Corso ATEX, Bologna 23/02/2018. ULTIMO LANCIO

Obiettivo: per questioni organizzative vorrei chiudere le iscrizioni al corso ATEX che si terrà a Bologna il 23/02/2018 in anticipo rispetto al 31/01/2018, data naturale di scadenza a suo tempo fissata.

Peraltro ci sono ormai solo TRE POSTI DISPONIBILI.

Chi vuole quindi partecipare e fruire delle otto unità formative in tema d’ATEX, batta un colpo (inviando, come da procedura specificata nel post specifico, una mail a corsoatexbo.2018@gmail.com).

Non è il solito corso sulle ATEX, come spero di comprenda.

Parleremo, anche alla luce della recente pubblicazione del mio manuale Rischio Atmosfere Esplosive ATEX,  di quello che ritengo siano le principali novità sulle atmosfere esplosive, e sono parecchie.

Se sei interessato ad otto ore dense di argomenti e a conoscere lo stato dell’arte sul tema specifico, iscriviti ORA.

D’altra parte il gruppo che sarà presente in aula è già bene rappresentato in termini di progettisti, organismi notificati, costruttori, consulenti, RSPP, specialisti dell’argomento. Insomma, credo proprio verrà fuori un bell’incontro di formazione, anche al netto di quello che dirò io*.

Esauriti gli ULTIMI TRE POSTI, non si accetteranno ulteriori iscrizioni.

È un corso di formazione e l’interazione, realizzabile sono con un numero di persone limitato, è per me fondamentale.

Alla prossima e, con chi riterrà sia il caso, ci vedremo il 23/2 a Bologna, presso la sala corsi dell’Hotel Mercure, di fronte alla stazione centrale.

Ciao

Marzio

*E del materiale che verrà rilasciato al termine dell’attività formativa. Vedi il paragrafo “Materiale del Corso” al post di lancio.

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Della previsione del futuro e dell’infiammabilità delle sostanze

No, non voglio sostituirmi al divino Otelma. Il mondo che circonda tutti noi è già particolarmente affollato di persone che ritengono di poter prevedere il futuro, in molti settori, economico in primis. Molti dei quali, peraltro, appartenenti ad una specifica categoria Dunning-Kruger.

Ciò che più modestamente propongo è l’esercizio del Paragrafo 6.6.14 del mio manuale Rischio Atmosfere Esplosive ATEX (pagina 398).

Insomma un post un po’ più specialistico e meno storico del precedente.

Partiamo, quindi.

6.6.14 Tipizzazione dei gruppi e delle classi di temperatura di un campione di sostanze infiammabili

Al progettista degli impianti elettrici di uno stabilimento chimico-farmaceutico viene chiesto di stendere il capitolato d’appalto per gli apparecchi elettrici e meccanici da installarsi nelle zone classificate a rischio di esplosione presenti in un nuovo reparto di prossima costruzione. La classificazione delle zone a rischio di esplosione (HAC, Hazardous Area Classification) è stata già realizzata dall’ingegneria dell’azienda in conformità allo standard IEC 60079-10-1:2015.

Il principale problema da superare è il seguente: mentre sono ben note le sostanze che nel breve/medio termine saranno prodotte nel reparto, più difficoltoso è ipotizzare quali cicli produttivi saranno sviluppati dall’azienda nel lungo termine.

La questione, quindi, consiste nell’identificazione di un giusto compromesso, in termini di gruppi[1] e classi di temperatura[2], da assegnare agli apparecchi elettrici e non elettrici da installarsi nelle zone HAC per consentire all’impianto una produzione multipurpose adeguatamente flessibile.

La soluzione percorsa sarà quella di predisporre un’analisi del database delle 404 sostanze presenti in CEI 31-35. Quelle maggiormente rappresentate in termini di gruppo e classe di temperatura sono le IIAT2 (circa il 31% del totale) seguite dalle IIAT3 (circa il 22% del totale). Nella Tabella seguente si riporta il diagramma di Pareto complessivo risultante dall’elaborazione condotta.

Le necessità di garantire una sufficiente flessibilità all’impianto unita all’esigenza di consentire la fattibilità economica del medesimo orienta infine il progettista nella scelta di adottare uno standard d’acquisto non inferiore al IIBT3 per tutti gli apparecchi elettrici e non elettrici. Tale scelta di compromesso consente comunque di includere circa il 90% delle oltre 400 sostanze indicate in Tabella GA-2, CEI 31-35:2012.

Alla prossima!

Ciao

Marzio

© Marzio Marigo

[1] [Art. 5.5.15.1, CEI 31-35:2012] I prodotti ATEX destinati all’installazione in zone con pericolo d’esplosione sono suddivisi in due gruppi con il seguente significato:

  • gruppo I – prodotti per miniere con presenza di grisou;
  • gruppo II – prodotti per luoghi con pericolo di esplosione diversi dalle miniere con presenza di grisou.

