variabile a partire da un numero minimo di due: una per la
benzina e l’altra per il diesel. La forma più usata in assoluto è quella cilindrica, con diametro e
lunghezza variabile a seconda della capacità (Figura 4.3.2a).
Figura 4.3.2a : tipica cisterna per aree di servizio
Dal punto di elettrico la cisterna viene collegata alla terra e, conseguentemente, non presenta dei
rischi elevati, fatta eccezione per la fase di carico del carburante.
I pericoli derivanti da questa fase critica sono causati dall’accumulo di carica in oggetti
conduttori e la scarica innescante in presenza di atmosfera infiammabile. Per evitare tutto ciò si
devono valutare questi due parametri : l’autocistena e l’operatore.
Per quanto riguarda l’autocisterna è stato già visto che essa è “veicolo idoneo al carico ad alta
velocità” e quindi la riduzione dell’accumulo della carica elettrostatica è intrinseca alla sua
costruzione.
Essa però si può caricare fino a raggiungere un livello di potenziale alto se non collegata alla
terra e al serbatoio ricevente. E’ quindi di fondamentale importanza collegare l’autocisterna alla
terra per scaricare le cariche generatesi durante la fase di scarico (Figura 4.3.2b).
La procedura prevede infatti che immediatamente dopo aver delimitato l’area di scarico e aver
spento il motore e qualsiasi altro apparecchio elettrico dell’autocisterna si debba collegare
l’apposito cavo di messa a terra nel punto specifico indicato nell’autocisterna. Tale dovrà
permanere fino a che qualsiasi operazione di scarico sia stata eseguita.
Pag. 32
Figura 4.3.2b : collegamento di messa a terra
Le velocità di riempimento dipendono dal liquido che si utilizza, ma comunque sono limitate a
7 m/s. Tutti i componenti quali valvole, pompe, sensori devono avere un collegamento con
l’autocisterna.
I pericoli causati invece dagli operatori adiacenti alla zona di scarico sono molteplici. Gli addetti
si possono caricare elettrostaticamente anche semplicemente camminando o strofinandosi le
mani con un panno.
L’operatore dovrà indossare indumenti antistatici oltre ad essere ignifughi ed antiacidi (Figura
4.3.2c). E’ inoltre richiesto l’uso di calzature dissipative.
Figura 4.3.2c : indumento antistatico, antiacido e ignifugo
4.3.2.1 Rifornimento in aree di servizio
Questo paragrafo riguarda il rifornimento di carburante nelle stazioni di servizio da parte di
veicoli a motore. Le portate delle pompe in questione sono sufficientemente bassa da prevenire
la formazione di potenziali pericolosi. L’unico problema è quello associato a conduttori isolati
come ad esempio l’ugello, il collo del bocchettone di riempimento, oppure la persona.
Al fine di evitare questi pericoli si dovrebbe collegare la pompa a terra e utilizzare una
manichetta conduttiva o semi-conduttiva per avere un contatto elettrico tra il veicolo e l’ugello.
Queste precauzioni assicurano la messa a terra dell’ugello di rifornimento (attraverso la
manichetta) , della persona che lo afferra e del veicolo (per contatto con l’ugello).
Pag. 33
Il veicolo sarà messa a terra tramite le sue ruote anche se con una resistenza piuttosto elevata.
Attraverso questa resistenza il veicolo sarà in grado di dissipare tutte le cariche accumulatesi
prima del rifornimento.
L’esperienza dimostra che la messa a terra attraverso l’ugello e le ruote è sufficiente a dissipare
la piccola quantità di carica che si accumula durante il rifornimento.
E’ doveroso dire che i pericoli dovuti all’elettricità statica durante il rifornimento, anche nel
caso di rifornimento self-service, sono minimi, mentre sono maggiori quelli dovuti a fiamme
libere e radiazioni elettromagnetiche (ad esempio sigarette o telefoni cellulari).
E’ comunque consigliato, come ulteriore precauzione, di evitare di risalire in macchina durante
il rifornimento e prima di effettuare qualsiasi operazione toccare una parte metallica
dell’automobile per scaricare la carica accumulata sul corpo.
