www.solerpalau.it
 
 
 
 
 
  FORMAZIONE
 
 
 
Dispense tecniche  
 
 
 
Casi pratici di ventilazione  
 
 
 
Errori più comuni  
 
 
 
Bibliografia  
 
 
 
 
  DISPENSE TECNICHE
 
  VENTILAZIONE
 
  VENTILAZIONE IN AMBIENTI ESPLOSIVI II
 
 
 
Come è stato indicato nella Scheda Tecnica Ventilazione in Ambienti Esplosivi I parlando delle tecniche di prevenzione degli incendi e delle esplosioni, la ventilazione può svolgere una missione importante evitando atmosfere potenzialmente esplosive, che sono al di sotto del LEL, Limite di Esplosività Inferiore, mantenendole a basso rischio e diluendo i gas o vapori che vengono rilasciati.
Fig. 1. Esplosione

Questo è particolarmente importante nei processi industriali che avvengono in forni, stufe ed essiccatoi. Il calcolo è facile se la quantità di solvente è nota.

Il flusso d'aria che deve fornire la ventilazione è

dove:
  • Pe = Peso specifico del solvente
  • Pm = Peso molecolare del solvente
  • C = Coefficiente di sicurezza tra 4 e 12
  • S = Litri/ora del solvente da diluire
  • LIE = Limite di Esplosività Inferiore %
  • B = Costante uguale a 1 per temperature fino a 120 ºC. Per temperature superiori bisogna utilizzare = 0,7

Una volta noto questo valore bisogna considerare di collocare le bocche di estrazione dell'aria il più vicino possibile ai punti d'origine degli agenti inquinanti, far sì che il circuito d'aria che viene creato passi attraverso la zona nociva per trascinare i vapori dannosi facendoli giungere all'esterno senza attraversare i luoghi occupati dal personale. Infine, bisogna far sì che l'aria espulsa non torni dentro, per cui verranno collocate lontane le una dalle altre le bocche di uscita e quelle di entrata d'aria nel locale.

Questo calcolo è valido per locali in cui non lavora del personale. In questo caso il calcolo deve essere effettuato in base alla concentrazione massima dell'elemento tossico consentita per gli esseri umani, vale a dire il termine noto come MAC, che dipende dal livello di nocività del prodotto, dall'uniformità della sua distribuzione, dalla collocazione del ventilatore che determina la direzione di trascinamento dell'agente inquinante, ecc. Il suo valore deve essere preso tra 3 e 10.

Così la formula precedente ha la seguente forma:

dove:
  • K = 3 a 10
  • MAC = Massima concentrazione accettabile in %

I valori di LEL e MAC vengono indicati nella tabella dell'ultima pagina della Scheda Tecnica Ventilazione in Ambienti Esplosivi I. Bisogna realizzare il calcolo basandosi sul LEL e sul MAC facendo prevalere il risultato che sarà più elevato.

Se c'è una miscela di gas si può considerare la miscela come costituita da un solo componente con il LEL più in basso ovvero utilizzando il maggiore flusso dell'aria. Se si desidera realizzare un calcolo più preciso si può utilizzare la formula di Le Chateler,

dove % è la percentuale in peso del componente nella miscela.

Un esempio di quanto abbiamo indicato:

Fig. 2. Stufa di essiccazione delle parti statiche dipinte o verniciate

Delle parti verniciate devono essere asciugate in una stufa a 175 ºC. Il solvente volatile è il Toluene di cui evapora un litro all'ora in modo uniforme (questo è importante: uniformemente nel corso di un'ora). Di che flusso d'aria esterno, puro, abbiamo bisogno per diluire i vapori di Toluene al di sotto del loro Limite di Esplosività Inferiore?

Dal momento che questa formula fa riferimento a condizioni normali applicheremo la Legge di Charles e Gay Lusac per conoscere il flusso necessario a 175 ºC a cui lavora la stufa:

Questo flusso, 360 m³/h circa, è quello che dovrà fornire il sistema di ventilazione della stufa. Vale a dire, soffiare 360 m³ d'aria ogni ora, in modo uniforme, continuato, oppure estrarre questo stesso volume orario, prevedendo un'entrata d'aria attraverso un filtro, in ogni caso.
Fig. 3. Stufa di essiccazione continua di parti impegnate o dipinte

Un altro esempio:
Fig. 4. Cabina di verniciatura a pistola

La verniciatura nelle cabine e negli spazi chiusi con l'evaporazione di solventi volatili all'ambiente interno è un caso di atmosfera potenzialmente pericolosa con presenza umana la cui ventilazione di diluizione deve essere calcolata in modo da non superare né il LEL, Limite di Esplosività Inferiore, né il MAC, Massima Concentrazione Accettabile.

