Un Caso Reale su Limiti di Temperatura, Protezione contro le Esplosioni e Scelta Sicura dei Sensori
Negli impianti industriali dove possono essere presenti polveri combustibili, la scelta di un cilindro idraulico richiede valutazioni molto più approfondite rispetto alle normali applicazioni oleodinamiche.
Non è sufficiente definire alesaggio, corsa e pressione di esercizio.
Occorre verificare anche:
- la classificazione dell’area ATEX;
- la temperatura massima di esercizio;
- la temperatura superficiale consentita;
- la certificazione dei sensori magnetici;
- la compatibilità dei materiali con l’ambiente di lavoro.
Un errore nella selezione di uno solo di questi elementi può compromettere non solo l’affidabilità dell’impianto, ma anche la conformità alle normative sulla sicurezza.
Questo caso reale descrive come il Reparto Tecnico Vega abbia supportato un cliente nella scelta di un cilindro idraulico destinato a un’applicazione classificata ATEX Zona 22.
Durante l’analisi tecnica è stato verificato che il cilindro già utilizzato dal cliente era una versione magnetica standard con temperatura massima di esercizio pari a 80°C, mentre il sensore magnetico MSU1 risultava conforme alla normativa ATEX e idoneo per l’impiego nell’ambiente richiesto. È stato inoltre confermato che la Zona 22 rappresenta un livello di rischio relativamente contenuto rispetto ad altre classificazioni per atmosfere con polveri esplosive.
Che Cos’è la Direttiva ATEX?
ATEX è l’insieme delle direttive europee che regolano la progettazione e l’utilizzo di apparecchiature destinate a funzionare in atmosfere potenzialmente esplosive.
Lo scopo principale è evitare che un’apparecchiatura possa diventare una sorgente di innesco in presenza di:
- gas infiammabili;
- vapori;
- nebbie;
- polveri combustibili.
La normativa interessa numerosi settori industriali, tra cui:
- stampaggio delle materie plastiche;
- industria alimentare;
- industria farmaceutica;
- impianti chimici;
- lavorazione del legno;
- impianti di movimentazione cereali;
- sistemi di trasporto e dosaggio di polveri.
In queste applicazioni ogni componente installato deve essere valutato non solo dal punto di vista meccanico, ma anche sotto il profilo della sicurezza contro il rischio di esplosione.
La Richiesta del Cliente
Il cliente contattò il Reparto Tecnico Vega perché doveva installare nuovi cilindri idraulici in un impianto classificato come ATEX Zona 22.
Le specifiche dell’applicazione richiedevano:
- Zona 22
- temperatura superficiale massima 155°C
- marcatura CE Ex II 3D T155°C
Per agevolare la verifica, il cliente inviò anche la targhetta identificativa di un cilindro precedentemente utilizzato senza problemi, chiedendo conferma del tipo di costruzione e della sua eventuale idoneità per la nuova installazione.
Sebbene quel cilindro avesse funzionato correttamente per anni, una nuova applicazione richiede sempre una verifica tecnica completa.
Perché un’Applicazione Precedente Non Garantisce la Conformità di una Nuova
Uno degli errori più frequenti nella progettazione industriale consiste nel pensare che un componente già utilizzato con successo possa essere automaticamente impiegato anche in una nuova macchina.
La conformità ATEX dipende infatti da numerosi fattori, tra cui:
- classificazione dell’area;
- temperatura ambiente;
- temperatura superficiale massima consentita;
- caratteristiche delle polveri presenti;
- certificazione dei componenti elettrici.
Per questo motivo ogni nuovo progetto deve essere analizzato indipendentemente, anche quando il cilindro idraulico appare identico a uno già installato.
Il Limite di Temperatura dei Cilindri Magnetici Standard
Durante la verifica tecnica, il Reparto Tecnico Vega confermò che il cilindro precedentemente fornito era un cilindro magnetico standard.
Proprio per la presenza del sistema magnetico interno, la temperatura massima di esercizio era limitata a 80°C.
Questo valore rappresenta un’informazione fondamentale durante la progettazione.
Infatti, anche se il cilindro potrebbe continuare a funzionare meccanicamente a temperature superiori, un’esposizione prolungata può compromettere:
- l’intensità del campo magnetico;
- l’affidabilità della rilevazione dei sensori;
- la durata delle guarnizioni;
- le caratteristiche del lubrificante;
- la vita utile complessiva del cilindro.
Per questo motivo la temperatura di esercizio deve essere verificata già nella fase di progettazione della macchina.
