Il rischio di esplosione è reale in molte applicazioni industriali moderne, dalle raffinerie petrolchimiche ai sistemi di pulizia, dai silos per cereali alle discariche. Va detto che, benché l’esplosione rappresenti un pericolo reale ovunque vi sia un’atmosfera infiammabile sotto forma di gas, vapore o polvere, la presenza della sola sostanza infiammabile non è sufficiente. I tre requisiti fondamentali per innescare un’esplosione includono anche la presenza di un ossidatore, normalmente l’ossigeno contenuto nell’aria, e di una fonte di accensione. Il modo migliore per evitare che un’apparecchiatura elettrica provochi un’esplosione è non utilizzarla in aree dove siano presenti sostanze infiammabili. Naturalmente questo non sempre è possibile. Nei casi in cui ciò non possa essere evitato è necessario utilizzare apparecchiature elettriche protette dall’esplosione, caratteristica che riguarda principalmente la limitazione dell’afflusso d’aria, la riduzione delle fonti di innesco quali archi, scintille e superfici calde e il confinamento delle esplosioni all’interno di un contenitore appropriato. Poiché i vari metodi di protezione presentano un’efficacia differenziata, per conseguire idonei e adeguati livelli di antideflagranza è necessario innanzitutto classificare la tipologia dell’ambiente pericoloso.
Le normative sulla pericolosità
La norma utilizzata in Nord America suddivide le aree pericolose in Classe I (presenza di vapori o gas infiammabili), Classe II (presenza di polveri infiammabili) e Classe III (presenza di fibre o sostanze volatili infiammabili). Queste classi sono organizzate in Divisioni che esprimono la probabilità che il materiale infiammabile sia presente in concentrazioni che possono causare un’esplosione. La Divisione 1 indica che queste concentrazioni sono normalmente presenti o sono frequentemente presenti a causa di guasti di apparecchiature o lavori di manutenzione. La Divisione 2 indica che le concentrazioni innescabili sono normalmente confinate in contenitori chiusi o in sistemi chiusi che vengono violati solo in caso di incidente. Esistono ulteriori suddivisioni basate su Gruppi (denominati AG) che definiscono la natura delle sostanze infiammabili e una scala di temperature da T1 a T6, dove T1 è meno stringente (la temperatura maggiore ammessa è 450 °C) e T6 è più stringente (le superfici degli apparati possono raggiungere massimo 85 °C). Ad esempio, un’area classificata come Classe II, Divisione 1, Gruppo G, T3, è esposta a polveri non conduttive come farina o segatura in normali condizioni di esercizio mentre la temperatura massima consentita che l’apparecchiatura può raggiungere è di 200 °C (Fig. 2). Un sistema alternativo utilizzato per classificare le aree pericolose è il sistema a Zone, ampiamente diffuso in Europa. Il sistema a Zone utilizza tre livelli di probabilità di pericolo. La presenza di un’atmosfera esplosiva permanente corrisponde alla Zona 0; un’atmosfera esplosiva intermittente o periodica corrisponde alla Zona 1; se l’atmosfera esplosiva si configura solo in condizioni di anomalia, allora si tratta di una Zona 2.
Le Zone sono suddivise in Gruppi che indicano l’esatta sostanza infiammabile presente. Questa classificazione ricalca quella dei Gruppi dell’altro sistema, anche se la denominazione è diversa. Ad esempio, il Gruppo II corrisponde ai gas infiammabili; il Gruppo IIC è il più critico e include acetilene e idrogeno, il Gruppo IIB corrisponde all’etilene mentre il Gruppo IIA corrisponde al propano. Le Zone sono state introdotte anche in Nord America per la Classe I (vapori o gas), anche se Zone e Divisioni non sono direttamente comparabili. La Divisione 1 è suddivisa in Zona 0 e Zona 1, mentre la Divisione 2 è l’equivalente della Zona 2. Per la Classe II (polvere), le Zone equivalenti sono talvolta chiamate 20, 21 e 22, anche se queste non sono ancora uno standard in Nord America.
Connettori sicuri
I connettori sono fondamentali per la protezione contro le esplosioni. Questi elementi infatti sono potenzialmente fonte di archi e scintille durante le normali condizioni di esercizio. Per ridurre il potenziale di archi o confinarli in contenitori appositamente progettati i costruttori di connettori antideflagranti ricorrono a vari metodi. I connettori sono specificati come sicuri per una particolare Classe di ambiente pericoloso in base agli standard sopra menzionati. Ad esempio, il sistema di collegamento del Brad Ultra-Lock EX di Molex è stato progettato per aree pericolose di Classe I, Divisione 2 e Zona 2. Questo sistema di connettori circolari M12 è dotato di un meccanismo di bloccaggio integrato: benché per creare il collegamento sia sufficiente un innesto a spinta, per disimpegnare la connessione è necessario un cacciavite. Poiché i punti di connessione non producono archi, i connettori sono utilizzabili in modo sicuro in aree dove possono essere presenti gas o vapori infiammabili in condizioni di anomalia, ad esempio nei processi di trasformazione di alimenti e bevande, nelle raffinerie di petrolio e nella produzione farmaceutica. Amphenol offre le serie di connettori industriali antideflagranti Starline-EX e Amphe-EX.
Questi prodotti sono rivolti ad applicazioni legate ad apparecchiature per il trattamento del gas naturale, miniere e piattaforme offshore. Entrambe, le due serie sono prodotte con tolleranze più strette nei punti di accoppiamento al fine di limitare l’esposizione dei contatti all’atmosfera esplosiva. I prodotti delle serie Starline-EX e Amphe-EX sono sicuri per le applicazioni Zona 1-IIC e sono disponibili in versione T5 e T6. I connettori Starline-EX offrono una varietà di involucri e di configurazioni di contatto per il trasporto di segnali di potenza (fino a 1490 A a 1000 V), dati (fino a 143 linee) e comandi/alimentazione. Disponibili in versione RJ45, i prodotti Amphe-EX sono connettori per alimentazione e segnali che prevedono linee più piccole (12-28AWG). I prodotti sono disponibili in versione per rame, fibra ottica, cavo coassiale e conduttori misti. Oltre ai dispositivi Molex e Amphenol menzionati, la line card di Avnet Abacus propone un’ampia gamma di connettori per ambienti difficili.
