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<strong>Newson</strong> <strong>Gale</strong> Controllo effettivo dell'elettricità statica attraverso il collegamento di messa a terra e di equipotenzialità L'elettricità statica o l'accumulo di carica elettrostatica è presente nell'ambiente in cui viviamo. Nella vita quotidiana, la scarica elettrostatica rappresenta un semplice fastidio: in un'atmosfera infiammabile , l'effetto può essere invece catastrofico. Molti incendi di impianti e danni alle persone possono essere direttamente collegati all'effetto di scintille statiche scoccate in atmosfere cariche di vapore, gas o polvere. Tuttavia, possono essere adottate delle misure di protezione per il controllo di questa minaccia latente alle persone, agli impianti e ai processi. Quando si implementano delle misure di sicurezza in atmosfere potenzialmente esplosive, occorre prendere in considerazione innumerevoli fattori. L'eliminazione delle sorgenti potenziali di innesco è il miglior punto di partenza, sia in termini di progettazione tecnica che di procedure operative generali. Tuttavia, in qualsiasi tipo di atmosfera infiammabile possono esistere pericoli nascosti, sotto forma di "conduttori isolati". Esistono oggetti conduttivi che vengono intrinsecamente o accidentalmente isolati da terra, in modo tale da impedire all'elettricità statica generatasi di dissiparsi e causando così un accumulo di carica sull'oggetto. Questi conduttori isolati includono flange in metallo, raccordi o valvole di sistemi di tubazioni, fusti, contenitori o recipienti portatili, autocisterne, automotrici e persino persone! Conduttori isolati sono probabilmente la causa principale degli incidenti provocati dall'innesco dell'elettricità statica nell'industria. dell'oggetto, potrebbero generarsi accumuli significativi di energia da scaricare, di gran lunga superiori alla Minima energia di innesco (MIE) dell'atmosfera infiammabile circostante. La Minima Energia di Innesco è estremamente variabile in funzione del fatto che l'atmosfera contenga vapori, polveri o gas. molti dei solventi comunemente utilizzati presentano valori MIE inferiori a 1 millijoule (vedere Tabelle A e B). Se il conduttore isolato entra in contatto con un altro oggetto a un potenziale più basso, gran parte di questa energia potrebbe essere rilasciata sotto forma di scintilla . Naturalmente, affinché si verifichi l'innesco dell'atmosfera infiammabile, è necessario che nell'aria sia presente una concentrazione adeguata di combustibile (vapore, polvere o gas); tuttavia per una progettazione sicura dell'impianto, occorre valutare che in presenza di un'atmosfera potenzialmente esplosiva o infiammabile potrebbe verificarsi un'esplosione in funzione delle sorgenti di innesco presenti. Tabella A: Energia potenziale sui principali elementi dell'impianto Oggetto Capacità (pF) Energia immagazzinata Energia immagazzinata at 10kV (mJ) at 30kV (mJ) Autocisterna 5000 250 2250 Persona 200 10 90 Fusto in acciaio 20 1 9 Flangia da 100mm 10 0.5 4.5 Per comprendere l'estensione del pericolo e le modalità per poterlo controllare, è necessario prendere in considerazione i principi basilari dell'elettricità statica e il modo in cui essa si manifesta. In qualsiasi processo industriale in cui è presente una movimentazione , l'unione o la separazione di materiali può generare elettricità statica. Potrebbe, ad esempio, trattarsi di un liquido che fluisce attraverso un tubo, di una polvere che scende lungo una tubazione , di un processo di miscelazione o di una persona che cammina sul pavimento. Il valore di corrente che genera la carica è solitamente molto basso, tipicamente non è superiore a 1x10^-4 A. Se l'oggetto o la parte dell'impianto è correttamente collegato a terra, la carica viene dispersa non appena viene generata. Tuttavia, se l'oggetto è isolato da