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UNI EN 1127-1

La mtm ha scritto l'articolo "La prevenzione e la protezione nei confronti delle esplosioni" che è stato pubblicato sulla rivista Imbottigliamento (Novembre 2006 - n° 9 - anno XXIX) e che abbiamo il piacere di riportare integralmente.

La prevenzione e la protezione nei confronti delle esplosioni

Il rischio esplosione deve essere adeguatamente e correttamente considerato e valutato per garantire la salute e la sicurezza dei lavoratori e, in generale, delle persone che potrebbero risultare coinvolte; questo assunto si rileva vero sia per chi costruisce attrezzature di lavoro, sia per chi viene a contatto giornalmente con materiali e sostanze che potrebbero, sotto certe condizioni, condurre a esplosioni; in merito, la norma armonizzata UNI EN 1127-1 si occupa del come implementare una strategia nei confronti di questo pericolo per avere la certezza, in base allo stato dell’arte attuale, di aver considerato tutto quello che c’era da considerare.

Legislazione ed esplosioni
La norma armonizzata, di tipo A, UNI EN 1127-1 (2001) - Atmosfere esplosive - Prevenzione dell’esplosione e protezione contro l’esplosione - Concetti fondamentali e metodologia è stata elaborata su richiesta e per mandato della CEE e dell’EFTA (European Free Trade Association) per soddisfare:

  • la Direttiva del Consiglio concernente il ravvicinamento delle legislazioni degli Stati membri relative alle macchine (89/392/CEE) che, nel suo allegato I, al punto 1.5.7 prevede che le macchine siano progettate e costruite in modo da evitare qualsiasi rischio di esplosione e
  • la Direttiva del Consiglio (94/9/CE) sugli apparecchi e i sistemi di protezione destinati a essere utilizzati in atmosfera potenzialmente esplosiva (denominata Direttiva ATEX 100A, la sigla ATEX derivante dal francese ATmospheres EXplosibles).

Questa norma ha, quindi, il compito, istituzionale potremmo definirlo, di fotografare lo stato dell’arte e della tecnica in merito alla prevenzione delle esplosioni e in merito alla protezione contro le esplosioni stesse e garantisce, se applicata, la presunzione di conformità, cioè la rispondenza della macchina o dell’apparecchio ai Requisiti Essenziali di Sicurezza (i cosiddetti RES) stabiliti dalle Direttive citate per quanto concerne le problematiche di prevenzione e protezione verso le esplosioni.
Inoltre, un’esplosione, cioè una reazione rapida di ossidazione o decomposizione che produce un aumento della temperatura, della pressione o di entrambe simultaneamente (fonte ISO 8421-1), potrebbe avere luogo anche in un’azienda; in quest’ottica, la norma armonizzata UNI EN 1127-1 può servire anche da guida per il Datore di Lavoro e per gli utilizzatori di apparecchi, sistemi di protezione e componenti ai fini della valutazione del rischio di esplosione sul posto di lavoro e per la scelta di apparecchi, sistemi di protezione e componenti appropriati (in conformità alla Direttiva ATEX 137A, o Direttiva 99/92/CE, rivolta all’utilizzatore per la definizione dei requisiti minimi per incrementare la protezione della sicurezza e della salute dei lavoratori potenzialmente a rischio di atmosfere esplosive, cioè di formazione di miscele con l’aria, in condizioni atmosferiche, di sostanze infiammabili allo stato di gas, vapori, nebbie o polveri, in cui, a seguito dell’accensione, la combustione si propaga all’intera miscela incombusta).

La norma armonizzata UNI EN 1127-1: quadro generale
La norma europea in esame specifica i metodi per l’identificazione e la valutazione delle situazioni pericolose che conducono all’esplosione, nonché le misure di progettazione e costruzione appropriate per la sicurezza richiesta. Seguendo uno schema assodato in merito, questi risultati possono essere ottenuti mediante:

  • l’identificazione del pericolo;
  • la valutazione del rischio;
  • l’eliminazione o la minimizzazione del rischio (per mezzo di una progettazione / riprogettazione che non richieda dispositivi di protezione, per mezzo di dispositivi di protezione, per mezzo della comunicazione, se necessaria al fine di fornire informazioni all’utilizzatore, o per mezzo di qualsiasi altra precauzione);
  • le informazioni per l’uso.

