Specializzazione B4 — Settore Chimico · Sessione 2 di 4
Auto va avanti da sola. Stop ferma voce e avanzamento quando devi spiegare tu.
1 · Obiettivi della sessione
Questa sessione di 4 ore affronta il tema delle atmosfere esplosive (ATEX) nel settore chimico: normativa di prodotto (Dir. 2014/34/UE) e di luogo di lavoro (Dir. 1999/92/CE — Titolo XI D.Lgs. 81/08), classificazione delle zone pericolose, DPE e misure di prevenzione.
1b · Obiettivi della sessione (segue)
Al termine saprai:
- Distinguere la Direttiva ATEX prodotti (2014/34/UE) dalla Direttiva luoghi di lavoro (1999/92/CE)
- Classificare correttamente le zone pericolose Ex (Zone 0,1,2 per gas; Zone 20,21,22 per polveri)
- Redigere o verificare il Documento di Protezione contro le Esplosioni (DPE)
- Applicare il concetto di LEL/UEL e i triangoli del fuoco per i gas più comuni
- Identificare le categorie di apparecchiature ATEX (I, II, III) e la marcatura Ex
- Individuare e controllare le sorgenti di accensione: elettriche, meccaniche, statiche
1c · Obiettivi della sessione (segue)
Dati INAIL — Incidenti ATEX in Italia: ogni anno si registrano circa 50-80 esplosioni significative in ambito industriale, di cui il 30% in impianti chimici/petrolchimici. Il gas naturale e i solventi organici sono i combustibili coinvolti nella maggior parte degli eventi.
Sessione 2 · SP4 Specializzazione B4 · 4 ore
2 · Quadro normativo ATEX: le due direttive
La protezione da atmosfere esplosive è disciplinata da due direttive europee complementari che trattano rispettivamente i prodotti (apparecchiature) e i luoghi di lavoro.
2b · Quadro normativo ATEX: le due direttive (segue)
| Aspetto | ATEX Prodotti — Dir. 2014/34/UE | ATEX Luoghi — Dir. 1999/92/CE |
|---|---|---|
| Oggetto | Apparecchiature e sistemi di protezione destinati all'uso in atmosfere potenzialmente esplosive | Protezione dei lavoratori esposti al rischio di atmosfere esplosive |
| Recepimento IT | D.Lgs. 85/2016 (sostituisce D.Lgs. 126/2001) | D.Lgs. 81/08 Titolo XI (artt. 287-297) |
| Soggetti obbligati | Fabbricanti e importatori di apparecchiature Ex | Datori di lavoro con luoghi a rischio esplosione |
2c · Quadro normativo ATEX: le due direttive (segue)
| Aspetto | ATEX Prodotti — Dir. 2014/34/UE | ATEX Luoghi — Dir. 1999/92/CE |
|---|---|---|
| Requisiti chiave | Marcatura Ex, conformità EN 60079, certificazione Organismo Notificato | DPE, classificazione zone, procedure di sicurezza, formazione |
| Categoria apparecchiature | Categoria I (zona 0/20), II (zona 1/21), III (zona 2/22) | Scelta apparecchiature in base alla zona classificata |
2d · Quadro normativo ATEX: le due direttive (segue)
D.Lgs. 81/08, art. 287 — Definizioni ATEX
Per "atmosfera esplosiva" si intende una miscela con l'aria, a condizioni atmosferiche, di sostanze infiammabili in forma di gas, vapori, nebbie o polveri, nella quale la combustione si propaga spontaneamente dopo accensione.
3 · Triangolo del fuoco e LEL/UEL
Un'esplosione (deflagrazione o detonazione) richiede la contemporanea presenza di tre elementi: combustibile, comburente e sorgente di accensione. Il campo di infiammabilità è definito da LEL e UEL.
