Impianti EX (21)

19 - Impianto di messa a terra

L'impianto di terra nei luoghi con pericolo di esplosione assume una doppia importanza, rispetto a quello che è il suo ruolo tradizionale. Qui, non è "solamente" un'installazione atta alla protezione delle persone contro i contatti indiretti, ma diventa un mezzo fondamentale per prevenire la formazione di scintille pericolose che potrebbero innescare un'atmosfera esplosiva.
Oltre alle solite disposizioni da seguire in materia di impianti di messa a terra - CEI 64-8, CEI 11-1, CEI 81-1 - vanno applicate altre precauzioni per fare in modo che la sicurezza dell'impianto antideflagrante, così faticosamente costruita con tutti gli altri accorgimenti, non venga invalidata.
Queste precauzioni le andiamo a cercare nella EN 60079-14 (CEI 31-33) per i gas e nella EN 50281-1-2 (CEI 31-36), ma le loro pagine ci regalano delusioni, in quanto l'argomento, per quanto importante, viene appena sfiorato. Mentre stiamo per cadere nel vuoto normativo, ci aggrappiamo allora alla stampella della vecchia CEI 64-2, che morta come norma, rinasce come guida. Facendo un mix fra le varie disposizioni possiamo quindi dire che per realizzare un impianto che potremmo chiamare Ex-DOC dobbiamo rispettare e fare attenzione a:

1. Proteggere le persone dai contatti indiretti. Ma questo lo fa o almeno dovrebbe farlo qualsiasi impianto di terra.
2. Proteggere contro l'innesco di esplosioni per guasto a terra. Al fine di evitare la formazione di scintille capaci di provocare l'accensione dell'atmosfera esplosiva per la presenza di gas, si deve impedire ogni contatto con parti nude attive (a meno che non siano a sicurezza intrinseca). Un sistema TT utilizzato in zona 1 deve essere protetto da un dispositivo differenziale. Viene ribadito il divieto di utilizzo del sistema TN-C in un luogo pericoloso. Un sistema IT deve essere dotato di un dispositivo di controllo dell'isolamento per segnalare il primo guasto verso terra. Nei luoghi pericolosi viene richiesta la creazione di un sistema di equipotenzialità a cui connettere tutte le masse e le masse estranee e che può comprendere conduttori di protezione, tubi metallici, guaine metalliche dei cavi, armature in filo d'acciaio e parti metalliche di strutture, ma non può comprendere conduttori di neutro. Altre parti metalliche che non sono masse estranee come porte e finestre non richiedono il collegamento.
   L'equipotenzialità viene in genere realizzata attraverso una rete equipotenziale comprendente anche le tubazioni degli impianti. I collegamenti devono essere effettuati in modo da evitare il loro allentamento col tempo, il quale provocherebbe un pericoloso aumento della resistenza di contatto. Gli impianti di protezione catodica non devono essere collegati al sistema di equipotenzialità.
3. Proteggere contro le scariche elettrostatiche. "Nella progettazione di impianti elettrici, devono essere presi provvedimenti per ridurre ad un livello sicuro gli effetti dell'elettricità statica", così dice lo stringato articolo 6.4 della EN 60079-14. Cerchiamo quindi informazioni altrove.
   Possiamo intanto dire che le scariche elettrostatiche sono causate dal trasferimento di elettroni da un oggetto ad un altro, nel momento in cui l'intensità del campo elettrico fra i due corpi supera la rigidità dielettrica dell'aria. La carica elettrica si può formare per sfregamento e separazione tra due corpi differenti, come ad esempio per calpestio su pavimenti sintetici, per sfregamento di indumenti sintetici, per srotolamento di nastri di plastica, per movimento di nastri trasportatori, per flusso di liquidi o di polveri, per l'azione di pulitura a vapore, per l'uso di verniciatura a spruzzo, per l'uso di cinghie di trasmissione (in cui c'è la continua separazione delle superfici di contatto, autentica manna per la separazione delle cariche elettriche), e altro ancora.
   La prima precauzione che potremmo prendere è quella di evitare tutte queste situazioni, e comunque in ogni caso non potremmo sentirci al sicuro. Poichè una persona elettrostaticamente carica, toccando un materiale conduttore può generare una scintilla in grado di innescare un'atmosfera esplosiva, è bene che i pavimenti nelle zone pericolose siano di tipo conduttivo, come conduttive devono essere le calzature indossate dagli operatori.
   Le precauzioni, in qualche modo attive che si possono mettere in atto per prevenire i rischi di accumulo di cariche elettrostatiche sono fondamentalmente tre.
   1 - Aumentare il livello di umidità del locale - infatti in ambienti molto secchi la resistività dei materiali isolanti tende ad aumentare notevolmente, impedendo così a volte che la loro resistenza verso terra sia inferiore ad 1 Mohm, limite al di sotto del quale si considera che ci sia una sufficiente dispersione delle cariche. Si raccomanda comunque un tasso di umidità non inferiore al 20%.
   2 - Aumentare il livello di ionizzazione dell'aria - il sistema consiste nell'inondare l'aria con ioni positivi e negativi, così che quando l'aria ionizzata viene a contatto con una superficie carica, la superficie attrae gli ioni di polarità opposta. Il risultato è che l'elettricità statica che si era formata sugli oggetti viene neutralizzata. Ovviamente questo sistema non si limita ad eliminare le cariche esistenti, ma tende a prevenirne la formazione.
   3 - Collegare a terra tutte le parti metalliche sedi di accumulo di cariche - questa è la precauzione di carattere impiantistico e consiste nel rendere equipotenziali le zone pericolose attraverso il collegamento a terra ed equipotenziale di tutte le masse, le masse estranee e tutte le parti metalliche degli impianti di lavorazione che potrebbero essere causa di accumulo di cariche elettrostatiche. Una citazione a parte merita il caso del carico e scarico di liquidi infiammabili trasportati con autobotti. In questo caso le autobotti devono essere rese equipotenziali con l'impianto fisso, perchè altrimenti potrebbero essere provocate scintille nel contatto fra un corpo carico (autobotte o cisterna caricata dal movimento del fluido) ) con uno generalmente con carica inferiore (l'impianto locale). La connessione fra i due sistemi avviene per mezzo di una pinza di messa a terra costruita in modo tale che non vengano prodotte scintille al momento del collegamento (fig. 19.1), in quanto il contatto vero e proprio viene fatto avvenire in una camera a prova di esplosione Ex-d.

