Ing. Paolo Corbo – Villasanta (MB), 5 Giugno 2015 

Le aree classificate per presenza di atmosfere potenzialmente esplosive sono definite come segue: “Aree in cui può formarsi un’atmosfera esplosiva in quantità tali da richiedere particolari provvedimenti di protezione per tutelare la sicurezza e la salute dei lavoratori interessati è considerata area esposta a rischio di esplosione.” La zona 2 viene definita“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.”. I metodi di protezione semplificati rappresentano soluzioni affinché le apparecchiature possano essere qualificate EPL c e pertanto essere utilizzabili in zona 2. 

Introduzione
Norme di riferimento
Principi di funzionamento
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Introduzione

L’utilizzo, in Europa, di apparecchiature elettriche, elettroniche, elettromeccaniche e meccaniche in luoghi con pericolo di esplosione è regolamentato attraverso la Direttiva Europea ATEX 1999/92/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio del 16 dicembre 1999 relativa alle prescrizioni minime per il miglioramento della tutela della sicurezza e della salute dei lavoratori che possono essere esposti al rischio di atmosfere esplosive e attraverso tutte le norme applicabili (ad esempio, nel comparto elettrico: EN60079-14 Atmosfere esplosive – Parte 14: Progettazione, scelta e installazione degli impianti elettrici oppure EN60079-17 Atmosfere esplosive – Parte 17: Verifica e manutenzione degli impianti elettrici oppure ancora EN60079-25 Atmosfere esplosive – Parte 25: Sistemi elettrici a sicurezza intrinseca). L’allegato I della Direttiva 1999/92/CE definisce la ripartizione delle aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive. Le aree classificate vengono definite, in tale allegato, come segue: “un’area in cui può formarsi un’atmosfera esplosiva in quantità tali da richiedere particolari provvedimenti di protezione per tutelare la sicurezza e la salute dei lavoratori interessati è considerata area esposta a rischio di esplosione.” La zona 2 viene definita, in tale allegato, come segue: “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.”. Nell’allegato II, comma B, della stessa Direttiva si ritrovano i criteri per la scelta delle apparecchiature; in particolare in tutte le aree in cui possono formarsi atmosfere esplosive è previsto che siano impiegati apparecchiature corrispondenti alle categorie di cui alla direttiva ATEX 94/9/CE. Nella zona 2, coerentemente con quanto esposto nell’allegato, è possibile utilizzare apparecchiature aventi EPLA a, b e cIl livello EPL c, diversamente dai restanti EPL, trova applicazione unicamente nella zona 2.  

Metodi di protezione semplificati: norme di riferimento

I metodi di protezione semplificati rappresentano soluzioni affinché le apparecchiature possano essere qualificate EPL c 

La norma, ormai abrogata e utilizzabile sino al 1 Luglio 2006, EN50021:1999 è stata, nel passato, il documento normativo di riepilogo e descrittivo di tutti i metodi semplificati.  L’abrogazione di tale norma in favore della EN60079-15:2003 e poi delle successive EN60079-15:2005 e EN60079-15:2010 ha portato alla seguente redistribuzione dei metodi adeguati per la zona 2: 

Ex nAEx nC, Ex nR 

Norma di riferimento è oggi la EN60079-15 : 2010 – Atmosfere esplosive – Parte 15: Apparecchiature con modo di protezione 

Ex ic (sostituisce il metodo in passato definito come Ex nL, descritto in precedenza nella EN60079-15)  

 

Norma di riferimento è oggi la EN60079-11 2012 – Atmosfere esplosive – Parte 11: Apparecchiature con modo di protezione a sicurezza intrinseca “i” 

FISCO ic Apparatus (sostituisce il metodo in precedenza denominato FNICO descritto nella EN60079-27) 

Norma di riferimento è oggi la EN60079-11 2012 – Atmosfere esplosive – Parte 11: Apparecchiature con modo di protezione a sicurezza intrinseca “i” 

Ex mc 

Norma di riferimento è oggi la EN60079-18 : 2009 – Atmosfere esplosive – Parte 18: Apparecchiature con modo di protezione mediante incapsulamento “m” 

Ex pz 

Norma di riferimento è oggi la EN60079-2 : 2007 –  Atmosfere esplosive – Parte 2: Apparecchiature con modo di protezione a sovrappressione “p” 

Tutti i metodi 

Norma di riferimento è oggi la EN60079-0 : 2009 – Atmosfere esplosive- Parte 0: Apparecchiature – Prescrizioni generali 

Descrizione sintetica dei principi di funzionamento dei metodi di protezione semplificati

Tutti i metodi che seguono possono essere soggetti a prove comuni relative ai materiali, alla resistenza degli stessi alle temperature estreme, agli urti meccanici; prove del grado di protezione all’ingresso di polvere o acqua, resistenza alla luce e prove più specifiche costituiscono il primo grado di accertamento del metodo di protezione. Tali prove sono in genere eseguite in accordo alla EN60079-0. 