Qui di seguito si riporta la procedura tipica di riempimento delle cisterne di aree di servizio da
parte di autocisterne:
INIZIO
SI DELIMITA LA ZONA DI LAVORO E SI SPEGNE L’AUTOCISTERNA ED
OGNI SUA APPARECCHIATURA ELETTRICA
SI INDOSSANO CALZATURE DISSIPATIVE E ABBIGLIAMENTO
ANTISTATICO
SI COLLEGA A TERRA L’AUTOCISTERNA E SUCCESSIVAMENTE SI
COLLEGANO LE TUBAZIONI PER IL RIFORNIMENTO
SI EFFETTUA IL RIFORNIMENTO
SI SCOLLEGANO LE TUBAZIONI PER IL RIFORNIMENTO E
SUCCESSIVAMENTE IL COLLEGAMENTO DI MESSA A TERRA
FINE
Pag. 34
5 ELETTRICITA’ STATICA NEI GAS
Il movimento di gas puri o miscele di gas genera poca elettricità statica, ma se i gas contengono
particelle solide o liquide queste si possono caricare.
Esempi di processi in cui la carica può dare origine a quantità considerevoli di cariche
elettrostatiche comprendono: il trasferimento pneumatico di materiali, il rilascio di anidride
carbonica liquefatta, l’uso di aspirapolveri industriali ecc.
Le particelle elettrostaticamente cariche prodotte da questi meccanismi possono dare origine a
diversi tipi di scariche quali : scariche distruttive, scariche a fiocco, scariche propagantesi a
fiocco e scariche coniche.
Non è possibile prevenire la carica elettrostatica delle particelle, ma si può evitare l’innesco
assicurandosi che l’atmosfera non sia infiammabile e prevenire le scariche innescanti.
Le precauzioni da prendere per evitare le scariche innescanti sono:
a) collegare tutti gli oggetti metallici e conduttivi alla terra;
b) evitare l’uso di materiali non conduttivi;
c) ridurre la densità di carica diminuendo la portata e utilizzando ugelli adeguati;
d) rimuovere le particelle;
5.1 PRECAUZIONI IN CASI PARTICOLARI
5.1.1 Estintori e inattivazione
Alcuni tipi di estintori pressurizzati, in particolare quelle che utilizzano anidride carbonica,
generano nubi altamente cariche. Nel caso in cui ci fosse un’ incendio, questo ha poca
importanza.
Tuttavia se l’apparecchio è collocato dove è presente un’atmosfera infiammabile, il contenitore
e il tubo flessibile associato dovrebbero essere collegati a terra (Figura 5.1.1a ).
Inoltre in assenza di incendio, l’estintore non dovrebbe essere usato per prove o dimostrazioni
fino a che nell’aria permane un’atmosfera infiammabile.
Figura 5.1.1a : estintore ad anidride carbonica collegato a terra
Pag. 35
Anche inattivare un sistema utilizzando, per esempio anidride carbonica, può introdurre una
gran quantità di particelle o goccioline elettrostaticamente cariche.
Se il sistema contiene un’atmosfera esplosiva si possono generare scintille innescanti prima che
sia stato aggiunto del materiale inerte in quantità sufficiente da garantire che l’atmosfera non sia
più infiammabile.
Per prevenire il rischio di innesco si deve evitare di inserire particelle. Dove possibile è
conveniente utilizzare gas che non condensino in fase liquida o solida come ad esempio l’azoto
secco o il vapore secco.
In ogni caso, qualunque sostanza venga utilizzata per l’inattivazione, è consigliabile introdurla
lentamente attraverso un’apertura larga.
5.1.2 Spruzzatura di pitture infiammabili
Le nubi di goccioline o particelle prodotte dalla spruzzatura di vernice o polvere sono spesso
altamente cariche. Ne consegue che l’apparecchio spruzzatore (Figura 5.1.2a) e qualsiasi altro
oggetto nel raggio dello spruzzo potrebbe caricarsi elettrostaticamente.
Figura 5.1.2a : apparecchio spruzzatore (aerografo)
Se la nube di goccioline è infiammabile potrebbe profilarsi un pericolo di innesco. I rischi sono
massimi con la spruzzatura elettrostatica di vernice, e per questi processi di lavorazione si
devono rispettare altre norme, ad esempio la EN 50050 e la EN 50053.
Per evitare pericoli di innesco lo spruzzatore e qualsiasi oggetto metallico nelle vicinanze della
nube di vernice deve essere collegato alla terra.
Un esempio tipico di problematiche dovute ai rischi di innesco in questo tipo di ambiente è la
cabina per la spruzzatura di vernici.
