Sistemi fissi di rivelazione gas
Finalmente una scelta vincolante secondo le norme
Giacomo Frigo - Sensitron S.r.l. Esperto/expert Cei-Cenelec SC31-9, CT216
Fino a poco tempo fa, i Costruttori di sistemi di rivelazione
gas, gli installatori o general contractors, ed infine gli
Utilizzatori " End Users" avevano alcune norme di riferimento,
non vincolanti, a volte non complete e chiare, alle quali
indirizzarsi sia per la costruzione sia per l’installazione
di sistemi fissi di rivelazione gas.
Con l’entrata in vigore delle due Direttive e la nuova
norma sulla sicurezza funzionale (vedi Fig.1 "L’Esagono di
Sensitron") tutti i soggetti in causa hanno a disposizione una
chiara scelta in questo senso. Tale scelta non sarà
più opzionale ma vincolante, con tanto di norme
sanzionatorie e sanzioni.
Si intende raccogliere tutti i più importanti concetti per
una corretta scelta di un sistema di rivelazione gas, in 4 parti,
ciascuna facente parte di una successiva trattazione.
Dal 1 Luglio 2003, la Direttiva
94/9/CE conosciuta anche come ATEX 100a (dall’acronimo
francese ATmospheres EXplosives), stabilisce come devono essere
gli ESR (Essential Safety Requirements), come devono essere
costruite le apparecchiature a seconda della pericolosità
della zona, come le apparecchiature devono essere certificate e
da quali Enti (Notify Body) e come deve essere monitorata la
produzione di queste apparecchiature adatte a tali zone.
Soprattutto, cosa ancora non molto divulgata e fatta osservare
dagli organi competenti, come devono essere le
performances di tali apparecchiature per essere definite
safety devices ovvero Rivelatori di gas, fissi o portatili
che siano. In altre parole non basta che uno strumento abbia una
scatola certificata ATEX per definirsi rivelatore di gas,
occorre, per la Direttiva, che questo strumento sia anche
certificato secondo le performances stabilite dalla Direttiva
stessa e precisamente secondo la EN 61779-1 e seguenti.
Il costruttore che non sottopone l’apparecchiatura a tale
norma, l’installatore che installa e l’utilizzatore
che usa tale strumento, non certificato anche secondo le
performances, non si attengono alla Direttiva in quanto, è
importante ribadirlo, non si può definire questo strumento
" rivelatore di gas (Safety Device)" ma semplicemente strumento
messo in una scatola certificata ATEX.
Una più approfondita trattazione della Direttiva ATEX 100a
verrà fatta nella parte 2 del presente estratto
Dal
1
Luglio 2006 diventerà obbligatoria anche la Direttiva
1999/92/CE conosciuta anche come ATEX 118a.
Mentre la Direttiva 94/9, vista sopra, riguardando più
espressamente il prodotto era rivolta principalmente ai
Costruttori di sistemi di Rivelazione gas, questa Direttiva si
rivolge espressamente agli Installatori ed Utilizzatori dei
Sistemi, in quanto fa riferimento ai Requisiti minimi per
aumentare la sicurezza e la protezione della salute dei
lavoratori esposti al rischio derivante da una atmosfera
classificata come potenzialmente esplosiva.
La Direttiva richiama espressamente i doveri del datore di lavoro
"Employer" nel classificare l’area ed attuare tutte le
necessarie azioni al fine di prevenire e/o provvedere adeguate
protezioni contro il rischio di esplosione.
Questa Direttiva fa seguito alla precedente Direttiva 89/391/EEC
che mirava ad eseguire, documentare ed aggiornare le valutazioni
di rischio di esplosione. In Italia il D.L. 233/2003, in vigore
dal 10.09.2003, integrando gli obblighi generali del D.L. 626/94
impone al datore di lavoro di eseguire tali valutazioni e
recepirle in un documento sulla protezione contro le esplosioni e
prevede obblighi penalmente sanzionati su questo tema.
I luoghi di lavoro utilizzati per la prima volta dopo il 1 Luglio
2003 devono conformarsi alla Direttiva immediatamente, mentre
tutti i luoghi di lavoro giàesistenti dovranno conformarsi
a questa direttiva entro il 30 Giugno 2006.
Una più esauriente trattazione circa gli obblighi del
datore di lavoro e la classificazione delle aree verrà
fatta nella parte 3 della trattazione.
La parte prima della trattazione riguarda invece i concetti base
della rivelazione gas, dalla natura dei diversi gas, ai concetti
di esplosività, del MIE (Energia minima di innesco) e
della tossicità.
Tali concetti sono la base per capire il processo del Legislatore
nella creazione ed emanazione delle due direttive sopra
menzionate e delle altre Norme Europee (EN), alle quali i
Comitati CENELEC 31 e 31-9 hanno dato un fondamentale
contributo.
Spesse volte la cattiva interpretazione o la non conoscenza di
queste nozioni di base, quali ad esempio la densità
specifica, importante per l’esatto posizionamento dei
rivelatori, oppure la non giusta scelta del principio di
detenzione per uno specifico gas eccetera, portano a vanificare
la corretta scelta di un rivelatore costruito e testato secondo
le norme.
L’ultima parte della trattazione, punto 4, ma non meno
importante delle precedenti, riguarda una nuova Norma Europea, EN
50402, approvata in questi giorni, che riguarda i concetti di
"Functional Safety" ovvero l’affidabilità di un
sistema di Rivelazione Gas.
Se da una parte è importante che il prodotto sia costruito
tenendo in considerazione sia la protezione elettrica contro la
esplosione sia la corretta classificazione della zona, la
valutazione del rischio e una appropriata installazione, è
altrettanto importante valutare e classificare
l’apparecchiatura o il sistema di rivelazione gas dal lato
della funzionalità o probabilità di guasto del
sistema.
