Disaccoppiamento dalle vibrazioni da esplosione
Definizione
Il disaccoppiamento antiesplosione è una misura di sicurezza nell’ambito della protezione antiesplosione strutturale che impedisce che un’esplosione proveniente da una parte dell’impianto si propaghi alle aree adiacenti attraverso tubazioni, sistemi di trasporto o altri collegamenti. L'obiettivo è quello di limitare localmente il processo esplosivo e proteggere serbatoi, silos, filtri, alimentatori o impianti di processo a valle collegati da fiamme, onde d'urto ed esplosioni secondarie.
Nella pratica, il disaccoppiamento antiesplosione è particolarmente importante quando vengono lavorate polveri infiammabili, ad esempio in miscelatori, condotte di trasporto, impianti di depolverazione o silos.
Principio di funzionamento
In caso di esplosione, il disaccoppiamento interrompe in tempi brevissimi il collegamento tra due parti dell’impianto, in modo che il fronte di fiamma e l’aumento di pressione non si propaghino alla parte successiva dell’impianto.
Di norma non si tratta di un singolo sistema di protezione autonomo, ma viene combinato con ulteriori misure di protezione contro le esplosioni, in particolare con:
- Scarico della pressione di esplosione
- Soppressione dell’esplosione
- struttura resistente agli urti di pressione
misure per impedire la propagazione delle fiamme e dell’esplosione
Sistemi comuni
Sistemi passivi
- Valvole di non ritorno e valvole di sicurezza antiesplosione: si chiudono automaticamente sotto l’effetto della pressione dell’esplosione
- Schiuse a ruota cellulare: possono essere utilizzate come elemento di disaccoppiamento meccanico tra silo e miscelatore
- Sistemi a doppia saracinesca: separano meccanicamente gli spazi di processo
Sistemi attivi
- Barrieri con agente estinguente HRD: i sensori rilevano l’inizio dell’esplosione; successivamente viene immesso un agente estinguente nella conduttura per sopprimere il fronte di fiamma
Valvole a chiusura rapida: si chiudono tramite comando elettronico nel giro di millisecondi
Applicazione ai miscelatori
Nei miscelatori, il disaccoppiamento antiesplosione è particolarmente rilevante nei punti di interfaccia con il resto dell’impianto:
Area dell’impianto Disaccoppiamento tipico
Ingresso del prodotto: valva rotativa, valvola di non ritorno o altro elemento di disaccoppiamento idoneo
Aspirazione e depolverazione: valvola di non ritorno o barriera chimica
Uscita del prodotto: saracinesca a chiusura rapida o sistema a doppia saracinesca
Serbatoio intermedio e conduttura di trasporto: barriera attiva o passiva a seconda del rischio e della geometria della tubazione
Soprattutto nel caso di prodotti polverulenti come zucchero, amido, farina, latte in polvere, polveri metalliche, granuli di plastica o sostanze farmaceutiche, impedire la propagazione di un’esplosione attraverso le condotte di collegamento rappresenta un obiettivo di protezione fondamentale.
Progettazione e dimensionamento
Per un corretto dimensionamento sono importanti, tra l’altro, i seguenti parametri e condizioni al contorno:
- Valore Kst
- pmax
- Energia minima di accensione (MZE)
- diametro e geometria delle tubazioni
- luogo e lunghezza di installazione
- resistenza meccanica e termica del sistema
I sistemi di disaccoppiamento devono essere progettati e dimensionati in modo tale da garantire la loro sicurezza contro la propagazione della fiamma e la resistenza meccanica in condizioni operative reali. In presenza di una miscela ibrida di polvere e gas o vapore infiammabile, la velocità della fiamma aumenta; il sistema di disaccoppiamento deve quindi essere dimensionato in base ai parametri caratteristici della miscela.
Linee guida e norme
La classificazione e la progettazione delle misure di protezione contro le esplosioni avvengono nell’ambito delle direttive e delle norme europee e nazionali, in particolare secondo la direttiva 2014/34/UE e le norme e i regolamenti pertinenti in materia di protezione contro le esplosioni.
Tra i principi fondamentali figurano, tra l’altro:
- EN 1127-1 per i principi e la metodologia della protezione contro le esplosioni
- EN 14491 per lo scarico della pressione in caso di esplosioni di polveri
requisiti nazionali quali il regolamento sulla sicurezza sul lavoro e il documento sulla protezione contro le esplosioni
Vantaggi per i gestori
- Protezione delle persone grazie alla prevenzione di esplosioni secondarie
- Protezione dell’impianto attraverso la limitazione dei danni materiali
- Sicurezza della produzione grazie a tempi di fermo ridotti
- Certezza giuridica grazie all’attuazione del concetto di protezione contro le esplosioni conforme alle norme
La scelta del sistema di disaccoppiamento adeguato dovrebbe avvenire già nella fase di progettazione, affinché i dati del prodotto, la geometria dell’impianto e il concetto di protezione siano coordinati tra loro e il miscelatore possa essere integrato in modo sicuro nell’impianto complessivo.