(…)

Le sostanze hanno comportamenti diversi nei confronti dell’esplosione, per questo motivo alcuni tipi di prodotti ATEX del gruppo II sono suddivise nei sottogruppi IIA, IIB, IIC in relazione al tipo di sostanza.

NOTA Il termine sottogruppo non è generalmente utilizzato; si preferisce indicare in breve gruppo IIA, gruppo IIB, gruppo IIC.

Per alcuni tipi di prodotti ATEX, la suddivisione nei sottogruppi IIA, IIB e IIC, è attuata in base all’interstizio sperimentale massimo di un giunto standard (MESG – Maximum Experimental Safe Gap) che non permette all’esplosione avvenuta all’interno della custodia, di innescare l’atmosfera esplosiva esterna. Il MESG decresce nell’ordine per i prodotti ATEX IIA, IIB, IIC; vedasi la Norma EN 60079-0 (CEI 31-70), allegato A. (Maggiori dettagli sono rinvenibili nel Paragrafo 2.1.4 del testo Rischio Atmosfere Esplosive ATEX).

[2] [Art. 5.5.15.2, CEI 31-35:2012] Per i prodotti ATEX del gruppo II, le massime temperature superficiali sono suddivise in classi da T1 a T6 (Maggiori dettagli sono rinvenibili nel Paragrafo 2.1.3 del testo Rischio Atmosfere Esplosive ATEX).

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Dunkerque e la gestione dell’emergenza

A seguito dell’incontenibile invasione tedesca del territorio francese che ebbe luogo nel 1940, buona parte delle truppe britanniche ripiegò sulle spiagge di Dunkerque in attesa di essere rimpatriata. Una vera e propria fuga di massa dell’esercito inglese dalla Francia. Sulla descrizione di questo fatto storico è imperniato il recente film(one) di Christopher Nolan intitolato, appunto, “Dunkirk” (scritto all’inglese).

Un film, alla maniera di Nolan, unico e coinvolgente che, tutto d’un fiato, fa rivivere l’ansia, l’attesa e fin quasi il profumo della salsedine di quei terribili giorni.

Da vedere certamente.

Ho cominciato con questo preambolo poiché la narrazione del film di Nolan, ad un certo punto, si sofferma sul salvataggio di una scialuppa, partita dalla costa, da parte di una nave da guerra. Dopo essere saliti a bordo i militari in fuga vengono ospitati in un grande compartimento predisposto per la loro accoglienza.

Uno dei militari messi in salvo, una volta rifocillato, rivolgendosi al commilitone, e osservando l’enorme affollamento del locale, dice: “Cerca una via di fuga rapida. Se dovessimo affondare”.

Entrambi, poi, si avvicineranno al portellone più vicino e riusciranno a salvare la propria vita dal successivo affondamento della nave militare che li aveva accolti.

Il film ci dice che, in emergenza, parte avvantaggiato chi ha già in mente una strategia per il proprio salvataggio.

E questo vale in tutte le situazioni.

…la preparazione, non dimentichiamolo…

Per esempio, quanti tra di noi, una volta accomodati al proprio posto su un volo di linea, conoscono la via di fuga più breve? Non discuto di quanti ascoltano, a volte passivamente, i preziosi cinque minuti informativi fatti dal personale di bordo, ma di quelli che effettivamente verificano dov’è di preciso la propria uscita d’emergenza[1].

Amanda Ripley, nel suo “Vivi per miracolo” (brutta trasposizione del bel titolo originale “The Unthinkable”. Con il testo, invece, il lavoro di traduzione è stato ottimo), asserisce che è proprio questa una delle informazioni fondamentali quando ”l’impensabile” si concretizza (qui trovate una piccola recensione del testo scritta qualche anno fa).

Peraltro non è per nulla scontato che, in caso di emergenza, l’unico aspetto da gestire sia l’evacuazione rapida ed ordinata dei luoghi. Ci saranno infatti anche persone che, a seconda dei casi e delle situazioni specifiche:

  • non dovranno abbandonare il luogo a rischio (es. gestori di processi a rischio di incidente rilevante, chirurghi in sala operatoria, ecc.)
  • non potranno abbandonare il luogo a rischio (es. persone con limitata mobilità e/o limitazioni della vista, udito presenti in luoghi “difficili”[2], ecc.)
  • dovranno addirittura entrare nei luoghi a rischio (es. i professionisti dell’emergenza, VVF su tutti)

In emergenza, inoltre, il vincolo di irreversibilità è pervasivo, a differenza della maggioranza delle normali condizioni operative. Ogni scelta fatta annulla, infatti, tutte le altre opzioni potenziali[3].

Durante un’emergenza, dunque, NON SI TORNA INDIETRO. Per questo è importante la preventiva pianificazione, proceduralizzazione e addestramento all’evento.

