IL DIAGRAMMA DI INFIAMMABILITA’

(SEGUENDO LA TRACCIA DI APPUNTI SCRITTI DAL PROF. MILVIO MARCEDDU)
(vedi l'articolo sicurezza della Università di Bologna)

DEFINIZIONI

COSA SIGNIFICA

Il diagramma di infiammabilità rappresenta l’area di pericolo di incendio – esplosione della miscela gas – aria (area interna alla curva rossa nella figura). L’ampiezza e la forma dell’area dipendono dal tipo di gas: per esempio i limiti per il propano sono: Low Fammable Limit LFL =  2,2 %; Ultra Fammable Limit UFL = 9,5 %.

SIGNIFICATO DELLE LINEE

1.      LINEA BLU. E’ il legame fra le percentuali di O₂ e di gas.

2.      LINEA VERDE SCURO. E’ la linea che attraversa la zona pericolosa.

3.      LINEA ROSSA. E’ la linea interna alla zona di pericolo.

LINEA GIALLA. E’ la linea limite di separazione fra pericolo e sicurezza.

4.      LINEA VERDE CHIARO. E’ la linea che indica sicurezza.

INTERPRETAZIONE DELLE LINEE

All’inizio nelle cisterne c’è solo aria, cioè ci si trova nello stato del punto O: niente gas combustibile, 21% di ossigeno O₂, 78% di azoto N₂. Man mano che si sviluppa gas dal petrolio si percorre la linea blu, cioè cresce la quantità di gas e proporzionalmente diminuisce l’ossigeno.

Introducendo il gas inerte, si passa alla linea verde scuro, poi alla gialla e infine a quella verde chiaro, in quanto il GI prende il posto dell’aria atmosferica con conseguente diminuzione della percentuale di ossigeno e di gas combustibile: le linee infatti si spostano verso sinistra. Contemporaneamente l’area di pericolo si restringe. Facendo l’esempio del propano, senza GI lo stato di pericolo va dal 2,2 al 9,5 % di gas (linea blu). Introducendo una certa quantità di GI lo stato di pericolo va da 2,6 a 8 % (linea rossa da B1 a A1 ). Aumentando il GI si passa alla linea gialla e il pericolo si riduce al punto C (percentuale 3 di gas). Con un ulteriore incremento di GI si entra nella zona della linea verde chiaro di assoluta sicurezza.

DISCUSSIONE

Immaginiamo di trovarci in uno dei punti rappresentati nella figura e di modificare lo stato del sistema aggiungendo o togliendo GI:

a)      PUNTO A: lo stato è sicuro ma se per una causa qualunque la miscela si arricchisce di ossigeno, per esempio a causa di una perdita di GI, seguendo la linea O-A si rischia di entrare nella zona di pericolo.

b)      PUNTO B: lo stato è sicuro ma se per una causa qualunque la miscela si arricchisce di gas, per esempio a causa di un aumento della evaporazione dovuto ad un aumento della temperatura, seguendo la linea O-B si rischia di entrare nella zona di pericolo.

c)      PUNTO C: lo stato è sicuro ma se per una causa qualunque la miscela si arricchisce di gas, per esempio a causa di un aumento della evaporazione dovuto ad un aumento della temperatura, la linea O-C si sposta verso destra e si rischia di entrare nella zona di pericolo. Se invece aumenta la percentuale di ossigeno con conseguente diminuzione di quella del gas, si rientra nella zona sicura (vedi punto B’). Analogamente accade se diminuisce la percentuale di ossigeno con contemporaneo aumento del gas (vedi punto A’).

d)      PUNTO D: lo stato è sicuro a meno che la miscela non si arricchisca molto di gas (la linea si sposta molto verso destra).

In conclusione le miscele aria – gas sono sicure fin quando ci si trova a sinistra della linea O – C, sono sicuramente esplosive dentro l’area della curva rossa, potenzialmente esplosive nelle zone restanti. La linea O – C prende il nome di “linea di diluizione critica”.

L’impianto è dotato di sensori che misurano le percentuali di ossigeno e di gas combustibile nelle cisterne per cui è in ogni istante possibile individuare sul diagramma di infiammabilità il punto rappresentativo, così da poter intervenire tempestivamente. Tenendo le valvole di sfiato aperte e immettendo GI in pressione si ottiene il risultato di espellere aria e gas e quindi di sostituire l’atmosfera interna alle cisterne con una miscela non esplosiva, rappresentata da tutti i punti a sinistra della linea O - C.