3b · Triangolo del fuoco e LEL/UEL (segue)
LEL/LIL e UEL/ULS — Limiti di infiammabilità:
- LEL (Lower Explosive Limit) / LIL (Limite Inferiore di Infiammabilità): concentrazione minima di gas/vapore in aria al di sotto della quale la miscela non è infiammabile (troppo povera)
- UEL (Upper Explosive Limit) / ULS (Limite Superiore di Infiammabilità): concentrazione massima al di sopra della quale la miscela non è infiammabile (troppo ricca)
- Il campo di esplosività è l'intervallo tra LEL e UEL: qualsiasi accensione in questo range può causare esplosione
3c · Triangolo del fuoco e LEL/UEL (segue)
| Gas/Vapore | LEL (% vol.) | UEL (% vol.) | Classificazione |
|---|---|---|---|
| Idrogeno (H2) | 4% | 75% | IIC — altissimo rischio |
| Acetilene (C2H2) | 2,5% | 100% | IIC — esplosivo puro |
| Propano (C3H8) | 2,1% | 9,5% | IIA |
| Etilene (C2H4) | 2,7% | 36% | IIB |
| Metano (CH4) | 5% | 15% | IIA |
| Benzene (C6H6) | 1,2% | 7,8% | IIA — cancerogeno |
| Acetone | 2,5% | 12,8% | IIA |
3d · Triangolo del fuoco e LEL/UEL (segue)
Monitoraggio continuo: In zone a rischio ATEX si installano rilevatori di gas fissi tarati al 10-20% del LEL (allarme) e al 40-60% del LEL (allarme 2 — evacuazione). La risposta istantanea degli strumenti è fondamentale: usare tecnologia catarometrica o a infrarossi, non elettrochimica per gas infiammabili.
4 · Classificazione zone Ex per gas e vapori (Zone 0, 1, 2)
La classificazione delle zone pericolose è il cuore del DPE. Per gas, vapori e nebbie infiammabili si usano le Zone 0, 1 e 2, in base alla frequenza e durata della presenza di atmosfera esplosiva.
4b · Classificazione zone Ex per gas e vapori (Zone 0, 1, 2) (segue)
| Zona | Definizione | Frequenza | Esempi tipici |
|---|---|---|---|
| Zona 0 | Atmosfera esplosiva presente in modo continuo, frequente o per lunghi periodi | Continua (>1000h/anno) | Interno serbatoi benzina, interno tubazioni con gas, vapori sopra liquidi in recipienti chiusi |
| Zona 1 | Atmosfera esplosiva presente occasionalmente durante le normali condizioni operative | Periodica (10-1000h/anno) | Intorno a valvole, flange, pompe; aree di carico/scarico cisterne; zona vicino a serbatoi Zona 0 |
4c · Classificazione zone Ex per gas e vapori (Zone 0, 1, 2) (segue)
| Zona | Definizione | Frequenza | Esempi tipici |
|---|---|---|---|
| Zona 2 | Atmosfera esplosiva non presente normalmente, ma possibile in caso di anomalie | Rara (<10h/anno) | Intorno a Zona 1, aree con tenute meccaniche affidabili, zone aperte a bassa probabilità |
4d · Classificazione zone Ex per gas e vapori (Zone 0, 1, 2) (segue)
Norma di riferimento per la classificazione: IEC 60079-10-1 (gas) e IEC 60079-10-2 (polveri), recepite come CEI EN 60079-10. In Italia il documento di riferimento è anche la Guida CEI 31-35 per le applicazioni nel chimico e petrolchimico. La classificazione va eseguita da un tecnico qualificato ATEX con formazione documentata.
4e · Classificazione zone Ex per gas e vapori (Zone 0, 1, 2) (segue)
Strumento di lavoro: il layout di classificazione zone
Il documento di classificazione zone include: planimetria quotata dell'impianto, individuazione delle sorgenti di rilascio (grado continuo/primario/secondario), profilo di zona (estensione, forma), tabella sorgenti-zone. Va allegato al DPE e aggiornato ad ogni modifica impiantistica significativa.