In situazioni emergenziali e ad alto stress anche la sala di comando di una centrale nucleare (il massimo tecnologico concepibile in termini di controllo e di gestione), può diventare terreno fertile per errori umani ed operativi. Il rapporto WASH 1400[4] dà conto di questo fornendo stime probabilistiche per specifiche tipologie di compito. Per esempio:

  • entro i 60 secondi dall’inizio di un’emergenza LOCA (Loss Of Coolant Accident, incidente con perdita di liquido raffreddamento) la probabilità d’errore è totale (100%);
  • dopo i primi 5 minuti dall’inizio di un’emergenza LOCA la probabilità di errore si abbassa, di poco (90%). In altri termini, in questo intervallo di tempo, nove persone su dieci sbaglieranno ad operare/scegliere;
  • dopo mezz’ora dall’inizio dell’emergenza la probabilità di errore arriva al 10%. Solo una persona su 10 continuerà a sbagliare (oppure, altra interpretazione, su dieci scelte compiute da un operatore, nove saranno corrette ed una no);
  • infine, dopo parecchie ore dall’inizio dell’emergenza l’errore diviene dell’1% che rappresenta la tipica probabilità di errore umano per compiti generici (range 0,03-0,01).

Ovviamente stiamo discutendo dei professionisti addestrati presenti in una sala di comando di un impianto sofisticato e complesso. Professionisti che tuttavia, durante le prime fasi di un’emergenza, non ragionano più lucidamente. Ed è proprio in queste circostanze che si manifesta la straordinaria importanza di possedere una familiarizzazione e un addestramento all’emergenza.

Immaginiamo cosa potrebbe accadere, durante un’emergenza (anche molto meno importante di quella considerata dal WASH 1400), che coinvolga persone del tutto prive di preparazione e/o addestramento.

Un esempio emblematico delle dinamiche instaurantesi durante un’emergenza quando al panico si associano un rapido sviluppo di fumi/gas tossici e ostacoli al deflusso è bene rappresentato dall’incidente aereo di Manchester del 1985 descritto in modo molto approfondito da Giovanni Torrella e Carlo Pinchi nel loro bel manuale “Il pericolo d’incendio negli aeromobili e nei propulsori aeronautici” (pp. 116-146) che causò il decesso di 55 persone.

Qui si trova una breve descrizione dell’evento incidentale; le cause attribuibili al disastro furono riferibili primariamente ad un’evacuazione carente del velivolo a terra, come appurarono le successive indagini condotte dalla prof.ssa Helen Muir del Cranfield Institute of Technology. In particolare si stabilì che, al netto dei problemi di ordine tecnico di resistenza al fuoco della fusoliera nonché di panico non gestito durante l’evacuazione, ci furono dei fattori concomitanti legati alla presenza di ostacoli al deflusso.

Vorrei ricordare a questo proposito, ove ancora non fosse ancora chiaro, che l’aereo di cui si discute, un Boeing 737-200, avendo avuto un problema di incendio ad un motore durante la fase di decollo, non si era MAI alzato in volo. I piloti abortirono la manovra in tempo e diedero immediatamente avvio alle procedure di evacuazione a bordo pista. L’aeroplano, peraltro, era dotato di tutte le certificazioni necessarie, compresa quella relativa all’evacuazione[5]. Se l’aeromobile si fosse vuotato nei 75 secondi previsti dalla certificazione non ci sarebbe stato alcun decesso.

Le cose non andarono così. Cosa non funzionò?

Come riuscì a dimostrare Helen Muir, le prove di certificazione per l’evacuazione furono condotte con modalità “non-competitive”. In altri termini il test fu realizzato con persone addestrate, collaborative e in assenza di pericolo incipiente.

L’aereo si vuotò in un battibaleno, cosa che non accadde evidentemente nella realtà. Il principale effetto che venne simulato artificialmente dalla prof.ssa Muir fu il panico che venne indotto con una strategia tutto sommato semplice, a pensarci con il “senno del poi”: pagando.

Alla prima metà delle persone che uscivano dal velivolo di prova veniva riconosciuto un bonus che invece non veniva versato a chi apparteneva al gruppo dei “lenti”.

E cosa accadde con questo stratagemma?

Esattamente QUESTO.

Inoltre lo studio appurò che aperture di evacuazione di dimensioni superiori a 30 pollici (=0,76 m) non consentono che si formino “ponti” al deflusso.

Questa misura minima delle aperture di evacuazione scoperta dal Cranfield Institute of Technology a seguito dell’incidente di Manchester (0,76 m) non è straordinariamente simile alle disposizioni specificate nelle regole tecniche verticali di prevenzione incendi italiane nonché a quanto prescritto sia nell’Allegato IV del D.Lgs. n. 81/2008 sia nel DM 10/03/98?

La sicurezza è UNA, a ben vedere.

Ci siamo, quindi? In luoghi ristretti e/o affollati meglio (molto meglio) che ciascuno di noi identifichi preventivamente l’uscita di emergenza più vicina.

