Sapevi che la farina è altamente esplosiva? Sì, la polvere che usiamo in cucina, quando viene lavorata, può innescare incendi ed esplosioni.
Gli incendi e le esplosioni nella lavorazione delle polveri, infatti, sono eventi che non riguardano solo chi utilizza i prodotti chimici, ma anche le aziende che producono alimenti, in particolare quelle che lavorano prodotti in polvere, come farine, cereali e zucchero.
Di conseguenza, gli ambienti in cui avviene questa lavorazione sono definiti pericolosi e devono rispettare precisi standard di sicurezza. La normativa di riferimento, in questo caso, è soprattutto la direttiva ATEX 99/92/CE, relativa alle prescrizioni minime per il miglioramento della tutela della sicurezza e della salute dei lavoratori che possono essere esposti al rischio di atmosfere esplosive. A cui si aggiunge la Direttiva 94/9/CE, che prevede che negli impianti europei siano valutati i rischi legati alle polveri esplosive.
Prima di capire perché le polveri esplodono, è importante fare chiarezza sulle dinamiche che portano a queste reazioni chimiche esplosive.
Fattori che generano reazioni chimiche esplosive
Una reazione chimica esplosiva legata alle polveri si verifica in presenza di cinque fattori, definiti in uno schema conosciuto come il pentagono dell’esplosione, applicabile anche nel caso di esplosioni di gas, vapori o nebbie.
I 5 fattori scatenanti sono:
- Combustibile: si tratta di un prodotto che sostiene la combustione.
- Comburente: parliamo dell’ossigeno proveniente dall’aria o da un altro ossidante chimico.
- Una fonte di accensione: può essere una fiamma, una scintilla (meccanica o elettrostatica) o una superficie calda
- Miscelamento: i reagenti si amalgamano in una nube di polvere che aumenta il calore e la pressione generata dalla reazione di ossidazione/combustione.
- Ambiente confinato: si tratta di un ambiente (può essere una stanza, ma anche un macchinario) in cui la rapida combustione genera un aumento di pressione sulla polvere sospesa fino a causarne l’esplosione.
Il rischio di esplosione dipenderà dalla presenza o meno di questi fattori, a cui si aggiungono le caratteristiche chimico-fisiche delle polveri e le condizioni legate all’ambiente.
Polveri esplosive: quali sono e dove si trovano
L’esplosione delle polveri è un evento più o meno dannoso causato da una reazione di combustione all’interno di una nube di polvere che si accumula nell’aria all’interno delle aziende che lavorano determinati tipi di materiali, quali:
- materiali organici naturali: la farina, il legno, lo zucchero e i cereali
- materiali organici sintetici: plastica, pigmenti organici, pesticidi, composti farmaceutici
- metalli, carbone e torba
Il rischio di esplosione delle polveri è legato, oltre ai fattori legati al pentagono dell’esplosione, alle caratteristiche di tali particelle, alle condizioni ambientali in cui si accumulano e alle reazioni chimiche che si verificano quando tutti questi elementi si riuniscono in un unico punto. Altri fattori di influenza sono:
- Umidità: negli ambienti poco umidi diminuisce il rischio di esplosione perché le particelle di polvere sono più coese e creano degli agglomerati difficili da innescare.
- Natura e concentrazione del comburente: più ossigeno c’è, più il rischio di reazione di combustione ed esplosioni aumenta.
- Composizione chimica e reattività: le polveri esplodono quando c’è una reazione tra le particelle e l’ossigeno. La velocità di consumo dell’ossigeno dipende dalla natura chimica della polvere e dal suo potere calorifico (parametro che determina la quantità di calore che può essere liberata nell’esplosione)
- Granulometria: più sono piccole le particelle di polvere presenti nell’atmosfera, più la superficie di contatto aumenta, facilitando la combustione. Questo perché le microparticelle sono più disperdibili e restano più a lungo in sospensione.
Tutti questi elementi, messi insieme, possono portare a varie situazioni potenzialmente pericolose. Si va dal piccolo incendio a potenti esplosioni che possono danneggiare gravemente i macchinari presenti negli stabilimenti e coinvolgere gli operatori.
Tale fenomeno esplosivo può verificarsi in vari settori, come quello alimentare dove si lavorano farine e cereali, nel farmaceutico in presenza in determinati farmaci in polvere, ma anche in tutti quei settori che lavorano zolfo, grafite, alluminio e materiali simili.
Le cariche elettrostatiche sono tra i principali responsabili degli incendi e delle esplosioni delle polveri
Farine e polveri possono quindi prendere fuoco e innescare un’esplosione in presenza di cinque fattori. Uno di questi è la fonte di accensione che può essere una fiamma libera oppure scintilla causata dall’accumulo di cariche elettrostatiche.
L’energia statica si forma quando i materiali neutri si polarizzano (cioè acquistano una carica positiva o negativa), a causa dell’attrito e della lavorazione ad alte velocità. Un fenomeno comune a molti settori, compreso quello alimentare e frequente tra le aziende che producono farine ed altri alimenti in polvere, come tempestina, zucchero e cereali. Le cariche a loro volta possono generare scintille e quindi innescare incendi ed esplosioni.
Dunque, le polveri che circolano nell’atmosfera dell’impianto industriale rappresentano un grave rischio. Durante la lavorazione con macchine automatiche, infatti, una grande quantità di particelle di piccole dimensioni rimane sospesa nell’aria, mentre le particelle più grandi si depositano sul prodotto o sulla macchina e, a contatto con le cariche elettrostatiche, possono scatenare scintille, fumi, incendi ed esplosioni.
Se la causa non dipende da un guasto o da un problema della macchina, molto probabilmente l’origine del fenomeno è proprio la formazione di cariche elettrostatiche.
Le cariche elettrostatiche si possono neutralizzare, ma negli ambienti a rischio esplosioni servono prodotti certificati Atex
Le cariche elettrostatiche, per fortuna, possono essere neutralizzate. Basta installare sulla macchina delle barre elettrostatiche o ionizzanti, con la consulenza di un tecnico esperto. Dispositivi che di norma sono previsti già in fase di progettazione, cioè prima ancora di realizzare la macchina automatica, ma che possono essere installati anche successivamente: una volta montate dove si formano le cariche, le barre elettrostatiche le neutralizzano.
Nel caso dei luoghi di lavoro con presenza di atmosfere potenzialmente esplosive, però, non sono sufficienti delle barre qualunque, servono prodotti certificati, che rispettino i requisiti previsti dalla Direttiva ATEX, come le barre elettrostatiche o ionizzanti con certificazione ATEX (EX).
I rischi derivanti dalle polveri esplosive non sono da sottovalutare e spesso non basta installare una barra per risolvere il problema. Bisogna scegliere quella giusta (anche più di una), da mettere nel punto giusto.
Se anche nella tua azienda lavori con polveri esplosive e temi un accumulo di cariche elettrostatiche, contattaci per una consulenza. I nostri tecnici, esperti della statica, potranno consigliarti la barra migliore per le tue esigenze.