Fig. 19.1 - Pinza Ex-d usata per il collegamento a terra di autobotti e cisterne durante le operazioni di carico e scarico. Il contatto a terra avviene all'interno del corpo della pinza in una camera Ex-d solamente dopo aver allacciato la pinza all'impianto di terra locale. (Cortem)

4. Proteggere contro le scariche atmosferiche - Quì bisogna fare una distinzione. I luoghi in cui si lavorano o immagazzinano sostanze esplosive devono in ogni caso essere protetti contro le scariche atmosferiche. Per i luoghi, invece, con pericolo di esplosione per presenza di gas o polveri, occorre valutare la situazione attraverso le norme CEI 81-1 e CEI 81-4, e se è il caso installare LPS esterni, LPS interni o limitatori di sovratensione (SPD).
5. Proteggere contro le sovratensioni prodotte da parti metalliche protette catodicamente - Ricordiamo che la protezione catodica (in genere a corrente impressa) è un sistema utilizzato per prevenire e proteggere dalla corrosione delle parti metalliche interrate di un impianto, in genere condutture o serbatoi. La norma EN 60079-14 proibisce espressamente questo metodo di protezione nelle zone 0 e 20. Nelle aree con un unico impianto di terra, le condutture protette catodicamente, che escono dal terreno in una zona pericolosa, devono essere collegate con le masse e le masse estranee non protette catodicamente poste fuori terra. Quando le parti metalliche protette catodicamente entrano od escono dall'area di influenza dell'impianto di terra, devono essere provviste di giunti isolanti posti all'esterno dell'area stessa.

Continua...