Tali cabine se sono costituite da materiale non conduttivo non dovrebbero essere utilizzate per
vernici infiammabili. Se, al contrario, sono costruite in materiale conduttivo si possono
utilizzare tutti i tipi di vernici a patto che la cabina sia collegata alla terra (Figura 5.1.2b).
Pag. 36
Figura 5.1.2b : cabine per verniciatura in materiale conduttivo
5.1.3 Aspirapolveri
Gli aspirapolveri possono generare grandi quantità di cariche. Il materiale sotto forma di polvere
viene caricato quando passa per l’ugello e la manichetta di raccolta.
Se all’interno dell’impianto vi sono parti metalliche non collegate alla terra, queste potrebbero
assumere una tensione elevata. Per tensioni elevate l’innesco è causato da scariche distruttive o
a fiocco. Se l’aspirapolvere è utilizzato per raccogliere materiale infiammabile tutte le parti
metalliche devono essere collegate tra loro e alla terra.
E’ importante che il tubo, o manichetta, di raccolta sia in materiale conduttivo o semiconduttivo (Figura 5.1.3a), inoltre l’ugello deve essere metallico e rimanere sempre in
collegamento con il tubo.
Figura 5.1.3a : esempi di manichetta di raccolta conduttiva
Ogni sacca di raccolta all’interno dell’impianto dovrebbe essere conduttiva e collegata alla terra
per ridurre il rischio di scariche a fiocco. Esistono in commercio degli aspirapolveri appositi per
questo tipo di lavori e presentano il marchio ATEX (Figura 5.1.3b).
Figura 5.1.3b : aspirapolvere portatile con marcatura ATEX
Pag. 37
Pag. 38
6 ELETTRICITA’ STATICA NELLE POLVERI
Con il termine polvere si intendono particelle di dimensioni che variano da quelle delle polveri
fine fino ai granuli o alle scaglie. La sensibilità all’innesco di un dato prodotto dipende
strettamente dalle dimensioni delle polveri.
I valori minimi di energia minima di innesco (MIE) sono relativi alla polvere molto fine.
La valutazione del pericolo dovrebbe perciò basarsi sulla energia minima di innesco della
frazione minima delle dimensioni della polvere che può essere presente nei processi di
lavorazione.
6.1 POLVERE IN ASSENZA DI GAS INFIAMMABILI
In questa trattazione si tratta la manipolazione di polveri in assenza di gas o vapori
infiammabili.
Le polveri si dividono in tre gruppi in base alla loro resistività di volume:
a) polveri a bassa resistività di volume, con resistività di volume fino a 106 Ωm (per esempio le
polveri metalliche);
b) polveri a media resistività di volume, con resistività di volume comprese in una gamma da
106 Ωm a 1010 Ωm;
c) polveri ad alta resistività di volume, che presentano resistività pari o superiori a 1010 Ωm;
In pratica le polveri a bassa resistività di volume sono rare, anche le polveri metalliche non
restano conduttive a lungo perché si formano sulla superficie dei film di ossido che ne
aumentano la resistività.
6.1.1 Carica delle polveri
Le caratteristiche della carica sono determinate da molti fattori tra i quali: contaminazione
superficiale, composizione chimica della polvere. Per questo motivo l’accumulo di carica è
difficile da prevedere.
Vi sono molti processi industriali che fanno caricare le polveri tra cui: la mescolatura, la
macinazione (Figura 5.1.1a), la setacciatura e il trasporto pneumatico (Figura 5.1.1b).
Figura 6.1.1a : macinatore per aree ATEX
Figura 6.1.1b : trasporto pneumatico
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La carica si accumulerà e sarà trattenuta da una polvere se la velocità di generazione della carica
supera la velocità con cui questa si disperde.
L’accumulo della carica crea un pericolo solo se si forma una scarica che può provocare un’
innesco.
I tipi di scariche che possono innescare le polveri sono le scariche distruttive, le scariche
propagantesi a fiocco e le scariche coniche. Per quanto riguarda gli altri tipi di scariche non
sono stati osservati delle energie tali da determinare un’ innesco.
6.1.2 Precauzioni per la manipolazione delle polveri
In alcuni processi di lavorazione non essendo possibile evitare la presenza di un’ atmosfera
esplosiva si dovrebbe adottare misure di protezione contro le esplosioni.
