Impianti EX (7-bis)

Esempio di classificazione

Immaginiamo di avere un capannone industriale riscaldato con 2 generatori d'aria calda a gas naturale (metano) di potenza termica 40 kW ciascuno.
In prossimità di ciascun generatore è installata una valvola d'intercettazione manuale del gas.
Il capannone è alto 10 metri ed ha una superficie di 250 mq, per un volume totale Vo = 2500 mc. Il volume libero dell'ambiente, cioè il volume al netto dell'insieme di apparecchiature, mobili e altre strutture è Va = 2000 mc.
Si assume la velocità dell'aria all'interno del capannone pari a w = 0,1 m/s (vedi nota all'appendice GB.6.1 della guida CEI 31-35).
La temperatura ambiente è di 18 °C, corrispondenti a 273 + 18 = 291 °K.

1° Passo: la sostanza pericolosa presente è il gas metano, classificato con il numero 202 nella tabella GA-1 della guida CEI 31-35.

2° Passo: Le sorgenti di emissione vengono individuate nelle emissioni strutturali delle 2 valvole manuali e dei 2 generatori d'aria . Consideriamo queste emissioni come sorgenti di grado continuo. La guida CEI 31-35, basandosi su dati statistici, propone una perdita massima di gas di 5,6 x 10E-7 kg/s per valvole manuali (Tab. GB.3.2-1). Le emissioni cosiddette strutturali sono quelle che possono avvenire durante l'attività dell'impianto e possono aumentare in caso di cattiva manutenzione dell'impianto stesso. Le stesse emissioni strutturali, cioè le perdite, per i generatori d'aria calda ci danno 1,3 x 10E-8 kg/s per ciascun generatore (Tab. GB.3.2-3/1 guida CEI 31-35), quindi notevolmente inferiori alle perdite delle valvole.

3° Passo: La portata di emissione delle sorgenti le abbiamo già indicate al punto 2: Qgv = 5,6 x 10E-7 kg/s; Qgg = 1,3 x 10E-8 kg/s.

4° Passo: Per quanto riguarda la ventilazione, innanzitutto si prevedono aperture di ventilazione secondo quanto disposto dal DM 12/04/96 "Approvazione della regola tecnica di prevenzione incendi per la progettazione, la costruzione e l’esercizio degli impianti termici alimentati da combustibili gassosi". All'art. 4.1.2 prevede per i locali fuori terra una superficie di ventilazione pari a S = Q x 10 dove Q è la portata (potenza) termica complessiva degli impianti termici espressa in kW. Si ottiene quindi S = 2 x 40 x 10 = 800 cmq. Si prevedono 2 aperture di ventilazione di 400 cmq ciascuna.
Il tipo di ventilazione è naturale.
Calcoliamo la minima portata d'aria di ventilazione a regime utilizzando la formula B.1 della norma CEI 31-30 (formula 2.2a guida CEI 31-35): Qamin = (Qg x Ta) / (k x LEL x 293). k è un coefficiente che vale 0,25 per emissioni continue, mentre LEL per il metano si ricava dalla tabella GA-1 della guida CEI 31-35 e vale 4%. Il valore di LEL va trasformato da percentuale a kg/mc, e per fare questo ci appoggiamo alla formula indicata nella nota al punto B.4della norma CEI 31-30: LEL (kg/mc) = 0,416 x 10E-3 x M x LEL (%) = 0,416 x 10E-3 x 17,5 x 4 = 0,029 kg/mc. [M è la massa molecolare del gas metano ricavata sempre attraverso la tabella GA-1 della guida CEI 31-35].
Possiamo ora ricavare la minima portata d'aria di ventilazione per ciascuna valvola Qaminv = (5,6 x 10E-7 x 291) / (0,25 x 0,029 x 293) = 7,6 x 10E-5 mc/s e la minima portata d'aria di ventilazione per ciascun generatore Qaming = (1,3 x 10E-8 x 291) / (0,25 x 0,029 x 293) = 1,8 x 10E-6 mc/s.

Dalla minima portata d'aria di ventilazione possiamo ricavare il volume Vz di atmosfera potenzialmente esplosiva, intorno alla sorgente di emissione. Vz si calcola con la formula (f x Qamin) / C.
f è un fattore di efficacia della ventilazione che varia da 1 (situazione ideale) a 5 (flusso d'aria impedito da ostacoli). Si ipotizza f = 2 che significa, in base alla guida CEI 31-35, un ambiente con diverse strutture aperte e/o parzialmente chiuse.
C rappresenta il numero di ricambi d'aria fresca nell'unità di tempo (1/s). Ipotizzando un ricambio dell'intero volune (2000 mc) ad ogni ora, si ottiene C = 1/h = 1/3600 =2,8 x 10E-4 1/s.
A questo punto calcoliamo il volume pericoloso attorno alle valvole Vzv = (2 x 7,6 x 10E-5) / 2,8 x 10E-4 = 0,54 mc, e il volume pericoloso attorno ai generatori Vzg = (2 x 1,8E-6) / 2,8 x 10E-4 = 0,013 mc.
Entrambi sono volumi non trascurabili.

5° Passo: Definiamo le zone pericolose. Con una ventilazione di grado medio e con una disponibilità buona attorno alle due valvole e ai due generatori abbiamo tutte zone 0.

6° Passo: è possibile definire la distanza pericolosa dz, considerando un fattore di sicurezza kz = 1. La formula applicabile è la GB.5.1.2 della guida CEI 31-35 dz = 1,2 x kz x ( 42300 x Qg x f / M x LEL% x w)E0.55.
Per le valvole dzv = 1,2 x 1 x ( 42300 x 5,6 x 10E-7 x 2 / 17,5 x 4 x 0,1)E0,55 = 0,0769 m
Per i generatori dzv = 1,2 x 1 x ( 42300 x 1,3 x 10E-8 x 2 / 17,5 x 4 x 0,1)E0,55 = 0,0097 m

Continua...