La rilevazione gas in aria: tecnica, dispositivi, normativa

Introduzione

Le esplosioni accidentali non desiderate, quelle che si verificano in presenza di gas infiammabili, nelle industrie di processo ma anche in ambito domestico, possono essere causa di gravi danni a persone, strutture, ambiente.
Per esplosivo si intende una sostanza che contiene in sé il combustibile e il comburente necessari alla reazione chimica di combustione. Sono quindi esplosive le miscele di aria con gas o vapore, o anche con polveri combustibili, i cui componenti siano presenti in proporzioni tali da permettere la combustione. Una miscela diventa, infatti, esplosiva quando la concentrazione in volume del gas o del vapore, in rapporto a quella dell’aria, risulta compresa fra il limite inferiore di esplosività (L.I.E) e il limite superiore di esplosività (L.S.E).
Al di sotto del livello L.I.E non può verificarsi l’esplosione per mancanza di combustibile, dato che la percentuale in volume di gas è insufficiente a provocare un’esplosione.
Al di sopra del livello L.S.E non può verificarsi un’esplosione per mancanza di comburente, in quanto la percentuale in volume d’aria è insufficiente ad alimentare il processo.

Tecnica

Posto che la progettazione e l’installazione di un impianto di rivelazione del gas devono sempre essere effettuati da professionisti e imprese operanti nel settore, cerchiamo di capire quali sono i criteri che devono regolare queste operazioni, per poi fornire alcune semplici istruzioni sul posizionamento dell’impianto.

Al fine di garantire un funzionamento corretto, e, quindi, assicurare la sicurezza dei locali controllati e delle persone presenti, il sistema di rivelazione deve essere posizionato correttamente, vale a dire scegliendone la posizione nelle case dopo aver effettuato una valutazione dei rischi che tenga conto di fattori quali il valore della densità di gas e vapori, e la configurazione degli ambienti.
Bisogna, infatti, considerare che i gas o i vapori con densità superiore ad 1, essendo più pesanti dell’aria, in condizioni standard tendono a ristagnare a livelli più bassi, e per questo possono insinuarsi facilmente in condotti, cunicoli, cavità, raggiungendo facilmente la concentrazione tra LIE ed LSE, e quindi, essere pronti ad esplodere, non appena entrino in contatto con una qualsiasi fonte di ignizione, vale a dire una fonte di calore, che può essere ovviamente determinata dalla presenza di fiamme, ma può anche essere una scintilla o un corpo caldo. In tal caso i sensori devono essere posizionati a 10-30 cm dal pavimento.
Altri rivelatori di gas, come quelli installati per rivelare l’ossido di carbonio, gas velenoso, incolore e inodore, vengono posizionati a un’altezza di 150-200 cm da terra.

Più in generale, occorre ricordare che i rilevatori non devono essere posizionati:

A distanza inferiore di 1-2 metri da caldaie o scaldabagni a gas;
A distanza inferiore di 2-3 metri da fornelli e forni da cucina;
All’aperto;
In spazi chiusi;
Direttamente sopra o sotto un lavello;
Vicino a porte o finestre o vicino a estrattori d’aria;
In luoghi dove temperatura e umidità potrebbero essere discordanti da quelli indicati nei dati tecnici forniti dal costruttore mediante apposita documentazione;
In luoghi soggetti a polvere, sporcizia, spruzzi d’acqua;
In luoghi dove manca ventilazione, perché, ad esempio, il movimento dell’aria è ostacolato da mobili;
In luoghi che risultino particolarmente difficoltosi in caso d’intervento per il ripristino manuale dell’apparecchio e il suo controllo periodico, o, qualora si renda necessario, anche per la sua riparazione o sostituzione.