Una cabina di verniciatura a pistola per macchine, manuale, con gli operai della verniciatura all'interno della stessa, con una evaporazione di due litri di xilolo all'ora, con lavorazione a temperatura ambiente. Di che flusso d'aria ha bisogno per diluire l'agente inquinante?

Per mantenere l'ambiente al di sotto del LEL è necessario un flusso di:

ma dal momento che la cabina di verniciatura è occupata da esseri umani, dovremo calcolare il flusso necessario per diluire l'agente inquinante a valori della Massima Concentrazione Accettabile, MAC, per cui:
Fig. 5. Veicoli

I veicoli a motore dentro un parcheggio rilasciano nell'ambiente molteplici componenti, compresi i carburanti di benzina e gasolio e i relativi vapori, se per un guasto o incidente si forano i serbatoi, che si possono accumulare e costituire un'atmosfera esplosiva. La ventilazione obbligatoria per esigenze di salute degli occupanti deve essere calcolata anch'essa per diluire i gas e vapori prodotti al di sotto della MAC, Massima Concentrazione Accettabile.

In questo caso, dal momento che la sicurezza della salute degli operai esige 22.300 m³/h, di molto superiore ai 300 di cui si ha bisogno per prevenire esplosioni, verrà effettuata la ventilazione in base all'Igiene Industriale per cui verrà protetta in abbondanza la struttura contro il pericolo di esplosione.

Fig. 6. Parcheggio sotterraneo

Bisogna ricordare che le miscele d'aria e di gas infiammabili possono esplodere quando raggiungono la loro temperatura di infiammabilità. Basta che una piccola parte della miscela raggiunga questa temperatura affinché si verifichi l'ignizione o l'esplosione, che si propaga in tutta la miscela a velocità accelerata. Generalmente la causa dell'esplosione è una scintilla a contatto con il gas.

Fig. 7. Distribuzione della ventilazione

Impianto di un parcheggio sotterraneo con indicazione dell'entrata E e dell'uscita S.

L'esempio di calcolo della ventilazione di un parcheggio sotterraneo è stato sviluppato nella Scheda Tecnica Casi di Applicazione, Ventilazione di Parcheggi I e Ventilazione di Parcheggi II.

L'esplosione si verifica solo quando il gas infiammabile è presente in una proporzione determinata nell'aria o nell'ossigeno. Ad esempio :
  • Una miscela di aria e di metano (grisù) è esplosiva solo se il contenuto di metano supera il 5,3 %
  • Una di idrogeno e aria lo è quando il contenuto è superiore al 4,1 %
  • L'acetilene esplode nell'aria solo quando il suo contenuto è incluso tra il 2,8 e il 65 %
  • I limiti di detonazione per una miscela d'aria e di monossido di carbonio sono 15 - 75 %
  • Aria e gas dell'illuminazione: 10 - 20 %
  • Aria e benzene: 1 - 60 %
  • Aria e ammoniaca: 16 - 27 %


Quando i vapori di molti solventi volatili si mescolano all'aria in determinate proporzioni, sono anch'essi infiammabili e possono essere causa di esplosioni. Si vaporizzano grandi quantità di solventi quando si dipingono con la pistola oggetti grandi e piccoli, quando si sgrassano oggetti metallici, ecc.

Fig. 8. Fattorie di animali e serre

Le fattorie di animali e le serre agricole possono accumulare gas e vapori che possono essere qualificati come atmosfere potenzialmente esplosive per ciò che espellono gli animali e le piante e, soprattutto, per i gas dei carburanti, liquidi o gassosi dei sistemi di riscaldamento.

Per questo, nel calcolo della ventilazione necessaria per la salute di animali e piante bisogna rispettare anche la prevenzione di una possibile esistenza di un'atmosfera potenzialmente esplosiva.

Bisogna considerare ciò che abbiamo detto per controllare atmosfere potenzialmente esplosive affinché si trovino al di sotto del LEL, Limite di Esplosività Inferiore, evitando di superare questo limite con la ventilazione. Tuttavia, quando un'atmosfera si trova tra il LEL e l'UEL basta una fonte di energia, fiamma, scintilla, calore, ecc., per provocare l'esplosione e il suo controllo sfugge alla semplice ventilazione, e devono intervenire degli specialisti, pompieri, esperti di sicurezza, ecc. per procedere.

Fig. 9. Ventilazione di una fattoria

E nemmeno quando l'atmosfera è al di sopra del UEL è consigliabile la ventilazione, dal momento che con l'aria introdotta si riesce a diminuire solo il UEL e ad entrare nella zona intermedia, tra il UEL e il LEL, riproducendo la situazione precedente.
 
 
 
 
 
 
 
 
www.solerpalau.es