5 · Classificazione zone Ex per polveri (Zone 20, 21, 22)
Le polveri infiammabili (es. farine, zucchero, carbone, polveri metalliche, resine) richiedono una classificazione separata con le Zone 20, 21 e 22, analoghe alle zone gas ma con parametri specifici per le polveri.
5b · Classificazione zone Ex per polveri (Zone 20, 21, 22) (segue)
| Zona | Definizione | Esempi tipici |
|---|---|---|
| Zona 20 | Nube di polvere infiammabile presente in modo continuo, frequente o per lunghi periodi | Interno di silos, tramogge, mescolatori, trasportatori a coclea con polveri infiammabili |
| Zona 21 | Nube di polvere infiammabile presente occasionalmente nelle normali condizioni operative | Intorno ai punti di riempimento/svuotamento di sacchi, vicino a filtri a maniche, aree di insaccamento |
5c · Classificazione zone Ex per polveri (Zone 20, 21, 22) (segue)
| Zona | Definizione | Esempi tipici |
|---|---|---|
| Zona 22 | Nube di polvere infiammabile non presente in condizioni normali, ma possibile in caso di anomalie | Intorno a Zona 21, aree con depositi di polvere che possono formare nube per agitazione/pulizia |
5d · Classificazione zone Ex per polveri (Zone 20, 21, 22) (segue)
Parametri chiave per le polveri:
- MEC (Minimum Explosive Concentration): concentrazione minima di polvere in aria per formare atmosfera esplosiva (tipicamente 10-100 g/m³)
- Kst (costante di deflagrazione delle polveri): classe St1 (Kst ≤200), St2 (200-300), St3 (>300 — molto violento, es. alluminio)
- MIT (Minimum Ignition Temperature): temperatura minima di accensione di uno strato di polvere (es. polvere di grano: 410°C come strato, 440°C come nube)
6 · Documento di Protezione contro le Esplosioni (DPE)
Il DPE è il documento obbligatorio per tutti i datori di lavoro con luoghi di lavoro in cui possono formarsi atmosfere esplosive. È previsto dall'art. 294 del D.Lgs. 81/08.
D.Lgs. 81/08, art. 294, co. 1
"Il datore di lavoro adempie agli obblighi [...] elaborando e tenendo aggiornato un documento, di seguito denominato «documento sulla protezione contro le esplosioni». Il documento è redatto prima dell'inizio del lavoro."
6b · Documento di Protezione contro le Esplosioni (DPE) (segue)
Contenuto obbligatorio del DPE (art. 294 e All. XLIX):
- Determinazione e valutazione del rischio di esplosione
- Classificazione delle zone pericolose (layout grafico)
- Misure adottate per prevenire la formazione di atmosfere esplosive
- Misure adottate per evitare l'accensione di atmosfere esplosive
- Misure per limitare gli effetti di un'eventuale esplosione
- Indicazione degli apparecchi utilizzati in zone classificate (categorie Ex)
- Procedure di sicurezza per lavori in zone Ex: permessi di lavoro, hot work, messa a terra
6c · Documento di Protezione contro le Esplosioni (DPE) (segue)
Contenuto obbligatorio del DPE (art. 294 e All. XLIX):
- Elenco delle aree di lavoro in cui si applicano le misure (con planimetria)
Aggiornamento del DPE: Va aggiornato ogni volta che l'impianto viene modificato, ampliato o dopo un incidente. Non esiste una periodicità fissa obbligatoria, ma è buona pratica una revisione annuale e dopo ogni modifica significativa dell'impianto (MOC — Management of Change).
7 · Apparecchiature ATEX: categorie e marcatura Ex
Le apparecchiature destinate alle zone Ex devono essere certificate secondo la Direttiva 2014/34/UE (Dir. ATEX prodotti). La categoria dell'apparecchiatura deve essere compatibile con la zona classificata.
