Classificazione Zone con presenza di Atmosfere Esplosive da Gas o Vapori

La web app gratuita è pensata per supportare chi progetta, gestisce o verifica impianti in cui possono generarsi atmosfere potenzialmente esplosive da gas/vapori. Consente di effettuare una pre‑classificazione delle Zone AD (Zone 0/1/2) in modo tracciabile, coerente con l’impostazione della CEI EN IEC 60079‑10‑1:

• guida l’utente nel dimensionamento della ventilazione locale e nell’analisi della diluizione;

• consolida le scelte in una matrice (grado × diluizione × disponibilità) per proporre la zona;

• fornisce anche una stima parametrica dell’estensione della zona (condizioni di applicabilità) e una verifica NE (nube di Negligible Extent, ossia estensione trascurabile) quando pertinente.

A cosa serve in pratica
– valutare scenari tipici (getti da micro‑perdite, rilasci liquidi con frazione vaporizzata, evaporazioni da pozze/vasche);
– verificare l’effetto di varianti (ventilazione, schermature, gas pesanti, ecc.);
– produrre un report con formule, valori e assunzioni in chiaro.

Cosa calcola 

1. Portata di rilascio Wg [kg/s] del gas/vapore generato dallo scenario (getto gas, rilascio liquido con frazione vaporizzata, evaporazione da pozza).

2. Densità del gas in condizioni ambiente ρg [kg/m³].

3. Caratteristica di rilascio Qc [m³/s]:

   Qc=ρg⋅(k⋅LFLeff)Wg

   con k fattore di sicurezza e LFLeff che tiene conto di eventuale concentrazione di fondo.

4. Velocità di ventilazione locale uw [m/s] (indoor da V˙/Alibera; outdoor da vento × fattore di schermatura).

5. Indice di diluizione R=Qc/uw [m²] ⇒ classe di diluizione (Alta/Media/Bassa) secondo soglie configurabili.

6. Zona proposta da matrice (grado di emissione × diluizione × disponibilità della ventilazione).

7. Estensione caratteristica (solo se applicabile, vedi sotto) e verifica NE.

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Secondo quale metodo (logica di calcolo)

L’impostazione segue la filosofia della CEI EN IEC 60079‑10‑1: partire dalla sorgente di emissione, valutare ventilazione e diluizione, quindi dedurre la zona con una matrice di classificazione e, quando possibile, stimarne in modo parametrico l’estensione.

1) Dati di sostanza e condizioni

• LFL (% vol): limite inferiore di infiammabilità.

• Massa molare M (g/mol), γ (= cp/cv), Z (comprimibilità).

• Pressione e temperatura ambiente: per densità e confronto con pressione di sorgente.

• Opzione gas pesante (automatica da M o forzata dall’utente) per applicare correttivi all’estensione.

2) Sorgenti di emissione (calcolo di Wg)

• Getto di gas da orifizio
  – verifica del rapporto P0/Pa: sonico (choked) o subsonico;
  – uso di Cd, area S, P0,T0, proprietà del gas;
  – facoltativa una auto‑diluizione del getto (fattore 0.2–1.5) applicata a valle su Qc.

• Rilascio di liquido con frazione vaporizzata f:
  Wg=m˙liquido⋅f.

• Evaporazione da pozza/recipiente:
  Wg=A⋅m˙′′ con area e flusso di evaporazione stimati.

3) Ventilazione e uw

• Indoor: uw=V˙/Alibera.

• Outdoor: uw=uvento⋅fattore di schermatura (aperto/semi‑ostruito/ostruito).

• Disponibilità della ventilazione: Buona / Adeguata / Scarsa (probabilità che la ventilazione “richiesta” sia effettivamente presente al bisogno).

4) Indice R e classe di diluizione

• R=Qc/uw.

• Confronto con soglie High/Medium (default tipici: 0.5 m² e 2.0 m², modificabili):
  – Alta se R<High (o non significativo);
  – Media se High≤R<Medium;
  – Bassa se R≥Medium.

5) Zona proposta (matrice “Tabella D.1”)

La zona deriva dalla matrice che incrocia:

• Grado di emissione: Continuo / Primario / Secondario;

• Diluizione: Alta / Media / Bassa;

• Disponibilità ventilazione: Buona / Adeguata / Scarsa.

La matrice è editabile per aderire alla prassi aziendale e all’edizione di norma adottata.

6) Estensione caratteristica (solo se applicabile)

Per diluizione Alta e concentrazione di fondo trascurabile, la web app fornisce una stima parametrica dell’estensione (raggio caratteristico) del volume di zona:

r≈a1+a2R(×fH per gas pesanti)

con coefficienti configurabili. Non usare questa stima per diluizione Media/Bassa o in geometrie molto ostacolate/complicate.

7) Verifica NE (Negligible Extent)

Opzionale check volumetrico: se il volume della nube a una concentrazione di riferimento è ≤ del volume critico impostato e la concentrazione di fondo è sotto un limite, la zona 2 può essere qualificata come “Zone 2 NE” (estensione trascurabile). È una pre‑verifica di buon senso, non un giudizio normativo automatico.

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Parametri necessari (input)

• Sostanza: LFL, M, γ, Z; Gruppo gas (informativo).

