Polveri combustibili nei luoghi di lavoro, quali sono e come prevenire le esplosioni

03/03/2022

Il 70% delle polveri presenti nel settore industriale sono infiammabili.
La presenza di queste polveri all’interno dei reparti produttivi può creare esplosioni (a seconda della loro natura) più o meno dannose che avvengono quando si verificano particolari condizioni, quali:

Le polveri devono avere caratteristiche di combustibilità
La polvere deve essere dispersa in aria
La polvere deve avere particelle di dimensioni e distribuzione tali da rendere possibile la propagazione della fiamma;
La concentrazione della polvere (rispetto all’aria) deve rientrare nel campo della esplodibilità;
La nube di polvere deve entrare in contatto con una sorgente di ignizione;

La nube di polvere deve essere contenuta in un’atmosfera capace di sostenere la combustione.

Tipologie di polvere e la loro pericolosità

La maggior parte delle polveri infiammabili rientra in tre categorie:

Materiali organici naturali (farina, legno, tela, zucchero, carbone, polveri di cacao, ecc…)
Materiali organici sintetici (plastica, pigmenti organici, pesticidi, composti farmaceutici, ecc…)
Metalli (alluminio, magnesio, titanio, zinco, ferro, ecc…)

La loro facilità di infiammarsi o la velocità a cui la combustione avviene può variare notevolmente da polvere a polvere, poiché da questi valori dipende la pericolosità del prodotto. Gli indici che descrivono queste caratteristiche sono di primaria importanza per la valutazione dei rischi.

Come identificare e controllare il potenziale d’ esplosione delle polveri

Conoscere i parametri riferiti alle polveri che si trattano all’interno della propria industria è necessario per eliminare le fonti di accensione e limitare gli effetti delle esplosioni minimizzando gli infortuni.
I principali parametri per determinare l’esplosività di una polvere, e conoscerne quindi la sua pericolosità così da prendere le giuste precauzioni sono i seguenti:

KST
Pmax
MIE
MIT

Indice KST

L’indice KST misura quanto è distruttiva una data polvere una volta partita l’esplosione. Esso infatti equivale al massimo valore di aumento di pressione in un ambiente nelle condizioni di esplosione, ed è misurato in bar.m/sec. Più grande è il valore di Kst, più grave sarà l'esplosione causata dalla polvere.
Le polveri combustibili sono classificate in una delle quattro classi: St0, St1, St2, St3.
Il livello di gravità delle esplosioni aumenta con il numero della classe. Un materiale che ha un rischio zero (Kst = 0) di esplosione appartiene alla classe St0.

Classe della Polvere	Valore KST	Tipologia Esplosione
ST 0	0	Nessuna esplosione
ST 1	1 a 200	Esplosione debole
ST 2	201 a 300	Esplosione forte
ST 3	>300	Esplosione molto forte

Ad esempio la polvere d’alluminio ha un indice di esplosione KST di 620 e fa parte della classe ST3, il grano è nella classe ST1 con un indice del 112, anche il tabacco è nella classe ST1 ma con un indice del 12.

Indice Pmax

L’indice Pmax permette di calcolare quanti danni la polvere è in grado di fare all'interno di un ambiente chiuso. Si misura aumentando la concentrazione di polvere all'interno di una camera chiusa e misurando la pressione dell'esplosione fino a raggiungere il massimo (fino a determinare il massimo danno possibile).

Indice MIE, Energia minima di Accensione

L’Indice MIE Minimum Ignition Energy (Energia minima di accensione) indica la quantità di energia necessaria che richiede la polvere specifica per innescarsi. Alcune polveri richiedono molta energia per infiammarsi, mentre altre possono incendiarsi con molta meno energia. Quando si parla di polveri esplosive si deve tenere in considerazione il fatto che l’indice MIE risulta correlata alla granulometria: le particelle fini tendono ad avere energie di innesco più basse rispetto alle polveri grossolane.

L’indice MIE varia generalmente da 1 mJ a 1000mJ. Più basso è il MIE, più è alto il rischio di esplosione, in quanto anche un basso input di energia può innescare un’esplosione.
Nella seguente tabella il MIE è citato per sostanze infiammabili miscelate con aria. Viene fornito un riferimento per indicare la fonte dei dati.

Sostanza	MIE (mJ)
Alluminio	50
Caffè	160
Fecola di patate	20-25

I valori MIE sono forniti solo a titolo indicativo. Si prega di controllare i riferimenti per le condizioni di misurazione specifiche.

Indice MIT, Temperatura minima di accensione

Se una nube di polvere entra in contatto con una superficie calda, può auto-accendersi ed esplodere. L’Indice MIT Minimum Ignition Temperature (Temperatura minima di accensione) indica la temperatura minima per la quale una superficie calda innescherà una nube di polvere o uno strato di polvere dopo essere entrati in contatto.

Per gli elementi dell'impianto come gli essiccatori, testare la temperatura minima di accensione è importante per evitare che si verifichi un'esplosione di polvere attraverso il contatto con una superficie calda. La temperatura interna è generalmente limitata a due terzi del MIT se misurata in gradi centigradi. Per esempio, una polvere con un MIT di 450oC richiederebbe una temperatura operativa massima nel processo di essiccazione di 300oC, dando un margine di sicurezza di 150oC.

Materiale	MIT
Polvere di grano	490°C
Polvere di carbone	Nessuna accensione fino a 850°C
Polvere di alluminio	650°C

Le attrezzature come aspiratori industriali, macchinari e attrezzature di lavorazione che entrano in con la polvere combustibile devono essere progettati in modo da evitare perdite e ridurre al minimo la fuoriuscita di polvere nelle aree di lavoro garantendo massima sicurezza.

Soluzioni d’aspirazioni per le polveri infiammabili

Qualsiasi polvere che si deposita sulle superfici di lavoro deve essere rimossa attraverso una pulizia regolare. Le aree o le attrezzature potenzialmente soggette a esplosioni, compresi gli aspiratori industriali, devono essere progettati per raccogliere le polveri in modo sicuro e essere dotati di sistemi di prevenzione delle esplosioni.
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