7b · Apparecchiature ATEX: categorie e marcatura Ex (segue)
| Categoria | Zona compatibile (gas) | Zona compatibile (polveri) | Livello di protezione (EPL) |
|---|---|---|---|
| Categoria 1G | Zone 0, 1, 2 | — | Ga (altissima protezione) |
| Categoria 2G | Zone 1, 2 | — | Gb (alta protezione) |
| Categoria 3G | Zona 2 | — | Gc (protezione normale) |
| Categoria 1D | — | Zone 20, 21, 22 | Da (altissima protezione) |
| Categoria 2D | — | Zone 21, 22 | Db (alta protezione) |
| Categoria 3D | — | Zona 22 | Dc (protezione normale) |
7c · Apparecchiature ATEX: categorie e marcatura Ex (segue)
Lettura della marcatura Ex su un'apparecchiatura
Esempio: II 2G Ex d IIB T4 Gb• II: Gruppo II (industria di superficie, non miniere)
• 2G: Categoria 2 per gas (zona 1 o 2)
• Ex d: Modo di protezione "a involucro antideflagrante"
• IIB: Sottogruppo gas IIB (propilene, etilene — tra IIA e IIC)
• T4: Classe di temperatura massima superficie 135°C
• Gb: Equipment Protection Level — alta protezione
7d · Apparecchiature ATEX: categorie e marcatura Ex (segue)
Modi di protezione principali (norma EN 60079): d (antideflagrante), e (sicurezza aumentata), ia/ib (sicurezza intrinseca), p (sovrappressione interna), m (incapsulamento), n (non infiammabile in funz. normale — solo Cat.3), o (immersione in olio).
8 · Misure di prevenzione: ventilazione e messa a terra
La prevenzione primaria in un'area ATEX mira a impedire la formazione di atmosfere esplosive attraverso misure tecniche e organizzative. Le più efficaci sono la ventilazione adeguata e la messa a terra per l'elettricità statica.
8b · Misure di prevenzione: ventilazione e messa a terra (segue)
Ventilazione nelle zone Ex:
- Ventilazione naturale: sfrutta moti convettivi e vento. Sufficiente per zone 2 con gas leggeri e aperture adeguate. Inaffidabile per ambienti chiusi.
- Ventilazione artificiale localizzata: aspirazione diretta sulle fonti di rilascio. Riduce o elimina la zona di classificazione. Ventilatori: motori antideflagranti obbligatori in zona Ex.
- Ventilazione artificiale generale: 10-15 ricambi aria/ora per spazi chiusi. Monitorata da sensori O2 e/o gas combustibili.
8c · Misure di prevenzione: ventilazione e messa a terra (segue)
Ventilazione nelle zone Ex:
- Downgrading della zona: una buona ventilazione può ridurre la Zona 1 a Zona 2 o la Zona 2 a zona non classificata.
8d · Misure di prevenzione: ventilazione e messa a terra (segue)
Messa a terra e bonding per elettricità statica:
- Le cariche statiche si accumulano durante il flusso di liquidi in condotte, durante il travaso, con polveri in movimento
- La scintilla di scarica può superare l'energia minima di accensione (MIE) — es. MIE idrogeno: 0,017 mJ; MIE propano: 0,25 mJ
- Messa a terra (earthing): collegamento elettrico al dispersore di terra (resistenza ≤10Ω per ATEX)
- Bonding (equipotenzializzazione): collegamento tra due parti conduttrici per eliminare differenze di potenziale durante il travaso
8e · Misure di prevenzione: ventilazione e messa a terra (segue)
Messa a terra e bonding per elettricità statica:
- Utensili antideflagranti (beryllium-copper, plastica antistatica): obbligatori per lavori in zona 0 e 1
9 · Sorgenti di accensione: classificazione e controllo
Le sorgenti di accensione sono l'elemento del triangolo del fuoco su cui è più facile intervenire. La norma EN 13463-1 classifica le sorgenti di accensione pertinenti per le apparecchiature ATEX.
