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progettazione e normativa<br />
Luoghi con pericolo<br />
di esplosione<br />
Caratteristiche e criteri<br />
di scelta delle<br />
costruzioni elettriche<br />
che devono essere<br />
impiegate negli impianti<br />
elettrici a sicurezza, in<br />
base alla normativa<br />
vigente e partendo<br />
dalla classificazione dei<br />
luoghi di installazione.<br />
di Gaetano Conte<br />
minare un’atmosfera pericolosa se<br />
miscelate con l’aria sotto forma di gas<br />
o vapori. Le prescrizioni relative alla<br />
impianti elettrici di tipo AD-T a sicurezza<br />
a tenuta (cap. X), agli impianti elettrici<br />
di tipo AD-FT a sicurezza funzionale<br />
a tenuta (cap. XII), agli impianti di<br />
La scelta dei componenti che realizzazione degli impianti elettrici<br />
costituiscono l’impianto elettrico<br />
in un luogo con pericolo di specifiche, precisamente:<br />
fanno riferimento a due normative terra (cap. XIV).<br />
esplosione è un aspetto del progetto<br />
elettrico dell'impianto e va effettuata<br />
in base a informazioni specifiche sugli<br />
ambienti e sulle sostanze coinvolte nel<br />
processo. Una prima distinzione riguarda<br />
<strong>il</strong> tipo di sostanze che possono<br />
produrre un’atmosfera pericolosa: si<br />
distinguono le sostanze esplosive, ritenute<br />
tali dalla legislazione vigente in<br />
ciascun Paese, le polveri infiammab<strong>il</strong>i,<br />
prodotte da sostanze combustib<strong>il</strong>i o<br />
non combustib<strong>il</strong>i che possono originare<br />
atmosfere pericolose se miscelate<br />
con l’aria e che vengono classificate<br />
come elettroconduttrici (aventi resistività<br />
minore di 100 kΩxcm) e non elettroconduttrici,<br />
in caso contrario, e le<br />
sostanze infiammab<strong>il</strong>i, ossia quelle<br />
sostanze, esclusi gli esplosivi e le polveri<br />
infiammab<strong>il</strong>i, che possono deter-<br />
- norma CEI 64-2, quarta edizione 03-<br />
2001, fascicolo 5964 C, per gli<br />
impianti elettrici nei luoghi con pericolo<br />
di esplosione per la presenza di polveri<br />
infiammab<strong>il</strong>i e sostanza esplosive,<br />
ossia luoghi di Classe 0 (C0) e 2 (C2);<br />
- norma CEI EN 60079-14 (CEI 31-33),<br />
prima edizione 01-1998, fascicolo<br />
4139, per gli impianti elettrici nei luoghi<br />
con pericolo di esplosione per la<br />
presenza di gas (diversi dalle miniere).<br />
La “vecchia” norma CEI 64-2 è quella<br />
che regolava tutta la materia fino al 31<br />
dicembre 1997. Nella quarta edizione,<br />
invece, sono rimasti in vigore solo i<br />
capitoli relativi alle generalità (cap. I),<br />
alla classificazione dei luoghi C0 (cap.<br />
II) e C2 (cap. IV), alla scelta e caratteristiche<br />
generali degli impianti elettrici<br />
per i luoghi C0 e C2 (cap. VI), agli<br />
Luoghi con presenza di gas<br />
In base a quanto indicato dall’art. 5.1<br />
della norma CEI EN 60079-14, per la<br />
scelta delle costruzioni elettriche idonee<br />
per questi luoghi pericolosi sono<br />
necessarie le informazioni seguenti:<br />
- classificazione dei luoghi pericolosi,<br />
effettuata in conformità a quanto di-<br />
Le sostanze che possono<br />
produrre atmosfere pericolose si<br />
distinguono in: sostanze<br />