Poi non ci pensa più e ci si gode il viaggio, la festa o il film.

Ma, in caso di emergenza, ognuno sa come comportarsi.

Una buona gestione dell’emergenza è, in fondo, un mix di comportamenti personali, comportamenti collettivi, coordinamento organizzato e strutture predisposte al deflusso.

Alla prossima!

Ciao

Marzio

PS – Vogliamo discutere di emergenza dovuta ad ATEX? Magari la prossima volta…

© Marzio Marigo

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Corso sulle novità in tema d’ATEX, le iscrizioni sono aperte, PENULTIMA CHIAMATA (le iscrizioni chiuderanno il 31/1/2018): Rischio Atmosfere Esplosive ATEX. Le novità recenti, i metodi e le applicazioni (Bologna, 23/2/2018)

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[1] Avete mai avuto l’esperienza di accedere ad un aeromobile abbastanza grande che imbarcava i passeggeri dalle scale poste su entrambe le uscite (anteriori e posteriori)? Certamente chi legge questo blog, prima di scegliere la scaletta dalla quale salire, guarderà prima il numero di prenotazione del sedile che occuperà e agirà di conseguenza. Purtroppo è sufficiente una “minima-minoranza” di persone che per arrivare al posto #5 (per esempio) si imbarchino dall’ingresso posteriore o che per raggiungere il posto #30 scelgano la porta anteriore per aumentare sensibilmente i tempi complessivi di imbarco. Facciamo ora un esperimento mentale ed immaginiamo, per un momento, l’esatto contrario: una evacuazione in emergenza del medesimo aeroplano. Con molte più persone che non sanno bene che fare, che impegnano il corridoio contromano, prese dal panico, che pretendono di portare con sé il bagaglio… Immaginato? Ecco. Fine della simulazione.

[2] Per mille e un motivo.

[3] Una specie di collasso d’onda quantistico applicato alla sicurezza nei luoghi di lavoro.

[4] Le probabilità di errore umano base stimate nel rapporto mantengono una certa validità ancora oggi (esistono tuttavia metodologie di stima dello Human Error più aggiornate). Non così le conclusioni ad esse connesse. Il rapporto WASH 1400 non rappresenta più da tempo, per molti motivi, lo stato dell’arte in tema di scienza della sicurezza industriale. Una bella trattazione della moderna teoria sulla genesi di un incidente rilevante è invece sviluppata, per esempio, dagli scienziati dei laboratori Sandia e Los Alamos nel bel testo, pubblicato da Harvard University Press, relativo all’incidente alla piattaforma Deepwater Horizon.

[5] Il Boeing 737-200 venne certificato nel 1970. In 75 secondi vennero evacuati con successo 130 passeggeri e 5 membri dell’equipaggio. Il limite di certificazione era di 90 secondi e venne soddisfatto.

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Dell’affidabilità dei sistemi e delle scienze confuse

Disclaimer: il post è un po’ ostico. Mi dispiace… è uscito così.

La “scienza occulta” dell’affidabilità dei sistemi spesso riserva sorprese più o meno gradite. E, come in ogni ambito del sapere tecnico/tecnologico, le conoscenze personali avanzano per tentativi ed errori.

E, ogni tanto, soluzioni.

Non è semplice mettere insieme la comprensione profonda di un impianto, la sua completa descrizione in termini di funzioni (primarie e secondarie), guasti funzionali, TOP EVENT e la conseguente correlazione con la statistica frequentista posta alla base delle analisi di affidabilità.

Il discorso sarebbe parecchio lungo ed incentrato sul pacchetto minimo di competenze universitarie che dovrebbe possedere un laureato in ingegneria, oggi, in Italia.

Insomma, massimi sistemi.

Lascerei perdere e mi concentrerei, invece, su un esempio di calcolo dell’affidabilità di un banale sistema composto da una tubazione intercettata da due valvole a farfalla.

Una roba fatta più o meno così.

Abbastanza semplice, pare. La figura è auto-esplicativa e non c’è da aggiungere nulla, vero?

Due valvole, così collegate, dovrebbero dare vantaggio di sicurezza. Abbiamo duplicato le barriere, in fondo. Ed è questa la conclusione alla quale giungono interi gruppi di persone, specialisti della sicurezza, ai quali tengo periodicamente seminari su questi temi.

Persone esperte e competenti ma che commettono i medesimi errori.

Il problema arriva dopo, quando cominciamo a ragionare sulla specifica conclusione. A quale tipo di scenario facciamo riferimento?

Un paio di esempi.

IL PRIMO SCENARIO

Il liquido scorre nella tubazione durante il funzionamento ordinario (es. alimentazione di raffreddamento) ed entrambe le valvole sono aperte.

TOP EVENT: mancata intercettazione del refrigerante a seguito di un’emergenza.