La norma UNI EN 1127-1 si applica a tutti i tipi di apparecchi, sistemi di protezione e componenti destinati a essere utilizzati in atmosfere potenzialmente esplosive, cioè quelle atmosfere che, in funzione delle condizioni locali in cui si opera, potrebbero diventare esplosive: per avere un’esplosione, infatti, è necessario che i tre elementi del cosiddetto triangolo di fuoco, ovvero combustibile, comburente e sorgente di innesco, siano presenti e lo siano nelle giuste quantità o proporzioni; la norma UNI EN 1127-1 presenta, in realtà, delle esclusioni fra cui gli apparecchi del cosiddetto gruppo I (quelli destinati a essere utilizzati nelle aree sotterranee delle miniere e nelle aree delle installazioni di superficie di miniere soggette a rischi derivanti da grisù e/o polveri infiammabili), i dispositivi medici destinati a essere utilizzati in ambiente medico e i Dispositivi di Protezione Individuale (oggetto della Direttiva 89/686/CEE).

Elementi di valutazione del rischio
Per effettuare la valutazione del rischio esplosione è possibile seguire lo schema proposto dalla norma armonizzata UNI EN 1050, ovvero:

  1. identificazione dei pericoli (ovvero, nel caso in esame, le sostanze e i materiali in condizioni tali da portare alla formazione di atmosfere potenzialmente esplosive);
  2. determinazione della probabilità che si determini un’atmosfera esplosiva e la quantità implicata (infatti, non è solo il tipo si sostanza che determina l’esplosione finale, ma, soprattutto, la sua quantità e le condizioni al contorno, come il suo grado di dispersione e la sua concentrazione in aria);
  3. determinazione della presenza e della probabilità di sorgenti di accensione in grado di accendere l’atmosfera esplosiva;
  4. determinazione dei possibili effetti di un’esplosione (per esempio, fiamme, radiazioni termiche, onde di pressione, detriti vaganti o emissioni pericolose di materiali);
  5. valutazione del rischio (stimando, per esempio, con una scala numerica, le grandezze probabilità che si verifichi un’esplosione e conseguenze dell’esplosione stessa e moltiplicando i due valori ottenuti per avere un indice di rischio esplosione riassuntivo della singola situazione);
  6. considerazione delle misure di minimizzazione dei rischi (con misure di prevenzione o di protezione, nella fattispecie).

Riguardo al punto 1, per l’identificazione dei pericoli presenti è necessario evidenziare quali sono gli agenti chimici (materiali e sostanze) presenti per la situazione in esame: materiali costruttivi, materiali e sostanze lavorate, utilizzate o rilasciate da apparecchi, sistemi di protezione e componenti; si devono identificare i materiali e le sostanze che possono subire processi di combustione nell’aria fino a generare delle vere e proprie esplosioni. Questo processo può essere facilitato se la sostanza è già classificata come combustibile o, meglio, come infiammabile, in alternativa, è necessario fare riferimento a dati di sicurezza (relativi a caratteristiche di combustione - principalmente, punto di infiammabilità, limiti di esplosione (LEL, UEL) e concentrazione limite di ossigeno (LOC) - , requisiti di accensione - principalmente, energia minima di accensione, temperatura minima di accensione di un’atmosfera esplosiva, temperatura minima di accensione di uno strato di polveri - e comportamento di esplosione - principalmente, pressione massima di esplosione (pmax), velocità massima di aumento della pressione di esplosione [(dp/dt)max], interstizio sperimentale massimo di sicurezza (MESG)), ottenibili da esperimenti di laboratorio e, in alcuni casi, anche con metodi di calcolo.
Relativamente al punto 3, la norma UNI EN 1127-1 identifica le seguenti 13 possibili tipologie generali di sorgenti di accensione efficaci:

  • superfici calde (si noti che oltre alle superfici calde facilmente riconoscibili quali radiatori, essiccatoi e tubi radianti anche i processi meccanici e di lavorazione possono produrre temperature pericolose, in alcune circostanze in seguito a malfunzionamenti o scarsa manutenzione);
  • scintille di saldatura, fiamme e gas caldi di altra origine (queste sono, come è anche intuitivo, tra le sorgenti più efficaci di accensione);
  • scintille di origine meccanica (generate, per esempio, in seguito a processi di attrito, urto o abrasione, quali la molatura);
  • materiale elettrico (si faccia attenzione, in merito, che correnti progettate per la protezione dai contatti diretti, per esempio, quelle aventi una tensione inferiore ai 50 V, non costituiscono una protezione anche nei confronti del rischio di esplosione in quanto ancora in grado di costituire sorgente di accensione efficace);
  • correnti elettriche vaganti;
  • cariche elettrostatiche (la scarica di parti conduttrici isolate e cariche può facilmente produrre scintille di accensione; inoltre, sono possibili anche scintillii dovuti a parti di materiali non conduttori quali, per esempio, la maggior parte delle materie plastiche, caricati per attrito o sfregamento);
  • fulmini;
  • onde elettromagnetiche a radiofrequenza (RF) da 10^4 Hz a 3*10^12 Hz;
  • onde elettromagnetiche da 3*10^11 Hz a 3*10^15 Hz (la radiazione in questo campo spettrale può, specialmente se concentrata - come quella dei raggi solari- , diventare una sorgente di accensione per effetto dell’assorbimento da parte di atmosfere esplosive o superfici solide);
  • radiazioni ionizzanti;
  • ultrasuoni;
  • compressione adiabatica e onde d’urto;
  • aumenti di temperatura dovuti a reazioni chimiche o a materiali instabili (comprendendo anche l’autocombustione di uno strato di polveri).