Come scegliere un rilevatore

Il mercato attuale offre diversi sistemi di rivelazione di gas basati su distinti principi fisici e chimici dei sensori utilizzati:

Rivelatore a infrarosso: preciso, consente una rivelazione continuativa basata sull’assorbimento da parte del gas, a determinata frequenze, dalle radiazioni infrarosse generate da un emettitore. Ha un costo elevato ed è indicato per applicazioni industriali specialistiche (infatti, è spesso utilizzato nei magazzini).
Tubi di rivelazione: basati sul cambiamento di colore provocato dalla reazione chimica fra il gas ed il contenuto del tubo. Presenta il grosso svantaggio di una sola possibilità di utilizzo. È possibile quindi una rivelazione per campionamento ma non una rivelazione continuativa.
Rivelatore catalitico: dispositivo che basa il suo funzionamento sul principio dell’elettrocatalisi, ovvero la variazione di temperatura prodotta dalla combustione catalitica di un sensore costituito da un filamento detto catalizzatore che, aumentando la sua temperatura, altera una resistenza elettrica. Contenuto il costo ed altamente sensibile e selettivo.
Rivelatore a semiconduttore: basato sull’innalzamento della temperatura prodotto dall’assorbimento di gas sulla superficie di un ossido riscaldato a temperatura costante di circa 200-250°C, per accelerare la velocità di reazione e ridurre gli effetti di variazione della temperatura ambiente. La selettività e la precisione della misura effettuata dal sensore a semiconduttore sono limitate, ma la sensibilità è molto elevata, per cui questi dispositivi sono adatti per rivelare basse concentrazioni di gas.

Normative

UNI CEI EN 50194 “Apparecchi elettrici per la rivelazione di gas combustibili in ambienti domestici- Metodi di prova e prescrizioni di prestazione”
UNI CEI EN 50244 “Apparecchi elettrici per la rivelazione di gas combustibili in ambienti domestici- Guida alla scelta, installazione, uso e manutenzione”

La normativa 50194 fornisce le prestazioni generali relative ai criteri costruttivi, alle prove e alle prestazioni degli apparecchi azionati elettricamente, per la rivelazione del gas combustibile, progettati per un funzionamento continuo in una installazione fissa in ambiente domestici.
La norma 50244, la cui applicazione deve avvenire congiuntamente a qualsiasi regolamento nazionale o locale pertinente, fornisce le indicazioni per la selezione, l’installazione, l’utilizzo nonché a proposito delle procedure da adottare e della periodicità da rispettare quando si esegue la manutenzione di apparecchi per la rivelazione di gas combustibile, progettati per un servizio continuo in un’installazione fissa in ambienti domestici, e quindi non può essere applicata né agli apparecchiature destinate alla rilevazione di gas tossici come il monossido di carbonio, né a quelle impiegate in edifici d’uso industriale o commerciale.

La norma contiene anche dei “consigli utili per l’utente”, dove sono precisate le informazioni inerenti a precauzioni e comportamenti che devono essere fornite dall’installatore all’utente. Successivamente, essa è stata sostituita dalla Norma CEI 216-4, che contiene le linee guida concernenti l’installazione di due tipologie di apparecchi (detti rispettivamente di TIPO A e di TIPO B) destinati al monitoraggio di piccoli ambienti. Questi ultimi sono costituiti da:

un sensore,
un dispositivo di allarme,
un circuito di alimentazione.

In caso di emergenza, entrambi emettono un segnale visivo seguito da un allarme acustico, ma soltanto le apparecchiature di TIPO A sono provviste di un segnale di uscita in grado di attuare un’azione esecutiva, come ad esempio azionare, direttamente o indirettamente, delle valvole (la cui installazione, in ogni caso, deve avvenire in conformità con la norma UNI EN 1775). Da rilevare, inoltre, che queste apparecchiature sono dotate di una tecnologia che consente loro di continuare a funzionare anche nel caso in cui si verifichino fughe di gas di città, o fughe di gas naturale come, ad esempio, metano, spesso impiegato per alimentare stufe, impianti di riscaldamento e cucine, o anche nel caso di fughe di gas di petrolio liquefatto.

È importante ricordare che il rivelatore di gas non elimina i pericoli derivanti da un uso non corretto del gas o da una carenza dell’impianto, ma è capace di ridurli e di prevenirli, se correttamente installato.