Zona 20

Definizione

La zona 20 è il livello di rischio più elevato tra le aree a rischio di esplosione da polveri secondo le direttive europee ATEX 2014/34/UE e 1999/92/CE. Indica un’area in cui è presente, in modo costante, per lunghi periodi o frequentemente, un’atmosfera esplosiva pericolosa sotto forma di una nube di polvere infiammabile.

Nella lavorazione delle polveri, la zona 20 corrisponde di norma all’interno degli apparecchi che trasportano polvere: la camera di miscelazione di un miscelatore, l’interno di silos, cicloni, alloggiamenti dei filtri, valvole rotative, coclee e sistemi di trasporto pneumatico. Per una classificazione approssimativa in termini temporali, la zona 20 è associata a un'esposizione superiore a circa 1.000 ore all'anno.

Classificazione rispetto alla Zona 21 e alla Zona 22

La suddivisione in zone determina quale categoria di apparecchi e quale livello di protezione degli apparecchi (EPL – Equipment Protection Level) sono ammessi per gli apparecchi elettrici e non elettrici. Per la zona 20 sono richiesti apparecchi della categoria 1D con EPL Da; essi devono garantire la sicurezza anche in caso di due guasti indipendenti che si verifichino contemporaneamente.

Tipi di polveri e gruppi di esplosività

Le polveri infiammabili vengono suddivise, ai fini della protezione contro le esplosioni, in gruppi che influenzano la scelta delle apparecchiature e delle misure di protezione:

• IIIA: lanugine infiammabile
• IIIB: polveri non conduttive
• IIIC: polveri conduttive, ad esempio polveri metalliche

Nel caso delle polveri conduttive del gruppo IIIC, i requisiti relativi alla progettazione dell'involucro e alla tenuta diventano più rigorosi, ad esempio con gradi di protezione IP più elevati, poiché i depositi e le nuvole di polvere possono essere accompagnati anche da conduttività elettrica e formazione di scintille.

Rilevanza nella tecnica mista

Durante le operazioni di riempimento, miscelazione e svuotamento, nella camera di miscelazione si forma, per motivi legati alla struttura, una nube di polvere. Sopra il materiale miscelato è presente un volume libero di gas in cui tale nube si diffonde. Non appena il prodotto lavorato è infiammabile, la camera di miscelazione deve quindi essere considerata di norma come zona 20, indipendentemente dal fatto che l’ambiente circostante l’apparecchio sia stato progettato per ridurre al minimo la presenza di polvere.

Prodotti tipici che comportano la classificazione nella zona 20:

• polveri organiche: farina, zucchero, amido, spezie in polvere, latte in polvere, cacao
• polveri chimiche e farmaceutiche: pigmenti, principi attivi, additivi
• Polveri metalliche: alluminio, magnesio, ferro, grafite

• Materie plastiche: polveri di PE, PP e PVC, nonché granulati fini

   

Requisiti per gli apparecchi nella zona 20

Evitare fonti di accensione

• Limitazione delle temperature superficiali di tutti i componenti a contatto con il prodotto e di quelli adiacenti a valori nettamente inferiori alla temperatura minima di accensione della polvere
• messa a terra elettrostatica e collegamento equipotenziale di tutte le parti conduttive dell'impianto, compresi serbatoi, utensili di miscelazione, tubazioni e porte
• Prevenzione strutturale delle fonti di accensione meccaniche grazie a distanze definite tra le parti rotanti e l'alloggiamento
• Monitoraggio della temperatura e delle condizioni di cuscinetti, passaggi d’albero e trasmissioni
• Prevenzione della formazione di spazi morti in cui la polvere possa depositarsi e bruciare lentamente

Limitare le ripercussioni

Poiché nella zona 20 si ritiene che sia presente in modo permanente un'atmosfera esplosiva, raramente è possibile controllare il rischio solo evitando le fonti di accensione. Di norma, a ciò si aggiunge la protezione contro le esplosioni integrata nella progettazione:

• Struttura dell'apparecchio resistente ai colpi di pressione, dimensionata in base alla sovrapressione ridotta derivante dall'esplosione
• Scarico della pressione da esplosione tramite dischi di rottura, valvole di sicurezza o sistemi di scarico senza fiamma
• Prevenzione delle esplosioni tramite sistemi di estinzione rapida
• Disaccoppiamento dalle esplosioni rispetto alle parti dell'impianto a monte e a valle
• Inertizzazione, ad esempio con azoto, abbinata al monitoraggio dell'ossigeno

La base di calcolo è costituita dai parametri tecnici di sicurezza del prodotto: valore Kst, sovrapressione massima di esplosione pmax, energia minima di accensione e temperatura minima di accensione. Se alla polvere vengono aggiunti liquidi infiammabili o solventi, occorre valutare anche la miscela ibrida.

Impermeabilizzazione e delimitazione delle zone

Una versione a tenuta di polvere dell’apparecchio limita la zona 20 all’interno dello stesso. Guarnizioni di alta qualità per alberi e alloggiamenti, raccordi di scarico con spazi morti ridotti al minimo e aperture di ispezione a chiusura ermetica impediscono alla polvere di fuoriuscire nell’ambiente circostante. In questo modo, l’area adiacente può spesso essere classificata come zona 22 o addirittura come zona non a rischio di esplosione, con requisiti notevolmente inferiori per le apparecchiature periferiche.

Responsabilità del gestore

La suddivisione in zone è, dal punto di vista giuridico e tecnico, di competenza del gestore. Essa viene effettuata nell’ambito della valutazione dei rischi sulla base delle condizioni concrete di processo, dei dati relativi alle sostanze e dei concetti di protezione, e deve essere motivata in modo comprensibile nel documento sulla protezione contro le esplosioni. La pulizia regolare, la formazione del personale e l’aggiornamento dei parametri in caso di modifiche alle formulazioni o alle materie prime rientrano tra gli obblighi organizzativi.