La norma EN 50402 (Norma non Direttiva!) classifica il sistema in
vari livelli, tali che l’utilizzatore possa richiedere
l’affidabilità del sistema gas allineata alla
affidabilità degli altri sistemi già operanti nel
suo processo produttivo.
Nello specifico la norma EN 50402 "
Electrical Apparatus for
the detection and measurement of combustible or toxic gases or
vapours or of oxygen. Requirements on the functional safety of
fixed gas detection systems" definisce le caratteristiche dei
moduli funzionali e illustra le combinazioni che possono essere
utilizzate ai fini della sicurezza.
Il documento esamina anche i passaggi che hanno portato
all’unificazione delle normative generiche in
un’unica bozza di normative e spiega come verranno
classificati i sistemi di rivelazione gas convenzionali in base
alla nuova norma.
La Direttiva Atex 100a stabilisce che i test di omologazione
delle funzioni debbano essere effettuati in tutti i paesi europei
sui: * Sistemi di rivelazione gas con funzioni di misura nella
protezione contro l’esplosione EN 61779-1 e seguenti
* I requisiti per la misura dell’ossigeno EN 50104
* Sistemi di rilevazione dei gas tossici EN 45544-1 e
seguenti
Tutte queste norme metrologiche definiscono i requisiti di
prestazione standard, ma non forniscono indicazioni sulla
sicurezza funzionale in caso di guasti, né definiscono i
requisiti che devono essere rispettati per garantire il
funzionamento continuo dei sistemi in caso di guasto.
I sistemi di rilevazione gas attualmente in uso hanno una
struttura modulare complessa, sono controllati da microprocessori
e vengono usati per applicazioni diverse con più livelli
di sicurezza. Questo range applicativo complesso in materia di
sicurezza funzionale è ora disciplinato da questa
norma.
La norma generica che disciplina la "
sicurezza funzionale dei
sistemi elettronici" è la EN 61508 che definisce i
vari requisiti di prestazione a seconda del livello di sicurezza
( dal SIL 1 a SIL 4, Safety Integrity Levels).
Questa norma, costituita da 7 sezioni, è molto voluminosa
ma anche piuttosto generica. In molti casi la norma fornisce solo
una base teorica o suggerisce di usare complessi calcoli
matematici per stimare i possibili rischi.
Tutto ciò è molto stimolante da un punto di vista
scientifico, ma molto poco pratico.
La seconda normativa europea che disciplina la sicurezza
funzionale dei sistemi di controllo elettronici è la EN
954-1, che specifica i requisiti generici della Direttiva
Macchine in funzione delle categorie di rischio (da Cat 1 a Cat.
4). Per definizione tali categorie sono esplicitamente "
non
gerarchiche in termini di requisiti, ma comunque possono
essere integrate in un sistema gerarchico.
Le definizioni della normativa EN 954-1 sono molto più
pragmatiche e in molti casi anche molto più pratiche di
quelle della Normativa EN 61508.
L’obbiettivo della nuova norma EN 50402 è quello sia
di unificare i concetti (
combinare) sia quello di definire
i requisiti per una famiglia di prodotti cioè quello di
adattare specificatamente i requisiti generici ai sistemi di
rilevazione gas.
L’approccio di base della nuova norma è quello di
fornire una descrizione univoca di sistemi di rilevazione gas
complessi, che possono essere costituiti da componenti hardware
diversi a seconda dei produttori.
I sistemi di rilevazione gas sono specificatamente divisi in
moduli funzionali. Per ciascun modulo vengono specificati
requisiti dettagliati, suddivisi per tipo di livello da SIL-C 1 a
SIL-C 4 (Safety Integrety Level Capability).
A seconda delle caratteristiche costruttive, i moduli funzionali
possono appartenere a categorie di componenti hardware diversi.
La norma descrive le seguenti unità funzionali:
* Campionamento gas (4 moduli distinti)
* Sensore
* Trasmissione segnale (2 moduli distinti)
* Ingressi a unita’ di controllo(5 moduli distinti)
* Elaborazione dei segnali nell’unità di controllo
(5 moduli distinti)
* Uscite da unità di controllo (5 moduli distinti)
La stima dei rischi (Fault tollerance) viene effettuata
confrontando la percentuale di guasti rilevanti ai fini della
sicurezza con il totale dei guasti, relativamente ai requisiti di
ridondanza stabiliti nella norma EN 61508. I rischi sono
suddivisi in rischi relativi a moduli semplici guasti con
caratteristiche prevedibili) e complessi (ad esempio il
microprocessore).
Le probabilità di guasto sono state formulate tenendo
conto delle esperienze passate con i sistemi di rilevazione gas
nonché degli usi pratici della norma EN 954-1
nell’ambito della Direttiva Macchine.
L’integrazione dei sistemi di rilevazione gas in un sistema
di sicurezza globale offre la possibilità di effettuare un
numero maggiore di analisi dei rischi (ATEX 118 a ) e di gestire
i rischi più efficacemente.
Nel Futuro saranno sempre piùnumerosi i sistemi di
rilevazione gas specifici per applicazione, basati sulla
classificazione per SIL-C.
La Sensitron S.r.l., da sempre all’avanguardia nella
tecnologia costruttiva nella rivelazione gas, così come da
sempre promotrice di produzione orientata alla qualità e
conformità alle normative, è lieta di inviare gli
estratti relativi alle parti 1-4 citate nel presente documento,
alle persone interessate alla materia.
Giacomo Frigo - Sensitron S.r.l. Cornaredo (MI), Italy
www.sensitron.it
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