Queste misure comprendono l’inattivazione, l’evacuazione o l’arresto dell’esplosione.
Per evitare le scariche distruttive innescanti originatesi dai conduttori isolati, si dovrebbe
mettere a terra mezzi, impianti metallici e persone attraverso calzature e abbigliamento
dissipativo (Figura 6.1.2a).
Figura 6.1.2a : abbigliamento dissipativo con marcatura
I materiali non conduttivi sono sempre più utilizzati in equipaggiamenti e strutture sotto forma
di fogli, tubi, rivestimenti. Sulla superficie di tali materiali si possono accumulare molte cariche,
come ad esempio nel trasporto pneumatico di polveri in un tubo non conduttivo.
Come già detto il controllo dei depositi di carica è raramente possibile poiché influenzato da
tanti parametri. Tuttavia è possibile ridurre le cariche attraverso dei particolari accorgimenti.
Tra questi è utile ricordare, anche se già citati, questi:
a) Umidificazione: è possibile ridurre la carica aumentando l’umidità relativa, questa
diminuisce la resistività superficiale di molte polveri ed aumenta il tasso di smorzamento delle
polveri compatte in contenitori metallici. E’ da sottolineare che per avere tali benefici l’umidità
relativa deve essere ben al di sopra del 70% e, per motivi processuali, non sempre è possibile
ottenerla.
b) Ionizzazione: La carica sulle particelle di polvere sospese può essere neutralizzata dalla
ionizzazione prodotta dalle scariche ad effetto corona, provenienti da conduttori a punta o da
sorgenti radioattive. Tali soluzioni sono usate per rimuovere la carica da polveri compatte.
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c) Additivazione: La seguente soluzione è mutuata dalla riduzione di carica nei liquidi. Però
per le polveri non vi sono additivi equivalenti a quelli dei liquidi e difficilmente vengono usati
quando vengono manipolati granuli.
6.1.3 Precauzioni per l’immagazzinaggio delle polveri
Anche durante la fase di immagazzinaggio delle polveri possono originarsi diversi tipi di
scariche innescanti. Qualora vi fosse una concentrazione esplosiva e l’energia rilasciata da una
di queste scariche superasse l’energia minima di innesco della polvere, potrebbe esserci un’
incendio o esplosione.
Per evitare tali situazioni si devono collegare a terra tutte le parti metalliche o conduttive di
equipaggiamenti compresi tubi, imbuti, contenitori ecc.
In un’atmosfera infiammabile con energia di innesco inferiore a 30 mJ anche le persone
dovrebbero essere collegate a terra attraverso i metodi già citati.
Oltre alla messa a terra possono essere necessarie ulteriori misure di protezione contro le
scariche a cono. A influenzare questo tipo di scariche sono la resistività e la dimensione della
polvere oltre alle dimensioni del contenitore o silo (Figura6.1.2a) .
Figura 6.1.2a : silos collegati alla terra
Con polveri di resistività elevata (superiore a 1010 Ωm) la probabilità di presenza di scariche a
cono è elevata. Inoltre aumentando il diametro del silo e riducendo la dimensione delle polveri
si aumenta il pericolo di innesco.
L’energia delle scariche a cono è massima se siamo in presenza di polvere sottile e il silo
presenta diametro elevato.
Impedire le scariche a cono innescanti è molto difficile e si devono adottare misure per
prevenire l’esplosione o di protezione.
E’ fortemente consigliato, in particolare con energie di innesco molto basse (inferiori a 3 mJ),
ricercare il pare di un’esperto.
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6.1.3.1 Contenitori conduttivi e dissipativi
Questi contenitori sono realizzati con materiali che presentano resistività superficiale inferiori a
108 Ω (che equivale ad una resistività di volume pari a 106 Ωm).
La precauzioni da prendere si limitano a quei contenitori che presentano la dimensione minima
inferiore a 3 m ed il volume è inferiore a 100 m3 (Figura 5.1.2.1a) .
Figura 6.1.2.1a : silo con riferimento alle dimensioni
In questo caso se le polveri presentano energie minime di innesco superiore a 10 mJ l’unica
precauzione da prendere è quella di collegare tutto l’impianto alla terra (compresi tubi, valvole
ecc.).
Se, al contrario, le polveri presentano energie minime di innesco inferiori a 10 mJ è necessario
prendere delle precauzioni per ridurre la carica in entrata e installare delle protezioni contro le
esplosioni.