esplosive, polveri infiammab<strong>il</strong>i,<br />
sostanze infiammab<strong>il</strong>i. E la scelta<br />
dei componenti che costituiscono<br />
l'impianto elettrico va fatta, oltre<br />
che sui tipi di sostanze, anche in<br />
base ad informazioni specifiche<br />
sugli ambienti.<br />
Foto ABB
progettazione e normativa<br />
sposto dalla norma CEI EN 60079-10<br />
(CEI 31-30) e dalle guide CEI 31-35 e<br />
31-35/A;<br />
- classe di temperatura o temperatura<br />
di accensione del gas o vapore interessato,<br />
dati reperib<strong>il</strong>i dalla tabella GA-1<br />
della guida CEI 31-35;<br />
- classificazione, dove applicab<strong>il</strong>e, del<br />
gas o del vapore in relazione al gruppo<br />
o sottogruppo delle costruzioni<br />
elettriche, dato anch’esso riportato<br />
sulla tabella GA-1;<br />
- influenze esterne e temperatura<br />
ambiente.<br />
In relazione alla temperatura di accensione<br />
del gas o del vapore, per evitare<br />
che l’elevata temperatura superficiale<br />
della costruzione elettrica possa innescare<br />
l’esplosione, <strong>il</strong> massimo valore di<br />
tale temperatura non deve raggiungere<br />
quella di accensione di qualsiasi gas<br />
o vapore che può essere presente nel<br />
luogo d’installazione. A tal fine le<br />
costruzioni elettriche sono suddivise in<br />
sei classi di temperatura, indicate con i<br />
simboli da T1 a T6 e riportate nella<br />
tabella 1 (CEI EN 60079-14, art. 5.3).<br />
Per esempio, in un luogo in cui <strong>il</strong> pericolo<br />
deriva dalla presenza di acetone,<br />
avente temperatura di accensione Ta<br />
= 465 °C, basta scegliere costruzioni<br />
di classe T1, mentre se la sostanza pericolosa<br />
è l’etere et<strong>il</strong>ico (Ta = 160 °C)<br />
occorre adottare costruzioni di classe<br />
T4. Nel caso che vi sia la possib<strong>il</strong>ità di<br />
presenza nello stesso ambiente, anche<br />
se in momenti diversi, di più gas o<br />
vapori occorre considerare quello con<br />
la minore temperatura di<br />
accensione. A seconda dell’uso<br />
a cui sono destinate, le costruzioni<br />
elettriche per atmosfere<br />
potenzialmente esplosive sono<br />
divise in due gruppi, e precisamente:<br />
- gruppo I comprendente gli<br />
apparecchi destinati ai lavori<br />
nelle miniere sotterranee e nei<br />
loro impianti di superficie, che<br />
potrebbero essere esposti al<br />
rischio di sprigionamento di<br />
grisou e/o di polveri combustib<strong>il</strong>i;<br />
- gruppo II comprendente gli<br />
apparecchi destinati a essere<br />
Foto ABB<br />
ut<strong>il</strong>izzati nei luoghi con pericolo di<br />
esplosione diversi dalle miniere grisoutose.<br />
Le costruzioni del gruppo II, relativamente<br />
agli apparecchi con custodie a<br />
prova di esplosione (modo di protezione<br />
“d”) e a quelli a sicurezza intrinseca<br />
(modo di protezione “i”), sono a loro<br />
volta divise in tre sottogruppi, in funzione<br />
delle caratteristiche della sostanza<br />
che determina la pericolosità dell’atmosfera,<br />
sottogruppi indicati con i<br />
simboli IIA, IIB, IIC.<br />
Per la scelta dei componenti dell’impianto<br />
bisogna far corrispondere <strong>il</strong><br />
gruppo e <strong>il</strong> sottogruppo (limitatamente<br />