9b · Sorgenti di accensione: classificazione e controllo (segue)
| Sorgente di accensione | Esempio | Misura di prevenzione |
|---|---|---|
| Fiamme libere e gas caldi | Lavori di saldatura, fiamme ossiacetilenica | Permesso di lavoro a caldo (Hot Work Permit); bonifica atmosfera; isolamento zona |
| Scintille elettriche | Interruttori, motori non Ex, corto circuiti | Uso esclusivo di apparecchiature ATEX certificate in zona classificata |
| Scintille meccaniche | Attrito tra metalli, utensili tradizionali | Utensili antideflagranti (bronzo, leghe speciali), materiali non scintillanti |
9c · Sorgenti di accensione: classificazione e controllo (segue)
| Sorgente di accensione | Esempio | Misura di prevenzione |
|---|---|---|
| Superfici calde | Resistenze elettriche, tubi vapore, motori | Scelta apparecchiature per classe temperatura (T1-T6) < MIT sostanza |
| Elettricità statica | Travaso liquidi, pneumatici infiammabili | Messa a terra + bonding; abiti antistatici (EN 1149-3); calzature antistatiche (EN ISO 20345) |
| Fulmini | Scarica atmosferica su serbatoi esterni | Impianto di protezione dalla fulminazione (CEI EN 62305); gabbia di Faraday |
9d · Sorgenti di accensione: classificazione e controllo (segue)
| Sorgente di accensione | Esempio | Misura di prevenzione |
|---|---|---|
| Compressione adiabatica | Chiusura rapida valvole, colpo d'ariete | Valvole a chiusura lenta; sistemi di arresto progressivo |
D.Lgs. 81/08, art. 290, co. 1
"Il datore di lavoro adotta misure tecniche e organizzative per evitare l'accensione dell'atmosfera esplosiva, tenendo conto delle sorgenti di accensione [...] tra cui le scariche di elettricità statica provenienti dai lavoratori o dall'ambiente di lavoro."
10 · Permesso di lavoro in zona ATEX (Hot Work Permit)
Il Permesso di Lavoro (PDL / PTW — Permit To Work) è lo strumento gestionale fondamentale per autorizzare lavori pericolosi in zone ATEX, in particolare lavori a caldo (saldatura, taglio, sabbiatura) e lavori su impianti in pressione.
10b · Permesso di lavoro in zona ATEX (Hot Work Permit) (segue)
10bc · Permesso di lavoro in zona ATEX (Hot Work Permit) (segue)
Elementi obbligatori del Hot Work Permit:
- Identificazione del lavoro: luogo esatto (zona Ex classificata), tipo di lavoro, durata
- Firma del responsabile impianto e del responsabile sicurezza
- Verifica pre-lavoro: misura atmosfera (max 10% LEL per iniziare), ventilazione garantita, allontanamento materiali combustibili nel raggio di 10m
10bcc · Permesso di lavoro in zona ATEX (Hot Work Permit) (segue)
Elementi obbligatori del Hot Work Permit:
- DPI per i lavoratori: indumenti antistatici, calzature Ex, utensili antideflagranti
- Presidio antincendio: estintori pronti, lancia antincendio in standby
- Ronda post-lavoro: ispezione 30, 60 e 120 min dopo la fine per individuare focolai
10c · Permesso di lavoro in zona ATEX (Hot Work Permit) (segue)
Elementi obbligatori del Hot Work Permit:
- Revoca immediata: se vengono rilevati gas oltre il 10% LEL il lavoro va sospeso
Checklist pre-lavoro ATEX
① Zona classificata e bonificata confermata ② Misura gas: <10% LEL → ok ③ Fonti di accensione non-Ex rimosse ④ Messa a terra eseguita ⑤ Squadra antincendio in posizione ⑥ Comunicazione a sala controllo ⑦ Firme autorizzative complete ⑧ Orario di scadenza PDL definito
11 · Titolo XI D.Lgs. 81/08: obblighi e sanzioni
Il Titolo XI del D.Lgs. 81/08 (artt. 287–297) recepisce la Direttiva 1999/92/CE e disciplina tutti gli obblighi del datore di lavoro in materia di protezione da atmosfere esplosive.