Per quanto riguarda i silo che non rispettano tali limitazioni sulle dimensioni la probabilità che
si verifichi una scarica innescante è tutt’ora ignota. Oltre ai consueti collegamenti a terra è
fortemente consigliato prendere delle precauzioni contro le esplosioni e consultare il parere di
un’ esperto.
Al contrario è provato che per contenitori con volume compreso tra 0,2 m3 e 2 m3 il rischio di
scariche innescanti è molto basso.
Nel seguente diagramma di flusso è riassunto e schematizzato la procedura tipica per la messa
in sicurezza dei contenitori/silo conduttivi.
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INIZIO
COLLEGAMENTO A
TERRA DI TUTTE LE PARTI
METALLICHE
SI
0,2 m3 <V < 2m3
RISCHIO BASSO E
IMPROBABILE
NO
NO
DIM. MIN. < 3 m
V < 100 m3
CONSULTAZIONE DI UN
ESPERTO
SI
MIE < 10 mJ
NO
FINE
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SI
PRENDERE MISURE CONTRO
L’ESPLOSIONE
6.1.3.2 Contenitori non conduttivi
I contenitori che presentano resistività superficiali superiori a 1011 Ω vengono detti contenitori
non conduttivi.
I contenuti di contenitori utilizzati per polveri con resistività volumiche inferiori a 10 6 Ωm
devono essere collegati alla terra attraverso una o più aste metalliche verticali oppure un tubo
flessibile di riempimento in metallo (Figura 6.1.2.2a).
Figura 6.1.2.2a : tubi metallici flessibili
Per i contenitori con capacità fino a 5 m3 si adotta la seguente procedura.
Con energie minime di innesco superiori a 10 mJ non vengono adottati specifici accorgimenti
oltre al collegamento a terra degli equipaggiamenti ed eventualmente la consultazione di un
esperto.
Se, al contrario, le polveri hanno un’ energia minima di innesco inferiore a 10 mJ allora oltre
alle precauzioni descritte sopra è consigliato prendere delle misure contro l’esplosione come ad
esempio l’inattivazione o la depurazione dell’aria.
Inoltre se vi è la probabilità che si verificano scariche propagantesi a fiocco allora si dovrebbe
scegliere un materiale con tensione di perforazione inferiore a 4 kV per evitare il rischio di
innesco.
I contenitori con capacità superiore a 5 m3 aumenta il rischio di scariche innescanti e quindi è
fortemente consigliato il parere di un esperto oltre alle precauzioni usuali.
Per quanto riguarda i contenitori conduttivi con rivestimenti non conduttivi e viceversa la
procedura è piuttosto complessa. Ogni situazione dovrebbe essere presa in considerazione per le
sue caratteristiche, richiedendo il pare di un esperto.
E’ comunque consigliabile collegare la parte conduttiva a terra e optare per un materiale non
conduttivo con tensione di perforazione non superiore a 4 kV.
E’ di fondamentale importanza che il rivestimento non debba essere rimosso dal contenitore per
esempio per scuotere via ogni residuo.
Nel seguente diagramma di flusso è riassunto e schematizzato la procedura tipica per la messa
in sicurezza dei contenitori/silo non conduttivi.
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INIZIO
COLLEGAMENTO A TERRA DI
TUTTE LE PARTI METALLICHE E
DELLA POLVERE
NO
V < 5 m3
CONSULTAZIONE DI UN
ESPERTO
SI
SI
MIE < 10mJ
PRENDERE MISURE CONTRO
L’ESPLOSIONE
NO
SCARICHE
PROPAGANTESI
A FIOCCO
PROBABILI?
NO
FINE
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SI
ADOTTARE MATERIALI CON
TENSIONE DI SCARICA
DISRUPTIVA INFERIORE A 4 kV
6.1.3.3 Contenitori flessibili di volume intermedio (FIBC)
Questi contenitori meritano una trattazione particolare in quanto sono molto utilizzati
nell’industria per l’immagazzinaggio ed il trasporto di polveri e granuli. Gli FIBC (acronimo di
flexible intermediate bulk container) sono realizzati tipicamente in tessuto di polipropilene o
materiale con resistenza e pesantezza similare (Figura 6.1.2.3a ).