IL SECONDO SCENARIO

Il liquido non scorre nella tubazione durante il funzionamento ordinario ed entrambe le valvole sono chiuse. Esse intervengono in caso di emergenza (es. apertura di scarico verso una torcia industriale).

TOP EVENT: mancato deflusso in caso di blowdown.

Le cose a questo punto si complicano. Infatti perché si verifichi il TOP EVENT del primo scenario deve aver luogo il seguente MODO DI GUASTO:

  • entrambe le valvole non chiudono (FAIL TO CLOSE)

mentre il secondo TOP EVENT è indotto da un MODO DI GUASTO esattamente opposto:

  • almeno una valvola non apre (FAIL TO OPEN)

Nel primo caso, quindi, è necessario che entrambe le intercettazioni non funzionino in chiusura (logica AND) mentre nel secondo caso è sufficiente che solo una o l’altra valvola non si apra (logica OR).

Nel primo caso l’affidabilità si può considerare un parallelo di barriere, il secondo caso è invece un fragile sistema serie.

Aggiungiamo qualcosina a complicare ulteriormente la situazione?

L’ottava edizione della banca dati FARADIP.THREE (2014) fornisce la seguente schermata complessiva al menù valves-general:

I valori di tasso di guasto (mediano) in chiusura ed apertura delle valvole a farfalla sono quindi i seguenti:

  • λfail.to.close = 0,5E-6 [1/h]
  • λfail.to.open = 0,3E-6 [1/h]

Abbiamo quindi scoperto che il primo e il secondo modo di guasto sono differenti anche sotto questo punto di vista.

La cosa appare analoga, anche se con tassi di guasto differenti, se consultiamo altre banche dati (es. OREDA, TNO, ecc.)

Interessante, no?

Arriviamo ora alla domandilla per le vacanze di Natale: dati i tassi di guasto che abbiamo visto (nell’ipotesi di validità di una densità esponenziale inversa), che probabilità ci sono che gli scenari #1 e #2 si verifichino nell’arco di un anno, tempo oltre il quale avrà luogo la manutenzione preventiva AGAN (As Good As New) delle singole valvole?

Ora non mi rimane che augurare buone feste a tutti i frequentatori di questo Blog!

Buon Natale

Ciao

Marzio

© Marzio Marigo

PS – L’ipotesi fatta di tasso di guasto costante, e quindi di componente privo di memoria, è supportata anche dal fatto che il fattore di forma β della funzione di Weibull è circa unitario.

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Corso sulle novità in tema d’ATEX, le iscrizioni sono aperte: Rischio Atmosfere Esplosive ATEX. Le novità recenti, i metodi e le applicazioni (Bologna, 23/2/2018)

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Gas densi e IEC 60079-10-1:2015

Un gas denso rilasciato in atmosfera tende a manifestare dinamiche di dispersione molto particolari che si differenziano dalla maggioranza delle situazioni connesse alla classificazione di zone a rischio di esplosione.

Di quali gas discutiamo? Non di tutti quelli che possiedono una densità superiore a quella dell’aria, ovviamente. In prima ipotesi pochi sono i gas con potenzialità tali da generare nubi dense (nelle normali condizioni tecnologiche di stoccaggio e/o utilizzo). Un piccolo elenco è il seguente: GPL, GNL, ammoniaca, cloro, acido fluoridrico. Questo riepilogo è naturalmente da considerarsi non completo e, come si vede, include pure specie chimiche non infiammabili.

Le situazioni dalle quali si origina tale particolare forma di rischio sono riassumibili in tre tipologie di rilascio:

  • da contenimento pressurizzato;
  • da contenimento refrigerato;
  • a getto bifase.

Cosa accade, quindi, successivamente al rilascio[1]? Più o meno dovrebbero generarsi le seguenti dinamiche:

  1. collasso gravitazionale. La nube si schiaccia a terra allargando velocemente il proprio raggio e riducendo conseguentemente l’altezza;
  2. diffusione gravitazionale. La nube si diffonde sul terreno ancora gravata da una spinta negativa;
  3. dispersione passiva. La diluizione originata dall’aria trascinata conduce ad una dispersione avente spinta di galleggiamento neutra.

La nube densa appare tipicamente bianca ma questo NON è il colore reale del gas (nella figura la nube densa causata da una valvola aperta in un deposito di GPL).

Questi gas non hanno colore ma, in fase di rilascio, l’espansione causa un forte sottoraffreddamento che condensa l’umidità atmosferica. Questo è il motivo del “bianco nebbia” che accompagna l’emissione.

Peraltro quanto più secca risulta l’atmosfera nella quale ha luogo il rilascio, tanto più fredda e meno bianca risulterà la nube. Infatti la condensazione dell’umidità atmosferica tenderà a rilasciare del calore latente che opererà un riscaldamento complessivo della massa di vapore. La dispersione passiva, quindi, avrà luogo più velocemente in presenza di atmosfere umide.

