Ho voluto produrre questo articolo per portare un esempio del calcolo delle aperture di aereazione in un locale con presenza di una stazione di ricarica di un carrello elevatore.

Indice

1. Oggetto e scopo della classificazione dei luoghi
2. Leggi e norme di riferimento
3. Definizioni
4. Presupposti della classificazione dei luoghi
5. Disposizioni contro i pericoli di esplosione mediante ventilazione

1. Oggetto e scopo della classificazione

La presente relazione tecnica e i documenti allegati hanno per oggetto la classificazione dei luoghi con pericolo d’esplosione relativa alla zona di ricarica del carrello elevatore dello stabilimento sito....

La classificazione dei luoghi con pericolo d’esplosione ha lo scopo di delimitare le zone entro le quali sono richiesti particolari misure di protezione contro le esplosioni e provvedimenti organizzativi per la tutela della sicurezza e della salute dei lavoratori ai sensi del Decreto Legislativo Decreto Legislativo n. 81 del 9 aprile 2008 di attuazione delle direttive europee in materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro, integrato e corretto dal D. Lgs. n. 106 del 3 agosto 2009.

La documentazione di classificazione dei luoghi con pericolo d’esplosione fa parte del documento sulla protezione contro le esplosioni di cui D.Lgs. 81/08.
La classificazione è riferita alle macchine di lavoro come possibili SE presenti nello stabile.

2. Leggi e norme di riferimento

Nell’elaborazione del documento previsto dall’art. 17 comma 1 lett. a) e dall’art. 294 del D. Lgs. 81/2008, le principali Norme alle quali è stato fatto riferimento, sono le seguenti:

• D. Lgs. n° 81 del 9 aprile 2008 e ss.mm. – attuazione dell’art. 1 della legge 3 agosto 2007, n. 123, in materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro.
• Attuazione delle direttive 89/391/CEE, 89/654/CEE, 89/655/CEE, 89/656/CEE, 90/269/CEE, 90/270/CEE, 90/394/CEE, 90/679/CEE, 93/88/CEE, 95/63/CE, 97/42/CE, 98/24/CE,99/38/CE, 2001/45/CE, 99/92/CE, 2003/10/CE, 2003/18/CE e 2004/40/CE riguardanti il miglioramento della sicurezza e della salute dei lavoratori durante il lavoro;
• CEI EN 50272-3 (CEI 21-42) - Requisiti di sicurezza per batterie di accumulatori e loro installazioni Parte 3: Batterie di trazione
  

Tenendo presente anche:

• EN 60079-10-1 (CEI 31-87) - Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas. Classificazione dei luoghi pericolosi.
  

Un'utile guida a supporto è rappresentata dalla:

• Guida CEI 31-35 - Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas.
  

Per l’installazione di impianti nel caso di presenza di gas vengono prese in considerazione le norme:

• EN 60079-14 (CEI 31-33) Atmosfere esplosive. Parte 14:Progettazione, scelta e installazione degli impianti elettrici.

• CEI EN 60079-17 (CEI 31-34) - Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive per la presenza di gas. Parte17: Verifica e manutenzione degli impianti elettrici nei luoghi con pericolo di esplosione per la presenza di gas (diversi dalle miniere;

3. Definizioni

• Elemento(ricaricabile); elemento singolo - Insieme di elettrodi ed elettrolito che costituisce l’unità base di una batteria di accumulatori.
• Elemento o batteria al piombo; Batteria di accumulatori nella quale gli elettrodi sono fatti principalmente di piombo e l’elettrolito è una soluzione di acido solforico (H₂SO₄).
• Elemento o batteria al nichel cadmio; Batteria di accumulatori alcalina nella quale il materiale positivo è fatto principalmente di nichel ed il materiale negativo è fatto principalmente di cadmio.
• Elemento aperto; Elemento avente un coperchio munito di un’apertura attraverso la quale possono fuoriuscire prodotti gassosi.
• Batteria di trazione; Batteria di accumulatori che è progettata per fornire energia di propulsione per veicoli elettrici.
• Carica (di una batteria); Operazione durante la quale una batteria riceve da un circuito esterno l’energia elettrica che è convertita in energia chimica.

4. Presupposti della classificazione dei luoghi

La classificazione dei luoghi in oggetto è basata sul presupposto che:

• gli impianti siano eserciti entro le grandezze caratteristiche di progetto (funzionamento normale e/o esercizio

ordinario); essa considera gli eventi anormali “ragionevolmente prevedibili”, compresi quelli eventuali dovuti alle attività di manutenzione ordinaria;

• il reparto non sia interessato da zone pericolose provenienti da SE di altri reparti circostanti;
  
• il personale addetto all’esercizio e alla manutenzione sia informato dei pericoli presenti nel reparto, sia addestrato e fornito di mezzi adeguati per le attività di competenza.
  