La Scelta di Sensori Magnetici Certificati ATEX
Sebbene il cilindro magnetico standard fosse limitato a una temperatura massima di esercizio pari a 80°C, il Reparto Tecnico Vega confermò che il sensore magnetico MSU1 rispettava la normativa ATEX richiesta dal cliente.
Questa distinzione è estremamente importante.
Il cilindro idraulico e il sensore magnetico sono due componenti differenti.
Ciascuno può essere soggetto a requisiti normativi specifici.
Durante la progettazione di impianti destinati ad ambienti con rischio di esplosione è quindi indispensabile verificare che tutti i dispositivi elettrici, inclusi i sensori magnetici, dispongano della certificazione adeguata.
Trascurare questo aspetto può compromettere sia la sicurezza dell’impianto sia la conformità normativa.
Che Cos’è la Zona ATEX 22?
L’analisi tecnica confermò inoltre che l’applicazione ricadeva nella classificazione ATEX Zona 22, considerata il livello di rischio più basso tra le aree classificate per la presenza di polveri combustibili.
La Zona 22 identifica un ambiente nel quale un’atmosfera esplosiva dovuta alla presenza di polveri combustibili non è normalmente presente durante il funzionamento ordinario oppure può manifestarsi soltanto occasionalmente e per brevi periodi.
Esempi tipici sono:
- impianti di aspirazione polveri;
- sistemi di confezionamento;
- linee di trasporto polveri;
- alcuni impianti per la lavorazione delle materie plastiche;
- aree di stoccaggio dove possono verificarsi occasionali dispersioni di polvere.
Anche se il rischio è relativamente contenuto, tutte le apparecchiature installate devono comunque soddisfare i requisiti previsti dalla normativa ATEX.
Perché la Temperatura È un Parametro Fondamentale
Molti progettisti concentrano l’attenzione principalmente sulla pressione di esercizio.
In realtà anche la temperatura rappresenta un parametro progettuale fondamentale.
Temperature elevate influenzano infatti:
- la durata delle guarnizioni;
- la viscosità dell’olio idraulico;
- la stabilità dei sensori magnetici;
- le prestazioni dei magneti permanenti;
- la dilatazione termica dei componenti meccanici.
Un cilindro che lavora perfettamente a 40°C potrebbe richiedere materiali, guarnizioni o sensori differenti quando opera vicino al proprio limite termico.
Per questo motivo la verifica delle condizioni termiche dovrebbe sempre essere eseguita durante la progettazione e non soltanto in fase di collaudo.
Comprendere la Marcatura CE Ex II 3D T155°C
Uno degli aspetti più importanti della richiesta del cliente riguardava la marcatura prevista per l’applicazione:
CE Ex II 3D T155°C.
Sebbene possa sembrare una semplice sequenza di lettere e numeri, ogni elemento della marcatura identifica una caratteristica fondamentale dell’apparecchiatura.
CE indica la conformità alle direttive europee applicabili.
Ex identifica apparecchiature progettate per funzionare in atmosfere potenzialmente esplosive.
Gruppo II identifica le apparecchiature destinate a tutti gli impianti industriali diversi dalle miniere.
Categoria 3D indica apparecchiature idonee per ambienti nei quali la presenza di polveri esplosive è improbabile durante il normale funzionamento e, qualora si verifichi, persiste soltanto per un tempo limitato, corrispondente alla Zona 22.
Infine T155°C indica che la temperatura massima raggiungibile dalla superficie dell’apparecchiatura non deve superare 155°C nelle condizioni previste di funzionamento.
Comprendere correttamente questa marcatura è fondamentale durante la progettazione di un impianto, poiché la scelta di componenti con certificazioni non adeguate può compromettere sia la sicurezza sia la conformità normativa.
Un Cilindro in Acciaio Inox Non È Automaticamente Certificato ATEX
Durante lo scambio di informazioni il cliente specificò di voler utilizzare cilindri idraulici in acciaio inox.
Questa osservazione evidenzia uno degli equivoci più frequenti nella progettazione industriale.
Molti progettisti associano automaticamente l’acciaio inox alla sicurezza in ambienti ATEX.
In realtà il materiale costruttivo rappresenta soltanto uno degli elementi da valutare.
La conformità ATEX dipende anche da:
- accessori elettrici installati;
- sensori magnetici;
- temperatura superficiale massima;
- rischio di innesco;
- certificazione dell’intero sistema.
Un cilindro costruito in acciaio inox può offrire un’eccellente resistenza alla corrosione, ma questo non significa automaticamente che sia idoneo per installazioni in atmosfera potenzialmente esplosiva.