Ora chiediamoci: le pozze di infiammabili liquidi a temperatura ambiente (acetone, benzina, ecc.) generano nubi dense?

In linea di principio NO.

I modelli ingegneristici sui quali ho avuto modo di lavorare (Britter & McQuaid, SLAB Analysis) vanno generalmente in crisi con le dispersioni di nubi di questo tipo. E se siete diffidenti nei miei confronti (cosa certamente legittima!), non lo sarete nei confronti dell’AICHE americana che tratta l’evaporazione da pozza di acetone con modelli di dispersione passiva[2].

Non crediate però di stare leggendo le elucubrazioni di una specie di “filosofia” della dispersione priva di ricadute tecnologiche reali, ok?

Le considerazioni appena svolte ci aiutano ad applicare correttamente i modelli compresi nel nuovo standard di classificazione IEC 60079-10-1:2015. Questa norma, infatti, differenzia e discretizza le modalità di dispersione in tre specifiche tipologie:

  • dispersione a getto;
  • dispersione passiva;
  • dispersione per nube densa.

Facciamo ora una prova.

Immaginiamo, dopo aver svolto i calcoli del caso, di essere in presenza di un rilascio (Wg*), derivante da una pozza di acetone, che emetta vapori con velocità pari a:

Wg* = 1 m3/s (una bella pozza!)

Che distanza di classificazione otterremmo se scegliessimo la dispersione passiva invece della nube densa?

La soluzione viene fornita dalla Figura D.1, IEC 60049-10-1:2016.

Come si può constatare l’utilizzo della nube densa in luogo della dispersione passiva conduce ad un raddoppio della distanza di classificazione (circa 4 metri di classificazione, oltre il bordo pozza, per la dispersione passiva contro gli oltre 9 metri nel caso della dispersione dovuta a gas denso).

Ci siamo quindi?

Nubi dense si.

Ma Cum grano salis.

Alla prossima!

Marzio

Domanda: e l’altezza? Qual è l’altezza di simili dispersioni?

© Marzio Marigo

[1] Ogni scenario ATEX che coinvolga infiammabili possiede sempre due fasi bene distinte: 1) rilascio, 2) dispersione. Remember it!

[2] Si. La mano è la mia.

Corso sulle novità in tema d’ATEX (Bologna, 23/02/2018), le iscrizioni sono aperte: Rischio Atmosfere Esplosive ATEX. Le novità recenti, i metodi e le applicazioni

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ATEX, serbatoi & risposte

La scorsa settimana ci eravamo lasciati con un problema aperto al quale ora cercherò di dare risposta. La soluzione passerà necessariamente attraverso una simulazione di calcolo (ed è esattamente in questo punto che perderò, probabilmente, due dei miei tre lettori).

Per le simulazioni utilizzeremo le equazioni della tensione di vapore proposte dal Perry’s Handbook. I limiti superiori di infiammabilità (UFL) saranno invece estrapolati dalla scheda di sicurezza del fornitore della miscela, un po’ datata per la verità (2003). Ad un’analisi più approfondita la MSDS si rifà al database presente nello Yaws Chemical Handbook del quale qui si può leggere un breve estratto (tratto da: Crowl, D. A. (2010). Understanding explosions. John Wiley & Sons).

Tutto bene quindi?

L’interno del serbatoio si può definire in “regime di saturazione dei vapori” e non ci pensiamo più?

Non proprio.

Per tutta una serie di ragioni che riepilogherò alla fine.

Nella realtà abbiamo svolto i calcoli con UFL “vecchi”, diciamo così. L’ultima revisione della IEC 60079-20-1 restituisce, a questo riguardo, i valori che riporto di seguito.

All’interno del serbatoio, con i dati aggiornati alle migliori fonti di informazione ora disponibili, i vapori saturi in equilibrio non superano l’UFLmix e non si può quindi escludere la presenza di ATEX durante il funzionamento ordinario del serbatoio.

Vogliamo provare a vedere ciò che risulta se utilizzassimo i valori di tensione proposti in CEI 31-35? Lascerei stare per le ragioni che ora sono più evidenti.

Cosa possiamo quindi concludere da questo paio di calcoli svolti senza fare riferimento ad alcuna situazione a me nota?