alle protezioni “d” e “i”) della costruzione<br />
elettrica a quelli della sostanza,<br />
tenendo presente che un sottogruppo<br />
è idoneo anche per quelli che lo precedono<br />
in ordine alfabetico. Per esempio,<br />
nel caso dell’acet<strong>il</strong>ene (sottogruppo<br />
IIC dalla tabella GA-1) sono adatte<br />
solo costruzioni di gruppo II e sottogruppo<br />
C, mentre per l’etere et<strong>il</strong>ico<br />
(IIB) sono idonee costruzioni di gruppo<br />
II e sottogruppi B e C. Per le sostanze<br />
di gruppo IIA sono adatte costruzioni<br />
di gruppo II, qualunque sia <strong>il</strong> sottogruppo.<br />
A seconda del modo di protezione<br />
adottato, i componenti elettrici ai quali<br />
siano state applicate misure di protezione<br />
atte a prevenire l’innesco dell’esplosione<br />
(costruzioni Ex) vengono<br />
indicati con <strong>il</strong> simbolo Ex seguito da<br />
una lettera indicante <strong>il</strong> modo di protezione<br />
ut<strong>il</strong>izzato, soggetto a specifiche<br />
Le prescrizioni relative alla<br />
realizzazione degli impianti<br />
elettrici fanno riferimento a due<br />
normative specifiche: la norma<br />
CEI 64-2, quarta edizione, per gli<br />
impianti elettrici nei luoghi con<br />
pericolo di esplosione per la<br />
presenza di polveri infiammab<strong>il</strong>i e<br />
sostanza esplosive, e la norma<br />
CEI EN 60079-14 (CEI 31-33),<br />
prima edizione, per gli impianti<br />
elettrici nei luoghi con pericolo di<br />
esplosione per la presenza di gas<br />
(diversi dalle miniere).<br />
norme. Passiamo ora ad elencare i<br />
principali modi di protezione.<br />
Ex-d (a prova di esplosione): <strong>il</strong> componente<br />
elettrico è racchiuso in una<br />
custodia in grado di impedire l’innesco<br />
dell’atmosfera esplosiva esterna,<br />
anche nel caso di un’eventuale esplosione<br />
all’interno della custodia stessa.<br />
Ex-p (a sovrapressione interna): <strong>il</strong><br />
componente elettrico è racchiuso in<br />
una custodia in cui vi è un gas inerte<br />
in sovrapressione rispetto all’esterno,<br />
che impedisce all’atmosfera esplosiva<br />
di penetrare all’interno.<br />
Ex-q (per riempimento pulverulento):<br />
<strong>il</strong> componente elettrico non può innescare<br />
l’esplosione perché protetto da<br />
sabbia di quarzo.<br />
Ex-o (per immersione in olio): <strong>il</strong> componente<br />
elettrico è coperto da un battente<br />
d’olio, in modo da non provocare<br />
l’innesco dell’atmosfera<br />
esplosiva esterna.<br />
Ex-e (a sicurezza aumentata):<br />
al componente elettrico, che<br />
in condizioni normali non è<br />
in grado di innescare l’esplosione,<br />
sono applicati accorgimenti<br />
che riducono la probab<strong>il</strong>ità<br />
di guasto.<br />
Ex-i (a sicurezza intrinseca): <strong>il</strong><br />
componente elettrico e <strong>il</strong> circuito<br />
di cui fa parte non possono<br />
sv<strong>il</strong>uppare un’energia<br />
tale da innescare l’atmosfera<br />
esplosiva. I sistemi elettrici a<br />
sicurezza intrinseca (o parti di<br />
essi) sono, a loro volta, sud-<br />
GIUGNO 2003 ● WATT 248 45
progettazione e normativa<br />
divisi nelle categorie “ia” e “ib”, a<br />
seconda della conformità alle regole<br />
costruttive stab<strong>il</strong>ite dalla norma CEI EN<br />
