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36 Rischio atmosfere esplosive
Nel caso delle polveri combustibili il solo limite di esplosione comunemente rilevato è
il LEL, essendo l’UEL poco utilizzato nella corrente pratica applicativa (risulta difficile
realizzare il monitoraggio della concentrazione delle polveri, soprattutto all’interno
dei contenimenti). In genere, l’UEL supera il LEL di almeno due ordini di grandezza
essendo compreso tra 2 e 3 kg/m3 .
Anche il LEL nelle polveri varia al variare delle condizioni ambientali e di condizione
granulometrica. I principali motivi di modifica sono i seguenti:
un aumento della percentuale di ossigeno tende a far diminuire il LEL delle polveri
combustibili;
il LEL diminuisce al diminuire del diametro medio delle polveri combustibili.
Il LEL nelle polveri combustibili è generalmente espresso in g/m 3 e risulta frequentemente
compreso tra 15 e 30 g/m 3 .
Nel caso di spray e nebbie i parametri LEL e UEL non risultano adeguati alla comprensione
e classificazione del fenomeno legato alla formazione di ATEX. In ogni caso gli
spray (d > 100 µm) e le nebbie (d < 100 µm) con concentrazioni in massa superiori a
40 g/m 3 sono esplosive (Hattwig et al., 2004) 8 .
La presenza di nebbie e spray influenza, dunque, i limiti di infiammabilità già indicati
per i gas e vapori. Per sospensioni con diametri medi di goccia inferiori a 0,01 mm, il
LEL risulta sostanzialmente analogo a quello della stessa sostanza in forma di vapore.
Questo fenomeno risulta altresì presente anche alle basse temperatura, in assenza dei
vapori della sostanza infiammabile. Nebbie di questa tipologia di dimensione si formano
molto spesso durante le fasi di condensazione dei vapori.
Per spray generati meccanicamente, aventi diametro medio di goccia compreso tra
0,01 mm e 0,2 mm, il LEL diminuisce con l’aumentare del diametro della goccia. Dati
sperimentali evidenziano come, in corrispondenza dei diametri medi di goccia più
elevati, il LEL dello spray risulta pari a meno di un decimo del LEL del vapore corrispondente.
Infine, quando gli spray raggiungono diametri medi di goccia compresi tra
0,6 mm e 1,5 mm, la propagazione della fiamma risulta inibita.
La normativa di riferimento per l’esecuzione dei test è la seguente: UNI EN 1839 (LEL
e UEL per gas e vapori), UNI EN 14034-3 (LEL per polveri combustibili).
Il LEL (per gas/vapori) risulta generalmente utilizzato per il dimensionamento dei sistemi
di controllo di esplosione mentre l’UEL (per gas/vapori) risulta utile nel caso si
voglia evitare il campo di esplosione utilizzando la strategia di saturazione dei vapori
in serbatoi di stoccaggio di infiammabili. Il LEL delle polveri può essere utile a determinare
la presenza o meno dell’ATEX in flussi pneumatici di trasporto.
8 La linea guida CEI 31-35 suggerisce, a questo proposito che: “L’infiammabilità della nebbia dipende sia dalla
concentrazione in aria (gocce e vapori), sia dalla volatilità, sia dalle dimensioni delle gocce all’interno della
nube. La dimensione delle gocce dipende, sia dalla pressione alla quale il liquido viene rilasciato, sia dalle proprietà
del liquido (in primo luogo dalla massa volumica, dalla tensione superficiale e dalla viscosità), sia dalle
dimensioni, sia dalla forma dell’apertura da cui avviene l’emissione. Normalmente, elevate pressioni e piccole
aperture contribuiscono alla formazione di un getto di liquido con un grado di atomizzazione tale da determinare
un pericolo d’esplosione. D’altra parte, piccolissime aperture di emissione determinano piccolissime portate di
emissione così da ridurre detto pericolo. È stato dimostrato che la porzione della nube di nebbia più facile da
accendere è quella contenente aerosol (diametri inferiori a 50 micron). Comunque, l’aerosol generalmente è
solo una piccola frazione dell’emissione totale. Questa frazione può essere aumentata se il liquido emesso sotto
forma di getto colpisce una superficie nelle immediate vicinanze.”