La presente classificazione dei luoghi, non considera:

• i punti e le parti d’impianto (sorgenti di emissione) da cui possono essere emesse nell’atmosfera sostanze infiammabili con modalità tali da originare atmosfere esplosive solo a causa di "guasti catastrofici" non compresi nel concetto di anormalità considerato nella norma (anormalità ragionevolmente prevedibili in sede di progetto);
  
• le attività di manutenzione che possono influire sulle caratteristiche delle sorgenti di emissione e delle estensioni delle zone pericolose stabilite per l’esercizio ordinario.
  

Al fine di non invalidare la classificazione dei luoghi eseguita, si richiama l’attenzione sulla necessità di non effettuare modifiche ai dati ed alle informazioni utilizzati.
Eventuali modifiche dovranno comportare la valutazione della necessità di aggiornamento della documentazione prodotta.

5. Disposizioni contro i pericoli di esplosione mediante ventilazione

Formazione di gas

Nell’ambiente in esame si effettua la ricarica delle batterie di trazione dei carrelli elevatori.
Le batterie emettono una certa quantità di gas (idrogeno e ossigeno) durante la ricarica, la quantità di gas emesso è molto variabile e dipende sostanzialmente dalla tipologia di cella (Pb, Ni-Cd), tecnologia costruttiva, profilo di ricarica e fase di ricarica.
L’emissione di gas diventa rilevante solo verso la fine della ricarica della batteria, inoltre essendo funzione anche della corrente di ricarica, essa è maggiore durante la ricarica rapida (boost charge) rispetto alla carica di mantenimento a tampone (float charge).
Quando l’apparecchiatura di carica smette di funzionare, l’emissione di gas dagli elementi si può considerare terminata un’ora dopo l’interruzione della corrente.
Tuttavia, dopo questo tempo, sono necessarie precauzioni per il fatto che del gas intrappolato all’interno degli elementi possa essere rilasciato improvvisamente a seguito della movimentazione della batteria quando essa venga riposta sul veicolo o quando il veicolo si muova durante il servizio.
All’interno dell’ambiente in esame si è ipotizzata una temperatura massima di circa 30 °C.

Prescrizioni di ventilazione

Sia che la batteria venga caricata sul veicolo o separatamente, devono essere osservate le prescrizioni di ventilazione del presente paragrafo.
Lo scopo della ventilazione dei luoghi di installazione di batterie è di mantenere la concentrazione di idrogeno sotto la soglia del 4%.

I locali di installazione delle batterie devono essere considerati sicuri contro le esplosioni quando, con ventilazione naturale o forzata, la concentrazione di idrogeno viene mantenuta al di sotto di questo limite di sicurezza.
La portata d’aria necessaria per la ventilazione del luogo di installazione di batterie deve essere calcolato con la seguente formula:

dove:

• n = numero di elementi della batteria
• I_gas = corrente che produce gas durante la fase di carica [A/100Ah]
• C_n = capacità nominale [Ah]

Nel caso in esame i valori sono:

• n=48 elementi
• I_gas= 6 (derivato dalla tabella 1 della norma CEI EN 50272-3)
• C_n= 540 A/h

                     Q = 0,05 ⋅ n ⋅ Igas ⋅ Cn / 100
                     Q = 0,05 ⋅ 48 ⋅ 6 ⋅ 540 / 100
                     Q = 77,78 (m³/h)

Ventilazione naturale.

La portata d’aria prescritta deve essere assicurata preferibilmente dalla ventilazione naturale, altrimenti dalla ventilazione forzata (artificiale). I locali per batterie o gli involucri per batterie richiedono un’immissione e un’uscita d’aria, ciascuna realizzata con apertura di superficie libera minima calcolata con la formula seguente:

                     A = 28 ⋅ Q [cm²]

dove: Q = portata d’aria di ventilazione [m³/h]
Nel caso in esame:

                      A = 28 ⋅ 77,78 = 2177,28 [cm²]
                      A = 0,22 [m²]  

All’aria aperta, in grandi locali ed in locali ben ventilati si può supporre che la velocità dell’aria sia ≥ 0,1 m/s e quindi si può dedurre che sia assicurata un’adeguata ventilazione.
I locali ben ventilati devono avere un volume libero di almeno di 2,5 ⋅ Q [m³].
Le aperture per l’ingresso e la fuoriuscita dell’aria devono trovarsi nella migliore posizione possibile per il ricambio dell’aria, ad esempio:

• aperture su muri opposti,
  
• quando le aperture siano sullo stesso muro devono avere distanza minima tra loro di 2 m.
  

L’aria estratta dalle aree o dai locali di carica deve essere dispersa nell’atmosfera al di fuori dell’edificio.

Immediate vicinanze della batteria.

Nelle immediate vicinanze delle batterie la diluizione di gas esplosivi non è sempre assicurata.
Pertanto deve essere osservata una distanza minima di 0,5 m in cui non ci siano fiamme, scintille, archi o dispositivi incandescenti (temperatura massima di superficie 300°C).
Si identifica quindi una zona 1, se possibile si dovrà cercare di evitare l’installazione di apparecchiature entro tale zona altrimenti queste dovranno essere del tipo Ex 2G con marcatura CE idonee ad essere installate in zona 1.