50020 (CEI 31-9).<br />
Ex-m (per incapsulamento): <strong>il</strong> componente<br />
elettrico è inglobato in un blocco<br />
di resina.<br />
Ex-n questa sigla indica i componenti<br />
che, quando funzionano entro i limiti<br />
delle loro caratteristiche nominali, non<br />
sono in grado di provocare l’accensione<br />
di un’atmosfera esplosiva circostante<br />
“q” (CEI EN 50017), “o” (CEI EN<br />
50015), “e” (CEI EN 50019), “i” (CEI<br />
EN 50020), “m” (CEI EN 50028).<br />
- Zona 2: costruzioni per zona 0 e per<br />
zona 1; costruzioni progettate specificamente<br />
per la zona 2; costruzioni<br />
industriali selezionate, ossia conformi a<br />
una norma riconosciuta relativa a<br />
costruzioni elettriche industriali e selezionate<br />
da persona esperta, aventi i<br />
requisiti stab<strong>il</strong>iti dall’art. 5.2.3 comma<br />
c) della norma CEI EN 60079-14.<br />
e risultano adatti all’impiego in zone<br />
in cui è piccola la probab<strong>il</strong>ità di formazione<br />
dell’atmosfera esplosiva.<br />
La classificazione dei luoghi pericolosi<br />
per la presenza di gas o vapori porta<br />
all’individuazione, come tipo ed estensione,<br />
delle seguenti zone: zona 0<br />
quando la durata complessiva di<br />
atmosfera pericolosa presente in un<br />
anno è di oltre 1000 h, zona 1 quando<br />
tale durata va da oltre 10 h a 1000<br />
h e zona 2 quando la durata va da<br />
oltre 0,1 h a 10 h. Le costruzioni elettriche<br />
che possono essere impiegate<br />
nelle varie zone sono specificate nel<br />
capitolo 5 della norma CEI EN 60079-<br />
14, e sono le seguenti:<br />
- Zona 0: costruzioni a sicurezza intrinseca<br />
di categoria “ia” in accordo con la<br />
norma CEI EN 50020; costruzioni per<br />
atmosfere esplosive non conformi a<br />
norme IEC e CENELEC (per esempio di<br />
tipo speciale “s” conforme alla norma<br />
CEI EN 50014.<br />
- Zona 1: costruzioni per zona 0;<br />
costruzioni che impiegano uno o più<br />
dei seguenti modi di protezione: “d”<br />
(CEI EN 50018), “p” (CEI EN 50016),<br />
Luoghi con presenza di sostanze<br />
esplosive o polveri infiammab<strong>il</strong>i<br />
Per la scelta del tipo di impianto elettrico<br />
idoneo per questi luoghi bisogna<br />
far riferimento alla norma CEI 64-2,<br />
quarta edizione. Gli impianti elettrici a<br />
sicurezza, indicati con la sigla AD, sono<br />
classificati in vari modi, a seconda<br />
delle modalità costruttive e delle misure<br />
di sicurezza adottate. I principali<br />
sono i seguenti:<br />
- AD-PE (a sicurezza a prova di esplosione),<br />
costituito da componenti tutti<br />
racchiusi entro custodie Ex-d;<br />
- AD-SI (a sicurezza a sovrapressione<br />
interna), ottenuto con l’uso di locali<br />
pressurizzati o di componenti Ex-p;<br />
- AD-I (a sicurezza intrinseca), impiegante<br />
componenti aventi modo di<br />
protezione “i”;<br />
- AD-T (a sicurezza a tenuta), in cui la<br />
protezione contro l’innesco dell’esplosione<br />
viene ottenuta con involucri<br />
aventi grado di protezione non inferiore<br />
a IP44 o IP55 e limitando la temperatura<br />
ammessa sulle superfici esterne<br />
delle custodie;<br />
- AD-F (a sicurezza funzionale),<br />
Tab. 1 - Relazione tra la classe di temperatura, la<br />