terra, la carica si accumula . Tabella B: Minima energia di innesco (MIE) di vapori e polveri Vapore liquido MIE (mJ) Polvere MIE (mJ) Alcool propilico 0.65 Farina di frumento 50 Etilacetato 0.46 Zucchero 30 Metano 0.28 Alluminio 10 Esano 0.24 Resina epossidica 9 Metanolo 0.14 Zirconio 5 Disolfuro di carbonio origine dati: UK IchemE I problemi collegati ai conduttori isolati possono essere risolti con un efficace collegamento di messa a terra o di equipotenzialità (bonding). Il "Collegamento di Vernici , rivestimenti, guarnizioni, sigilli e altri materiali messa a terra" può essere definito come il non conduttivi possono tutti essere isolati in modo tale collegamento dell'oggetto conduttivo ad un "punto di da impedire la dissipazione statica . La carica potenziale zero " noto, attraverso un cavo elettrostatica può accumularsi rapidamente fino a meccanicamente forte ed elettricamente conduttivo , ). raggiungere un potenziale molto elevato, a volte con Il "collegamento di equipotenzialità" può essere definito tensioni superiori a 30 Kv. A seconda della capacità come il collegamento di oggetti conduttivi adiacenti in 0.01 Alcuni composti farmaceutici intermedi 1 2 www.newson-gale.co.uk
modo tale da eguagliare il potenziale tra di essi. In Per risolvere questo problema, è necessario utilizzare alcuni punti, questi elementi sono anche collegati a pinze di messa a terra auto-monitorate, intrinsecamente terra, garantendo un potenziale zero (o di terra ). Nel sicure. Dal punto di vista dell'operatore, questi caso delle installazioni fisse, come ad esempio dispositivi vengono utilizzati esattamente allo stesso tubazioni , serbatoi ed altro, questo collegamento è modo delle pinze di messa a terra convenzionali. La relativamente semplice da implementare. Tuttavia, differenza sta nel fatto che si ha la sicurezza che le risulta difficile nel caso degli oggetti mobili/portatili, pinze non solo sono fissate correttamente , ma come ad esempio fusti, IBC (contenitori per carichi svolgono anche il compito di dissipare in modo sicuro intermedi Intermediate Bulk Container) e cisterne. In l'elettricità statica generata. Queste pinze utilizzano questi casi , è necessario utilizzare dispositivi di circuiti di monitoraggio elettronici attivi azionati da una collegamento di messa a terra e di equipotenzialità batteria interna a bassa energia. Il circuito viene temporanei appropriati ed eseguire attentamente le completato solo quando le pinze trovano un contatto di procedure in modo da garantire che tali dispositivi bassa resistenza sull'oggetto da collegare a terra e si siano sempre collegati prima dell'avvio del processo. riceve una segnalazione visiva attraverso un indicatore Questo impedisce l'accumulo di qualsiasi carica (generalmente un LED lampeggiante). Le pinze di elettrostatica. messa a terra auto-monitorate controllano inoltre l'integrità del cavo fino al punto di messa a terra Nel caso delle persone, si potrebbero indossare designato e non registreranno un segnale positivo se il calzature e guanti antistatici in modo da essere sempre cavo risulta non funzionante o danneggiato. "collegati a terra". Sono disponibili dispositivi di prova per garantire che le calzature siano conformi agli Per ottenere un livello di sicurezza ancora più elevato, è standard di riferimento (es. EN ISO 20345 o Cenelec possibile utilizzare sistemi di monitoraggio del 50404 in Europa o ANSI Z41 SD type II negli Stati collegamento di messa a terra, i quali forniscono non Uniti). Quando viene progettata un'area di lavoro, è solo una verifica visiva all'operatore, ma anche contatti importante che la pavimentazione presenti un livello di commutazione di interblocco che possono essere adeguato di conduttività, poiché le calzature collegati alle pompe di processo, alle valvole, agli antistatiche non sono efficaci se colui che