Metodo “nA 

Il metodo nA è il cosiddetto metodo basata su una tecnica di protezione/prevenzione di tipo “non scintillante” ovvero realizzato avendo cura di garantire isolamenti (in aria e superficiali) tali da escludere la formazione di scintille in condizioni nominali. A partire dalle prove dei materiali degli involucri (che devono garantire un grado di protezione IP44, con parti elettriche non esposte, o IP54 con parti elettriche esposte) si opera sui materiali destinati a realizzare la separazione elettrica; è inoltre necessario definire quali siano le temperature superficiali raggiunte dai dispositivi quando attraversati dalle massime correnti previste. Il metodo nA si applica in genere a dispositivi di connessione a terminali, batterie, trasformatori, connettori, connettori per lampade, motori senza spazzole; è tuttavia degna di particolare nota l’applicazione cosiddetta per “low power equipment” ovvero per apparecchiature operanti fino a 275 V a.c. o 390 V d.c. e rispondenti ad ulteriori prescrizioni della norma per le quali è possibile utilizzare prescrizioni ridotte. Il metodo nA è di particolare rilievo in quanto anche in virtù di quanto detto, è possibile realizzare apparecchiature elettroniche conformi a tale metodo e direttamente installabili in zona 2: si tenga presente che non esiste altro metodo che permetta l’installazione diretta di apparecchiature elettroniche se non protette da altro metodo (ad esempio sicurezza intrinseca, contenimento dell’esplosione, pressurizzazione). Tale metodo non si applica ad apparecchiature normalmente scintillanti come relay motori a spazzole, contattori. 

Metodo “nC 

Il metodo Ex nC si suddivide nei seguenti sistemi: 

  1. dispositivi di interruzione chiusi e componenti non innescanti che producono archi, scintille o superfici calde; 
  1. dispositivi sigillati ermeticamente che producono archi, scintille o superfici calde 
  1. dispositivi sigillati che producono archi, scintille o superfici calde 

Il tipo 1 si può basare sul fatto che un dispositivo di interruzione chiuso impedisce la trasmissione della fiamma all’atmosfera esterna per le tolleranze tra le sue parti che, per costruzione, formano un insieme che impedisce l’innesco esterno della miscela esplosiva (valido solo per zona 2) oppure sul fatto che contatti di un componente non innescante estinguono una fiamma nello stadio iniziale e prevengono perciò la possibilità di innesco di un’atmosfera esplosiva esterna. 

Il tipo 2 si basa sul fato che il dispositivo, per costruzione, non offre possibilità all’atmosfera infiammabili di raggiungere le parti scintillanti. 

Il tipo 3 si basa sul fatto che il dispositivo, per accertamento mediante prove,  non offre possibilità all’atmosfera infiammabili di raggiungere le parti scintillanti. 

In definitiva, nel primo caso la custodia non è tale da escludere l’atmosfera esplosiva o non è progettata per contenere l’esplosione in quanto il metodo di protezione è applicato ai contatti elettrici che sono progettati per spegnere qualsiasi arco o scintilla e in modo da non prodursi come fonte di accensione. 

Negli ultimi due casi il dispositivo è costruito in modo tale da non poter essere aperto durante il servizio normale, e sigillato in modo tale da impedire l’ingresso di un’atmosfera esterna. 

In generale questo metodo riguarda dispositivi normalmente scintillanti come contatti reedrelay, contattori aventi volumi interni limitati e potenze commutate non eccessive. Anche in questo caso è necessario determinare la massima temperatura superficiale del dispositivo affinché la verifica delle possibili sorgenti di innesco sia esaustiva. 

Metodo “nR 

Il metodo Ex nR è relativo a custodie a respirazione limitata che proteggono apparecchiature che producono archi, scintille o superfici calde. In questo caso la custodia è progettata solo per limitare l’ingresso di gas, vapori e nebbie e non per impedirne l’ingresso.  