Alcune cose, direi, che riepilogo alla rinfusa:

  • è possibile che all’interno di un contenimento di infiammabili la miscela non sia innescabile almeno durante il normale esercizio (no zona ATEX quindi? Oppure si? Di che tipo? Come classifichiamo?);
  • è possibile che i calcoli, in tali casi, possano essere svolti con tecniche imprecise o non facendo riferimento a basi dati affidabili (e no, la scheda di sicurezza di dieci anni fa non va bene);
  • per il servizio di prevenzione e protezione il riferimento deve essere sempre quello della “migliore tecnica disponibile”. E quindi metodiche di calcolo precise e schede di sicurezza aggiornate;
  • le schede di sicurezza devono essere complete ed aggiornate: questo vale sia per chi le schede le fornisce sia per chi le schede le fruisce;
  • è sempre necessario adottare un adeguato margine di sicurezza su ciò che stimiamo. La nuova CEI EN 60079-10-1:2016, per esempio, può richiedere coefficienti di sicurezza che portano a dimezzare l’LFL e l’UFL di calcolo (k compreso tra 0,5 e 1). Per emissioni di grado continuo l’edizione del 2010 del medesimo standard indicava un coefficiente di sicurezza pari a 4;
  • attenzione alle valutazioni fatte sui valori medi di temperatura e pressione. A volte è necessario ricorrere a simulazioni che comprendano l’intero scenario di variabilità del processo. A questo proposito cito il riferimento IEC TS 60079-43:2017 (Equipment in adverse service conditions);
  • valutazioni di questo tipo possono richiedere la determinazione della Temperatura Limite Superiore di una miscela (introdotta per la prima volta dal Louis Medard) che spesso non viene inclusa nei database di valutazione (si veda la Figura 7 in questo documento dell’INRS);

Ultima, ma non ultima considerazione: possono certamente verificarsi condizioni di saturazione dei vapori all’interno di un serbatoio ma non scordiamoci che, poiché stiamo discutendo di un serbatoio atmosferico, esisterà una valvola di sfiato nelle adiacenze della quale la concentrazione passerà da un valore superiore all’UFL ad una valore tecnicamente nullo all’esterno della medesima. La miscela, cioè, attraverserà, per un volume più o meno consistente (e da valutare), il campo di esplosione LFL-UFL. Con le potenziali conseguenze del caso.

Alla prossima!

Ciao

Marzio

© Marzio Marigo

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Corso sulle novità in tema d’ATEX, le iscrizioni sono aperte: Rischio Atmosfere Esplosive ATEX. Le novità recenti, i metodi e le applicazioni (Bologna, 23/2/2018)

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ATEX, serbatoi & domande

Vogliamo provare a fare un piccolo esercizio?

Immaginiamo di stoccare, all’interno di un serbatoio metallico atmosferico, una miscela infiammabile di benzene e toluene (frazione molare = 0,5) alla temperatura di 25°C e alla pressione di 1 bar.

Le domande in tema d’ATEX a cui propongo di rispondere sono le seguenti:

  1. i vapori presenti nel serbatoio, nelle condizioni specificate, sono da ritenersi infiammabili?
  2. quali possono essere le considerazioni da formulare relativamente ai rischi di incendio ed esplosione?

Tra qualche giorno, entro fine settimana, posterò i risultati di questa specie di esercizio. Che può apparire banale. Ma che non lo è per nulla.

Volete nel frattempo dire la vostra?

Attendo risposte, eh?

Per chi voglia invece documentarsi nel dettaglio anche su aspetti di valutazione ATEX simili a quello proposto, ricordo che esistono, in questo momento, almeno un paio di strategie di approfondimento semplicemente percorribili.

Questa

E questa

A presto

Ciao

Marzio

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Delle lampadine, dei cuscinetti a rulli e del “paradosso dell’ispezione”

Ci siamo mai chiesti perché le lampadine che acquistiamo al Brico durino generalmente di più di quanto dichiarato? E perché, quando visitiamo una città, sperimentiamo tempi d’attesa dei mezzi pubblici (tram, metropolitane, ecc) spesso maggiori rispetto a quelli medi dichiarati dal gestore del servizio?

La cosa potrebbe continuare in ambiti più tecnici discutendo dei tempi di missione di cuscinetti volventi, interruttori, pompe, ventilatori, motori elettrici, ecc.

Insomma tutto l’universo tecnologico che ci circonda tende ad evidenziare trend di durata difformi da quelli medi dichiarati, calcolati (o calcolabili).

Attenzione, non discuto di situazioni “ballerine”: durate un po’ maggiori (a volte) un po’ minori (in altri casi) che tra loro si compensano, ma di vite a guasto percepite spesso più ampie rispetto a quanto ci si attenderebbe.

Cos’è quindi che congiura nel farci acquistare lampadine, calcolatrici, cuscinetti a rulli conici [1] che vivono più a lungo del loro valor medio oppure nel farci incolonnare nella fila più lenta al supermarket?

La soluzione dell’arcano passa dalla statistica, in generale, e dalla soluzione del “paradosso dell’ispezione”, in particolare.