Relativamente alla probabilità di esistenza, si possono distinguere gli inneschi come presenti:

  • continuamente, frequentemente o per lunghi periodi;
  • raramente, per brevi periodi o poco frequentemente;
  • in circostanze molto rare.

In merito al punto 6, come si è già anticipato, per eliminare o minimizzare i rischi di esplosione è possibile procedere con misure di:

  • prevenzione: evitando le atmosfere esplosive oppure evitando qualsiasi sorgente di accensione attiva possibile; in questo secondo caso si rientra nella trattazione degli apparecchi (categorie 1, 2 o 3 secondo la Direttiva 94/9/CE) costruiti per operare in presenza di atmosfere potenzialmente esplosive (zone 0, 1 o 2 per la presenza di gas e 20, 21 e 22 per la presenza di polveri);
  • protezione: limitando gli effetti delle esplosioni a un livello accettabile mediante misure di protezione costruttive.

Per evitare la formazione di atmosfere esplosive è possibile:

  • sostituire o ridurre la quantità di sostanze in grado di formare atmosfere esplosive (scelta che, per ovvi motivi, potrebbe non essere applicabile se non in poche situazioni);
  • limitare la concentrazione di sostanze in grado di formare atmosfere esplosive;
  • inertizzare il sistema (spesso si ricorre, infatti, all’aggiunta di gas inerti - per esempio, azoto, anidride carbonica o gas nobili - , vapore acqueo o sostanze polverose inerti - per esempio, carbonato di calcio - compatibili con i prodotti lavorati in modo da impedire la formazione di atmosfere esplosive);
  • minimizzare, per mezzo di soluzioni progettuali e costruttive, la quantità di agente chimico pericoloso che viene emesso e che si può localizzare sotto forma di nube o di strato in corrispondenza di possibili sorgenti di accensione efficaci;
  • ventilare le zone in esame.

La norma UNI EN 1127-1 indica, a questo punto, i requisiti per la progettazione e la costruzione di apparecchi, sistemi di protezione e componenti che permettono di evitare le sorgenti di accensione efficaci ripercorrendo l’elenco precedentemente riportato (superfici calde, fiamme e gas caldi…) presentando, eventualmente suddivisi per categoria, i requisiti cui adeguarsi.
Se le misure di prevenzione descritte non possono essere adottate o non sono pertinenti, gli apparecchi, i sistemi di protezione e componenti devono essere progettati e costruiti in modo da limitare gli effetti di un’esplosione a un livello di sicurezza. Le misure indicate nella norma UNI EN 1127-1 sono:

  • progettazione resistente all’esplosione;
  • scarico dell’esplosione (per esempio, per mezzo di dischi di sicurezza, pannelli o sportelli di esplosione);
  • soppressione dell’esplosione (i sistemi di soppressione impediscono che un’esplosione raggiunga la pressione massima di esplosione grazie all’iniezione rapida di agenti estinguenti in caso di esplosione; gli apparecchi e i componenti protetti in questo modo possono così essere progettati per poter resistere a una pressione di esplosione ridotta);
  • prevenzione della propagazione delle fiamme e dell’esplosione.

Conclusioni
La norma UNI EN 1127-1 si occupa, pertanto, del come implementare una strategia, efficace in base allo stato dell’arte e della tecnica attuale, per gestire gli aspetti relativi alle esplosioni: per mezzo di un percorso guidato, facendo, comunque, riferimento ad altri documenti normativi, guida il Fabbricante o il Datore di Lavoro nella comprensione degli aspetti legati alle esplosioni e nell’implementazione di soluzioni in grado di garantire la giusta protezione dei lavoratori nei confronti di un rischio così significativo; è, quindi, corretto affermare che la norma UNI EN 1127-1 costituisce un punto di riferimento irrinunciabile per chiunque affronta queste problematiche, qualunque sia il suo ruolo lavorativo.


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