In questi dispositivi ciò che è tenuto sotto controllo in fase di progettazione e di fabbricazione è la ridotta respirazione degli elementi di tenuta: in generale (ma non sempre) essi sono dotati di una porta di prova che consenta all’utilizzatore, secondo le indicazioni fornite nel manuale del costruttore, di verificare che il tempo di rilascio di una predefinita sovra-pressione all’interno della custodia si conservi costante ed affidabile. 

Metodo “ic 

Il metodo Ex ic è un metodo cosiddetto a sicurezza intrinseca realizzabile mediante due dispositivi forniti o acquisiti in genere separatamente: un dispositivo di campo (da installare in luogo pericoloso) a sicurezza intrinseca Ex ic e un dispositivo associato (da installare in luogo sicuro) a sicurezza intrinseca “Ex [Ex ic]. Questo metodo sostituisce il precedentemente noto metodo Ex nL e [Ex nL]. 

Il principio di funzionamento del metodo di protezione “ic” si basa sulla limitazione dell’energia disponibile o accumulata nelle apparecchiature e nei cavi di collegamento posti a diretto contatto can l’atmosfera potenzialmente esplosiva mediante dispositivi infallibili e perfetta conoscenza dei parametri e delle tolleranze dei componenti e accessori coinvolti nei circuiti stessi. 

Le condizioni di funzionamento del circuito a sicurezza intrinseca prese in considerazione per la valutazione del metodo ic sono quelle nominali ovvero quelle previste per un dispositivo EPL c. 

Le valutazioni eseguite per il metodo ic sono nella forma e nella pratica simili a quelle previste per i metodi “Ex ia” ed “Ex ib” (ordinatamente EPL a e b) sebbene non siano da tenere in considerazioni i “guasti conteggiabili” previsti dalla norma EN60079-11. 

Metodo FISCO ic 

FISCO è abbreviazione o acronimo della seguente dicitura: Fieldbus Intrinsically Safe Concept.  

Il metodo “FISCO ic” sostituisce il metodo precedentemente noto come “FNICO” ovvero  Fieldbus Non-Incendive Concept. Il metodo altro non è che una configurazione predefinita (“System”) di apparecchiature a sicurezza intrinseca (“Entity”) designate a far parte del sistema stesso se caratterizzate da specifica marcatura FISCO.  

Il sistema è normato attraverso la EN60079-27 e il numero di carichi, le lunghezze del cablaggio e il sistema di alimentazione sono predeterminati dal costruttore: l’utilizzatore è libero di configurare il sistema all’interno delle specifiche del costruttore e deve garantire che il numero di apparecchiature e le lunghezze di cavo non eccedano i massimi specificati dal costruttore o dalla norma. 

 In generale le apparecchiature FISCO includono una doppia marcatura “Entity” e “System”  che ne permette l’utilizzo sia in configurazione singola sia all’interno del sistema FISCO. 

Metodo mc 

Il metodo “Ex mc” è realizzato mediante incapsulamento in resina delle apparecchiature o dei componenti scintillanti e/o ad elevata temperatura superficiale.  

Il metodo consiste nel segregare opportunamente tali parti dall’atmosfera potenzialmente esplosiva con resine aventi elevate capacità di resistenza al calore e agli effetti igroscopici 

Tale metodo è in generale applicabile a dispositivi elettrici o elettronici statici di piccole dimensioni e con temperature operative sufficientemente basse da non inficiare le caratteristiche di solidità e  consistenza della resina stessa. Il metodo prevede in genere l’utilizzo di un elemento di limitazione di corrente esterno: ciò va verificato sul manuale costruttore e su eventuale certificato. 

 Metodo pz 

Il metodo “Ex pz” è prevede una custodia che possa essere posta in condizioni di pressurizzazione (25 Pascal) da atmosfera inerte (aria, azoto) rispetto al volume esterno classificato massimo zona 2. Apparecchiature di vario genere posso alloggiare nella custodia in quanto il metodo non ha limiti di volume.  

Il gas inerte interno, circolante in continuo oppure compensato per sopperire alle perdite da trafilamento oppure a sovrappressione fissa statica perché la custodia è priva di perdite, impedisce l’accesso di miscele esterne. In caso di apertura della custodia a lavaggio continuo o a compensazione delle perdite, il sistema non può essere energizzato se non dopo effettuazione di adeguato lavaggio (purging) per rimuovere tracce di atmosfera infiammabile penetrata all’interno.