Cercherò di spiegarmi aiutandomi con il classico esempio della fermata di un autobus cittadino, indicando con “X” l’arrivo previsto del bus e con il trattino “-“ equivalente a cinque minuti d’intervallo d’attesa. Immaginiamo una situazione nella quale il tempo medio di attesa sia di 15 minuti. Avremo qualcosa di assimilabile al seguente schema:

ꝏ… – X – – – X – – – X – – – X – – – X – – – X – – – X – …

Nel caso reale invece, soprattutto in presenza di un’alta dispersione degli arrivi (dovuta, per esempio, ad un traffico caotico, a corsie preferenziali intasate da autoveicoli privi di titolo, ecc. [2]) si potrebbe creare uno scenario di questo tipo:

ꝏ… – X – X – X – – – – – – – – – X – – X – X – – – – – X …

Cosa li differenzia? La media complessiva di attesa è uguale in entrambi i casi (15 minuti), ciò che cambia è la quantità di tempo di chi sperimenterà situazioni di disagio. Nel secondo caso, facendo l’ipotesi di un afflusso costante di persone alle banchine d’attesa, ci saranno molte più persone che attenderanno tempi superiori alla media rispetto a quelle che si gioveranno delle partenze anticipate.

Sarà quindi molto più probabile il dover attendere di più l’autobus che il viceversa.

Da qui il paradosso, che paradosso non è: molte persone avranno atteso molto, poche avranno atteso poco.

Teniamo conto di questo importante aspetto quando faremo inferenze di affidabilità basate su un’unica rilevazione, ok?

Asserire che un apparecchio possiede un MTBM (Mean Time Beetween Maintenance) di un anno perché si è guastato, nel corso della durata del mio incarico, dopo un anno, non dice molto. Facendo l’ipotesi di tasso di guasto costante, ci sono buone probabilità che sia io sia il mio incarico appartengano al periodo “lungo” e “fortunato”, diciamo così.

E quindi? Le poche aziende (davvero poche) che creano banche dati affidabilistiche interne sono composte da ingenui?

Certamente NO.

Il calcolo di tassi di guasto dei propri asset, soprattutto se critici, è di fondamentale importanza. Soprattutto se successivamente mediati con banche dati affidabili e rielaborati alla luce del teorema di Bayes.

La manutenzione… questa sconosciuta… 🙂

Alla prossima!

Ciao

Marzio

APPENDICE (un pochino complicata): per chi volesse approfondire l’argomento suggerisco un qualsiasi testo di statistica e affidabilità (come questo per esempio). Venendo alla dimostrazione di quanto asserito, ipotizzando un processo di rinnovo di tipo Poisson, se formalmente indichiamo con λ il tasso di guasto di un componente (inverso dell’MTTF nel solo caso di componenti non riparabili e con rateo costante) e con t la coordinata temporale in corrispondenza della quale ha luogo l’ispezione, si ha:

Dato che E[δt+γt] è maggiore di 1/λ (=MTTF alle condizioni date) per t > 0, il divario medio tra i due eventi, appena prima e appena dopo il tempo fisso t, è maggiore del divario medio tra tutti gli eventi nel processo. CVD… era tantissimo tempo che volevo chiudere un post con questo acronimo… 

Post Scriptum – A chi voglia approfondire l’argomento evitando eccessive formalizzazioni matematiche consiglio questo bel testo divulgativo, scritto da Amir Aczel e pubblicato nel 2005 da Raffaello Cortina Editore.

_______

[1]  Chi tra noi non conserva a casa, magari nel sottoscala, una bella coppia di cuscinetti a rulli conici?

[2] Ogni riferimento al traffico stradale della nostra straordinaria Capitale è ovviamente “statistico”.

© Marzio Marigo

 

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Quando la passione per i manuali tecnici…

…sfocia nell’ossessione.

Ormai la biblioteca dello studio si sta trasformando in qualcosa di più di un semplice strumento di lavoro. Le sue scaffalature, nel corso degli anni, si sono via via popolate di opere che ora sembrano introvabili.

Prima o poi le catalogherò.

Già.

Prima o poi.

Peraltro credo di possedere, sui temi di mio interesse, una varietà di manuali che supera, in ampiezza, quella di molte biblioteche tecniche annesse alle facoltà italiane di ingegneria. Discuto ormai di quasi un migliaio di opere, recenti e meno recenti, prevalentemente in lingua inglese (testi in italiano, su questi argomenti, ce ne sono davvero pochini).

L’ultimo arrivato, in ordine di tempo, è il secondo volume della “trilogia” pubblicata dall’Icheme negli anni ’80 che tratta di contenimento e soppressione dell’esplosione:

Schofield C., Abbott J. A. (1988), Guide to Dust Explosion Prevention and Protection. Part 2 – Ignition Prevention, Containment, Inerting, Suppression and Isolation, Icheme, Rugby (UK)

Ho già recuperato da tempo il primo volume scritto da Lunn (sul venting). Con un pizzico di fortuna dovrei riuscire ad arrivare pure al terzo, grazie ad una piccola libreria di Manchester.

L’attuale manuale di Barton è nato a proprio a partire dalla sintesi di questi tre volumi, per dire.

Alla prossima!

Ciao

Marzio

PS – E si. Li leggo pure… 🙂

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