Esplosivo

Si definisce "esplosiva" la proprietà di una sostanza o di una miscela di sostanze di liberare improvvisamente energia in determinate condizioni. Questa trasformazione di energia avviene molto rapidamente ed è accompagnata da un forte aumento della pressione, dallo sviluppo di calore e spesso dalla formazione di fiamme. I fattori scatenanti tipici sono l'accensione da scintille, fiamme, superfici calde, urti, attrito o scariche elettrostatiche.

Nel contesto della tecnologia di processo, si parla di atmosfere esplosive quando gas, vapori o polveri infiammabili formano con l'aria una miscela infiammabile. Per molte polveri organiche (ad esempio farina, zucchero, amido, materie plastiche o principi attivi farmaceutici), anche piccole quantità in sospensione o in strato, in combinazione con una fonte di accensione, possono provocare esplosioni di polveri. In questo caso sono determinanti parametri quali l'energia minima di accensione, il limite inferiore e superiore di esplosività, la pressione massima di esplosione e la velocità di aumento della pressione.

All'interno e nei pressi di miscelatori, impianti di trasporto e di riempimento è particolarmente importante valutare i rischi di esplosione. In questi luoghi possono trovarsi in prossimità prodotti polverulenti, aria e possibili fonti di accensione (scintille meccaniche, cuscinetti caldi, componenti elettrici, scariche elettrostatiche). Tuttavia, un'atmosfera esplosiva è presente solo quando la concentrazione, il contenuto di ossigeno e la temperatura si trovano in un intervallo critico.

Il controllo tecnico dei rischi di esplosione comprende, ad esempio, la prevenzione di atmosfere infiammabili (ad esempio mediante inertizzazione), la limitazione del rilascio di polveri, un efficace collegamento a terra e una compensazione del potenziale per evitare scintille elettrostatiche, l'uso di apparecchiature elettriche adeguate, la protezione strutturale contro le esplosioni (ad esempio, scarico della pressione e soppressione delle esplosioni) e misure organizzative. Nella pianificazione e nella progettazione dei processi di miscelazione è quindi necessario verificare se il prodotto in questione o la miscela prodotto-aria sono classificabili come esplosivi e quali misure di protezione sono necessarie.

Per descrivere una miscela esplosiva di gas, vapore o polvere nell'aria, vengono spesso utilizzati i limiti di concentrazione. Una semplice notazione è:

c_untere_EG ≤ c_Stoff ≤ c_obere_EG

• c_Sostanza: concentrazione della sostanza combustibile nell'aria
• c_untere_EG: limite inferiore di esplosività (LIE)
• c_limite_superiore_di_esplosione: limite superiore di esplosione (OEG)

Nelle considerazioni relative alla sicurezza viene spesso utilizzato un parametro tecnico di sicurezza, il cosiddetto K_ST (per le polveri) o K_G (per i gas). Per le polveri, una relazione spesso indicata è la seguente:

K_ST = (dp/dt)_max · V^(1/3)

• K_ST: costante di esplosione della polvere [bar·m/s]
• (dp/dt)_max: aumento massimo della pressione nel serbatoio nel tempo [bar/s]
• V: Volume del recipiente di prova [m³]