Figura 6.1.2.3a : FIBC tipici utilizzati nell’industria
La carica elettrostatica può avere origine per sfregamento durante le fasi di riempimento e
svuotamento e si può accumulare sia sul prodotto che sulla superficie del tessuto.
Quando si utilizzano questi tipi di contenitori per immagazzinare polveri in atmosfera
infiammabile tutti i tipi di scarica possono innescare l’esplosione fatta eccezione per le scariche
a corona e quelle simili a fulmini.
Le prescrizioni e le specifiche che il FIBC deve rispettare dipendono dalla natura e dalla
sensibilità dell’atmosfera infiammabile con l’obbiettivo di escludere le scariche innescanti dal
FIBC durante l’uso previsto.
Per questo motivo sono stati sviluppati differenti tipi di FIBC e indicati come FIBC di Tipo A,
B, C o D. Essi vengono impiegati come mostra la tabella 3.
MIE della polvere
Atmosfera non
infiammabile
Atmosfera con polveri
esplosive
Atmosfera con gas e
vapori esplosivi
MIE > 1 J
A,B,C,D
B,C,D
C,D
1 J > MIE > 3 mJ
B,C,D
C,C,D
C,D
3 mJ >MIE
C,D
C,D
C,D
Tabella 3
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I diversi tipi di FIBC differiscono per le modalità e l’efficacia della dissipazione delle cariche
elettrostatiche. Tali caratteristiche sono intrinseche alla costruzione degli FIBC ed i vari tipi
sono disponibili sul mercato e già contrassegnati.
In qualsiasi caso è vivamente sconsigliato inserire rivestimenti all’interno dei contenitori
flessibili in quanto si rende necessario una nuova valutazione dei rischi nella combinazione
FIBC più rivestimento.
L’efficacia nella dissipazione delle cariche aumenta da A a D ed in particolare risulta nulla o
quasi nel tipo A crescendo in maniera significativa nei tipi C e D grazie all’uso di filamenti
conduttivi inseriti nella matrice e messe a terra (Figura 6.1.2.3b).
Figura 6.1.2.3b : esempio FIBC di tipo C con collegamento a terra e dispositivo di controllo
6.2 POLVERE IN PRESENZA DI GAS INFIAMMABILI
Quanto detto fino ad ora vale nella condizione che le polveri non si trovino in un’atmosfera
contenente gas o vapori infiammabili. Quando questa condizione non sussiste vi è tipicamente
un rischio di innesco maggiore dal momento che l’energia minima di innesco (MIE) della
maggior parte dei gas e vapori è inferiore, e di molto, a quella delle nubi di polveri.
Anche se il gas o vapori sono presenti in concentrazioni non infiammabili vi è la possibilità di
formare una miscela ibrida infiammabile con MIE molto inferiore a quella della sola nube di
polvere.
Dal momento che in molti casi esiste sia una possibilità di scariche innescanti che un’atmosfera
esplosiva, l’ inattivazione potrebbe essere l’unica soluzione. E’ molto frequente la consultazione
di un’ esperto in questi casi data l’elevata pericolosità delle situazioni.
Pag. 47
6.2.1 Polveri bagnate da solvente
Se la polvere viene bagnata con un solvente si può produrre un gas o vapore infiammabile. Se
valgono le suddette condizioni un primo approccio è quello di applicare le raccomandazioni
relative ai liquidi.
Se non vi è la possibilità di dimostrare che non si originano scariche innescanti potrebbe essere
necessario prendere misure protettive aggiuntive come l’inattivazione.
Queste misure aggiuntive si potrebbero tralasciare se la resistività di volume del prodotto
bagnato con solvente fosse inferiore a 108 Ωm e tutti gli equipaggi fossero messi a terra.
6.2.2 Aggiunta manuale di polveri a liquidi infiammabili
L’aggiunta manuale di polvere in liquidi infiammabili da fusti metallici e di plastica e da
sacchetti di carta o plastica ha provocato incendi ed esplosioni. Molti di questi si ritiene siano
stati causati da scariche elettrostatiche.
Le cariche elettrostatiche possono generarsi versando la polvere dal contenitore oppure a causa
del suo passaggio su un piano inclinato (Figura 6.2.2a) fino al recipiente ricevente.
Figura 6.2.2a : piani inclinati/scivoli per caricamento polvere
Se non si prendessero delle precauzioni si potrebbero sviluppare dei potenziali pericolosi sia sul
recipiente che si sta svuotando sia sul ricevente.