temperatura superficiale e quella di accensione. dove l’aggettivo “funzio-<br />
nale” indica che viene operata<br />
Classe di<br />
temperatura<br />
Massima<br />
temperatura<br />
Temperatura<br />
di accensione<br />
una distinzione tra i com-<br />
ponenti che possono produrre<br />
archi elettrici, scint<strong>il</strong>le o<br />
della costruzione superficiale della del gas o del temperature pericolose in<br />
elettrica costruzione elettrica vapore funzionamento ordinario e<br />
T1<br />
T2<br />
T3<br />
450 °C<br />
300 °C<br />
200 °C<br />
>450°C<br />
> 300 °C<br />
> 200 °C<br />
quelli che, invece, non determinano<br />
tali eventi; a seconda<br />
delle modalità di protezione<br />
T4 135 °C > 135 °C adottate si distinguono gli<br />
T5 100 °C > 100 °C impianti a sicurezza funzionale<br />
contro le esplosioni (AD-<br />
T6 85 °C > 85 °C<br />
FE1 e AD-FE2) e quelli a sicurezza<br />
funzionale a tenuta (AD-FT), con<br />
IP non inferiore a IP44 o IP55;<br />
- AD-S (a sicurezza speciale), in cui vengono<br />
adottate misure di sicurezza<br />
diverse da quelle usate negli altri<br />
impianti a sicurezza;<br />
- AD-A (a sicurezza approvato), non<br />
trattato dalla norma CEI 64-2 in quanto<br />
viene realizzato con mezzi o sistemi<br />
diversi da quelli considerati nella<br />
norma; la sua idoneità viene riconosciuta,<br />
caso per caso, dall’Autorità<br />
competente.<br />
La scelta dell’impianto elettrico a sicurezza<br />
va fatta dopo la classificazione<br />
dei luoghi, eseguita secondo i criteri<br />
indicati dalla norma CEI 64-2. In particolare<br />
si dovranno individuare: la classe<br />
del luogo pericoloso, che potrà<br />
essere C0 per i luoghi con presenza di<br />
sostanze esplosive, C2 E per i luoghi<br />
con presenza di polveri infiammab<strong>il</strong>i<br />
elettroconduttrici e C2 NE per quelli<br />
con polveri infiammab<strong>il</strong>i non elettroconduttrici;<br />
la qualifica delle zone AD<br />
e la loro estensione, in modo da determinare<br />
lo spazio entro <strong>il</strong> quale gli<br />
impianti elettrici devono essere eseguiti<br />
a sicurezza; per i luoghi C2 non vi è<br />
distinzione in base alla qualifica, mentre<br />
per i luoghi C0 vi possono essere<br />
quattro tipi di zone: C0Z0, C0Z1,<br />
C0Z2, C0ZR.<br />
Ut<strong>il</strong>izzando la tabella IV della norma<br />
CEI 64-2 si è in grado di stab<strong>il</strong>ire <strong>il</strong> tipo<br />
di impianto a sicurezza adatto alla<br />
zona. Nella tabella gli impianti sono<br />
distinti con tre termini: idoneo indica <strong>il</strong><br />
tipo di impianto elettrico minimo<br />
adatto al caso, ridondante indica <strong>il</strong> tipo<br />
di impianto adatto al caso con abbondanza,<br />
vietato quando <strong>il</strong> tipo di<br />
impianto non è ammesso.<br />
Le condizioni più severe si hanno nel<br />
caso della zona C0Z0, per la quale<br />
risulta idoneo solo l’impianto AD-I con<br />
modo di protezione “ia”, mentre le<br />
minori precauzioni sono previste per i<br />
luoghi C2 NE, per i quali risulta idoneo<br />
anche un comune impianto AD-<br />
FT IP44. Se, invece, le polveri sono<br />
elettroconduttrici (C2 E) occorre installare<br />
un impianto AD-FT IP55; in quest’ultimo<br />
caso risultano idonei anche<br />
impianti AD-SI e AD-I.