11b · Titolo XI D.Lgs. 81/08: obblighi e sanzioni (segue)
| Articolo | Contenuto |
|---|---|
| Art. 287 | Definizioni: atmosfera esplosiva, zona pericolosa, sorgente di accensione |
| Art. 288 | Campo di applicazione: tutti i luoghi di lavoro con rischio ATEX |
| Art. 289 | Prevenzione e protezione: gerarchia delle misure (eliminazione → prevenzione → protezione) |
| Art. 290 | Misure specifiche contro l'accensione: sorgenti di accensione, cariche statiche |
| Art. 291 | Classificazione zone pericolose: obbligo di classificazione documentata |
| Art. 292 | Coordinamento: più datori di lavoro nello stesso luogo (gestione DPE condiviso) |
11c · Titolo XI D.Lgs. 81/08: obblighi e sanzioni (segue)
| Articolo | Contenuto |
|---|---|
| Art. 293 | Istruzioni scritte e permessi di lavoro: procedure operative per zone Ex |
| Art. 294 | Documento di Protezione contro le Esplosioni (DPE): contenuto e aggiornamento |
| All. XLIX | Criteri per la classificazione dei luoghi con atmosfere esplosive |
| All. L | Prescrizioni minime di sicurezza per luoghi con zone pericolose |
11d · Titolo XI D.Lgs. 81/08: obblighi e sanzioni (segue)
Sanzioni (art. 55 e 68 D.Lgs. 81/08): La mancata redazione o l'omissione di aggiornamento del DPE comporta arresto da 3 a 6 mesi o ammenda da 2.500 a 6.400 euro per il datore di lavoro. L'uso di apparecchiature non certificate ATEX in zona classificata è reato penale.
12 · Riepilogo e verifica apprendimento
I 6 punti chiave della Sessione 2 — SP4 ATEX:
Due direttive ATEX: 2014/34/UE (prodotti) e 1999/92/CE (lavoratori) — Titolo XI D.Lgs. 81/08
Zone gas: 0 (continua), 1 (periodica), 2 (rara) — Zone polveri: 20, 21, 22
LEL e UEL definiscono il campo di esplosività — monitoraggio continuo a 10-20% LEL
DPE obbligatorio: classificazione zone, misure,
12b · Riepilogo e verifica apprendimento (segue)
elenco apparecchiature, procedure
Apparecchiature categoria I/II/III con marcatura Ex e EPL: Ga/Gb/Gc per gas, Da/Db/Dc per polveri
Sorgenti di accensione: fiamme, scintille elettriche/meccaniche, elettricità statica, superfici calde
12c · Riepilogo e verifica apprendimento (segue)
Domanda di verifica
In uno stabilimento chimico, all'interno di un compressore per idrogeno gassoso (LEL 4%, UEL 75%) si deve intervenire per manutenzione. Classificare la zona interna e l'area esterna (10m raggio). Quali apparecchiature sono ammesse? Quale permesso di lavoro è necessario?
Risposta: Interno compressore: Zona 0 (atmosfera continua) → apparecchiature solo Cat. 1G,
12d · Riepilogo e verifica apprendimento (segue)
EPL Ga. Area esterna 10m: Zona 1 → Cat. 2G o superiore. Per la manutenzione: Hot Work Permit se lavori a caldo, verifica gas <10% LEL, bonding e messa a terra obbligatoria, utensili antideflagranti IIC (idrogeno), comunicazione alla sala controllo, squadra antincendio in standby.
Fine Sessione 2 · SP4 Specializzazione B4 · Prossima: Sessione 3 — Cancerogeni e agenti speciali