le indossa allarmi e ai sistemi di controllo. Questo significa che il cammina su un pavimento isolante. Se l'atmosfera processo non può essere avviato finché l'oggetto infiammabile presenta un valore MIE molto basso, conduttivo non è stato collegato a terra in modo sicuro potrebbe essere anche richiesto un abbigliamento e, se in un momento qualsiasi dell'operazione la antistatico condizione cambia (se ad esempio le pinze sono state accidentalmente rimosse, ecc.), il sistema si blocca Anche quando viene identificata la corretta attrezzatura automaticamente e il processo viene interrotto Questi antistatica da utilizzare esistono comunque ulteriori sistemi generalmente vengono alimentati da un aspetti da tener presente durante le operazioni alimentatore principale e utilizzano circuiti certificati all'interno di atmosfere potenzialmente esplosive. In intrinsecamente sicuri che mantengono l'energia di termini operativi, l'applicazione di una pinza di messa a monitoraggio su livelli sicuri. I sistemi di interblocco e di terra ad un elemento dell'impianto rappresenta sempre monitoraggio del collegamento di terra vengono un'azione "fisica". Persino se gli operatori svolgono il generalmente utilizzati in applicazioni estremamente proprio dovere con diligenza seguendo le procedure di critiche per la sicurezza, come ad esempio il sicurezza aziendali, non possono mai essere carico/scarico di autocisterne e IBC, i processi di completamente sicuri che le pinze presentino un livello miscelazione, le operazioni di essiccamento a letto di resistenza con l'oggetto conduttivo sufficientemente fluido e tutti i processi in cui potrebbe verificarsi un basso da consentire che l'elettricità statica generata elevato accumulo di carica elettrostatica, in atmosfere possa essere dissipata a terra in modo sicuro. infiammabili con Minima Energia d'Innesco (MIE) molto bassa. Resta comunque il fatto che molti oggetti conduttivi in grado di accumulare livelli elevati di carica elettrostatica presentano sulle superfici strati isolanti che impediscono di ottenere un basso livello di resistenza. Questo può essere dovuto alle vernici o ai rivestimenti sui fusti, sulle cisterne e su altri impianti mobili oppure può essere il risultato di un accumulo di prodotto generatosi in normali condizioni di lavoro (ad esempio dove liquidi , polveri o altri materiali isolanti sono parte del processo). Parecchie pinze di messa a terra o di collegamento di equipotenzialità mostrano valori di resistenza molto elevati se vengono fissati ad oggetti conduttivi con superfici isolanti. Ancor peggio, se un'azienda tenta di ridurre i costi utilizzando le pinze di saldatura standard o i morsetti leggeri per il collegamento di messa a terra statico al posto delle apposite pinze certificate la percentuale di messa a terra inaffidabile risulta ancora più elevata. Tabella C: Per poter essere utilizzati in Europa in un'atmosfera potenzialmente esplosiva, gli apparecchi devono essere conformi alla direttiva ATEX 95 (94/9/EC). La direttiva viene applicata ai dispositivi elettrici E, più di recente, a quelli meccanici. La marchiatura e la categoria di appartenenza degli apparecchi dipendono dal tipo di zona dell'area pericolosa in cui si intende utilizzare lo stesso Zona Zona 0 -Gas o Vapore Zona 20-Polvere Zona 1 -Gas o Vapore Zona 21-Polvere Zona 2 -Gas o Vapore Zona 22-Polvere Gruppo apparecchi II II II Categoria apparecchi Nota: le categorie riportate sopra sono relative alle industrie di superficie (Gruppo II). L' industria mineraria rientra nel gruppo I. La caratterizzazione delle zone pericolose rispecchia la categorizzazione degli impianti, come indicato. 1 2 3 Marchiatura secondo ATEX 95 G = Gas o Vapore, D = Polvere II 1 G (e/o) D II 2 G (e/o) D II 3 G (e/o) D www.newson-gale.co.uk 3
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