Ogni componente deve essere valutato singolarmente.
Perché la Temperatura È Ancora Più Importante di Quanto si Pensi
La temperatura influenza numerosi componenti del cilindro idraulico e non soltanto il corpo metallico.
Con l’aumentare della temperatura possono infatti avvicinarsi ai propri limiti operativi:
- guarnizioni;
- magneti permanenti;
- sensori magnetici;
- lubrificanti;
- cavi elettrici;
- componenti elettronici.
Anche se il cilindro continua a sopportare i carichi meccanici previsti, uno di questi componenti potrebbe non garantire più le prestazioni richieste.
Nel caso dei cilindri magnetici, temperature elevate possono ridurre l’intensità del campo magnetico, rendendo meno affidabile il rilevamento della posizione del pistone.
Per questo motivo il Reparto Tecnico Vega confermò che il cilindro magnetico standard utilizzato dal cliente era limitato a una temperatura massima di esercizio di 80°C.
Gli Errori Più Comuni nella Scelta di Cilindri per Ambienti ATEX
L’esperienza maturata nell’assistenza tecnica evidenzia alcuni errori ricorrenti durante la progettazione di impianti destinati ad ambienti con rischio di esplosione.
Tra i più frequenti troviamo:
- ritenere che tutti i sensori magnetici siano automaticamente certificati ATEX;
- scegliere il cilindro considerando esclusivamente pressione e corsa;
- trascurare la temperatura massima di esercizio;
- confondere l’acciaio inox con la certificazione ATEX;
- utilizzare componenti impiegati in precedenza senza verificarne la conformità per la nuova applicazione;
- non controllare la certificazione di tutti gli accessori elettrici collegati al cilindro.
Nella maggior parte dei casi questi errori non derivano da una progettazione superficiale, ma da informazioni incomplete raccolte nelle prime fasi del progetto.
Raccomandazioni Progettuali
Quando si progettano sistemi oleodinamici destinati ad ambienti classificati ATEX è consigliabile seguire una procedura sistematica di verifica.
Il Reparto Tecnico Vega raccomanda normalmente di controllare:
- classificazione della zona ATEX;
- temperatura ambiente di esercizio;
- temperatura superficiale massima ammessa;
- limite di temperatura del cilindro;
- materiale delle guarnizioni;
- certificazione dei sensori magnetici;
- idoneità dei connettori elettrici;
- caratteristiche dei cavi;
- accessibilità per manutenzione e ispezioni.
Valutare questi aspetti durante la progettazione consente di evitare modifiche costose dopo l’installazione.
Lezioni Apprese da Questo Caso Reale
Questo caso dimostra che la scelta di un cilindro idraulico destinato a un ambiente ATEX richiede un’analisi molto più ampia rispetto alla sola verifica delle prestazioni meccaniche.
Il cilindro precedentemente installato dal cliente aveva funzionato senza problemi.
Tuttavia, prima di approvare la nuova applicazione, il Reparto Tecnico Vega verificò sia la temperatura di esercizio sia la classificazione dell’area.
L’analisi confermò che:
- il cilindro magnetico standard aveva una temperatura massima di esercizio di 80°C;
- il sensore MSU1 era conforme alla normativa ATEX;
- l’applicazione ricadeva nella classificazione Zona 22, caratterizzata da un rischio relativamente basso di presenza di polveri esplosive.
Questa verifica consentì al cliente di prendere decisioni progettuali basate su dati tecnici e non su semplici ipotesi.
Conclusioni Tecniche
La selezione di cilindri idraulici destinati ad ambienti con rischio di esplosione richiede una valutazione globale del sistema.
Pressione, alesaggio e corsa rappresentano soltanto una parte del processo di scelta.
È altrettanto importante verificare:
- la classificazione ATEX dell’ambiente;
- la temperatura massima di esercizio;
- la temperatura superficiale consentita;
- la certificazione dei sensori magnetici;
- la compatibilità di tutti i componenti elettrici.
Questo caso reale dimostra come una semplice richiesta tecnica possa trasformarsi in una completa analisi di sicurezza.
Verificando il limite di temperatura del cilindro magnetico esistente, la certificazione del sensore MSU1 e la classificazione ATEX Zona 22, il Reparto Tecnico Vega ha aiutato il cliente a scegliere la soluzione più adatta evitando possibili problemi di conformità normativa.
La lezione più importante è semplice:
La conformità ATEX non dipende da un singolo componente, ma dall’integrazione corretta di apparecchiature certificate, condizioni operative adeguate e una progettazione ingegneristica rigorosa.