Il carico diretto delle polveri in un’atmosfera infiammabile dovrebbe essere, quando fosse
possibile, evitato. Non vi sono pericoli se la polvere viene aggiunta asciutta prima di riempire il
serbatoio con il liquido o se in atmosfera inerte chiusa attraverso valvole rotanti a stella o
alimentatori a vite.
Questi dispositivi permettono di aggiungere le polveri mantenendo l’atmosfera del recipiente
isolata (Figura 6.2.2b e Figura 6.2.2c).
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Figura 6.2.2b : alimentatore a vite
Figura 6.2.2b : valvola rotante a stella
6.2.2.1 Precauzioni nel carico diretto di polvere in liquidi infiammabili
Vi sono delle situazioni in cui è impossibile evitare il carico diretto della polvere nel recipiente.
Se ci si trova in questa situazione è necessario prendere delle precauzioni prima fra tutte quella
di non creare una nube di polvere attorno al punto di carico.
Oltre a questa i contenitori devono essere in metallo, carta o altro materiale dissipativo e
dovrebbero essere collegati a terra prima e durante lo svuotamento. Spesso, specialmente per i
sacchetti di carta, è possibile collegare a terra il contenitore utilizzando l’operatore
opportunamente messo a terra.
Anche il recipiente ricevente e l’eventuale piano inclinato di carico dovrebbero essere conduttivi
,metallici o conduttivi non metallici, e collegati a terra.
Dall’esperienza risulta però che il rischio di innesco in queste condizioni è piuttosto basso fatta
eccezione se il piano inclinato di carico supera i 3m o sono interessate polveri conduttive. In
questi casi il rischio può essere ridotto limitando la portata a 1kg/s. Ove questo non sia possibile
ci si dovrebbe avvalere del parere di un esperto.
Il grado di rischio dipende anche dalla conducibilità del liquido ricevente e le precauzione
appena citate valgono quando la conducibilità del liquido è superiore a 50 pS/m o, se il liquido
ha una fase non miscibile, a 1000 pS/m.
Se le conducibilità non corrispondono si dovrebbe utilizzare un additivo dissipativo adatto. Se
questo non fosse possibile si raccomanda di consultare il parere di un’ esperto.
Per quanto riguarda l’operatore dell’impianto dovrebbe essere adeguatamente collegato alla
terra.
Nel seguente diagramma di flusso è rappresentata una tipica procedura di caricamento diretto di
polvere in liquidi infiammabili.
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INIZIO
COLLEGAMENTO A
TERRA DEI RECIPIENTI E
DELL’OPERATORE
SI
AGGIUNGERE
ADDITIVI ?
NO
CONDUCIBILITA
DEL LIQUIDO
>
50 Ps/m ?
NO
SI
CONSULTAZIONE DI UN
ESPERTO
NO
LA POLVERE
E’
CONDUTTIVA
?
LUNGHEZZA
PIANO INCLINATO
> 3m ?
SI
SI
PORTATA < 1 kg/s
FINE
Pag. 50
NO
CONCLUSIONI
Il problema della carica elettrostatica è uno dei tanti pericoli di natura elettrica che si possono
presentare in un ambiente con un’atmosfera esplosiva. Esso costituisce un problema piuttosto
sottovaluto e in alcuni casi, specialmente ai non addetti ai lavori, addirittura ignorato anche se
costituisce una delle più frequenti cause di innesco di esplosioni in ambienti esplosivi. Nella tesi
sono state trattate linee guida e procedure tipiche degli ambienti ATEX, ma è di fondamentale
importanza intuire il ragionamento che sta a monte di tutte queste procedure per attuare una
progettazione completamente efficiente. Infatti è stato analizzato come l’utilizzo di materiali
conduttivi e la loro connessione all’impianto di terra, oppure come l’uso di vestiario conduttivo
e calzature dissipative siano strumenti efficaci e di carattere generale contro l’accumulo della
carica elettrostatica. L’obbiettivo di questa tesi è stato infatti far cogliere il filo logico che è alla
base della riduzione dei pericoli dovuti alla carica elettrostatica per effettuare una riduzione dei
rischi anche in una situazione non descritta.
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BIBLIOGRAFIA
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all’elettricità statica , prima edizione , Milano : CEI.
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