• Condizioni ambiente: pressione Pa, temperatura T.

• Grado di emissione: Continuo / Primario / Secondario.

• Getti gas: P0 (bar a), T0 (°C), area orifizio S (mm²), coefficiente di scarico Cd.

• Rilascio liquido: portata m˙ [kg/s], frazione vaporizzata f (0–1).

• Pozza/recipiente: area A [m²], flusso di evaporazione m˙′′ [kg/(m²·s)].

• Ventilazione:
  – indoor: portata aria V˙ [m³/h] e sezione libera Alibera [m²];
  – outdoor: vento [m/s] e schermatura (aperto/semi‑ostruito/ostruito).

• Disponibilità ventilazione: Buona / Adeguata / Scarsa.

• Concentrazione di fondo Xb (frazione di LFL).

• Fattore k su LFL (preset IEC k=1 o Conservativo k=0.5).

• Soglie di R per la diluizione (High/Medium), coeff. estensione a1,a2 e fattore gas pesante fH.

• NE: concentrazione di riferimento, volume critico, limite Xb e geometria (sfera/cilindro o volume imposto).

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Risultati calcolati (e come interpretarli)

• Wg [kg/s] – massa di gas/vapore rilasciata: più è alta, più è severo lo scenario.

• ρg [kg/m³] – densità del gas in ambiente.

• Qc [m³/s] – “forza” del rilascio in termini volumetrici.

• uw [m/s] – “forza” della ventilazione attorno alla sorgente.

• R=Qc/uw [m²] – indice che governa la diluizione (Alta/Media/Bassa).

• Zona proposta – esito della matrice (con testo esplicativo del perché).

• Estensione caratteristica r [m] – solo per condizioni di Alta diluizione e Xb trascurabile.

• Esito NE – se la nube stimata è “di estensione trascurabile” alle condizioni impostate.

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Significato delle Zone AD e delle zone proposte

• Zone 0: atmosfera esplosiva presente continuamente, per lunghi periodi o frequentemente.

• Zone 1: atmosfera esplosiva probabile in esercizio normale.

• Zone 2: atmosfera esplosiva non probabile in esercizio normale e, se si verifica, di breve durata.

• No Zone: rischio trascurabile secondo il metodo e le assunzioni utilizzate.

• Zone 2 NE: come Zone 2, ma la nube stimata risulta di estensione trascurabile (criterio volumetrico e di fondo soddisfatti).

La zona finale dipende sempre da grado di emissione, diluizione (tramite R) e disponibilità della ventilazione. La web app rende trasparente questa logica e consente di tracciare le scelte.

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Potenzialità della web app

• Rapidità: esplori varianti di scenario (pressori, orifizi, vento, schermature) in pochi secondi.

• Trasparenza: tutte le formule e le variabili chiave sono riportate, con valori e unità.

• Adattabilità: matrice di classificazione ed estensione parametrica sono personalizzabili.

• Preset: IEC (k=1) e Conservativo (k=0.5) per governare il margine di sicurezza sulla LFL.

• NE check: utile pre‑verifica quando si mira a dimostrare l’estensione trascurabile della nube.

• Operatività: salvataggi locali, caricamento esempi, esportazione del report.

Limiti (da conoscere prima dell’uso)

• L’estensione parametrica è valida solo con diluizione Alta e Xb ≈ 0; per Media/Bassa, o in layout complessi/ostruiti, utilizzare metodi conservativi o CFD.

• Le proprietà di sostanza (LFL, M, γ, Z) incluse in esempi sono indicative: vanno validate dal progettista per le condizioni operative.

• Il modello non copre polveri (campo della 60079‑10‑2), spray/nebbie complesse, flash boiling articolato, reazioni chimiche particolari o scenari transitori non rappresentabili con i parametri base.

• La matrice di zona è personalizzabile: va allineata alla procedura aziendale e all’edizione di norma adottata.

• La verifica NE è una pre‑valutazione semplificata: non sostituisce analisi dedicate.

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Metodo: dettagli operativi e scelte chiave

• Fattore k su LFL: imposta il margine di sicurezza nell’equazione di Qc. Con “IEC” k=1; con “Conservativo” k=0.5.

• Soglie di R: definiscono il confine fra diluizione Alta/Media/Bassa. Sono configurabili per aderire alle prassi interne.

• Gas pesanti: opzionale fattore correttivo per l’estensione parametrica.

• Disponibilità ventilazione: sposta la proposta di zona nella matrice; è cruciale valutarla in modo realistico (manutenzioni, affidabilità, interblocchi, ecc.).

• Concentrazione di fondo Xb: se non trascurabile, riduce la LFL efficace e può inibire la stima di estensione.

• Tracciabilità: ogni calcolo riporta formule, numeri e assunzioni nel report per favorire il riesame tecnico.

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Disclaimer sulla web app gratuita

Questa web app è uno strumento di supporto  per la pre‑classificazione delle Zone AD; non sostituisce la norma tecnica, le procedure aziendali né il giudizio professionale. I risultati dipendono dagli input e dalle assunzioni inserite dall’utente. Prima di adottare decisioni progettuali, operative o di conformità, è necessaria una verifica tecnica da parte di personale qualificato e il confronto con la documentazione applicabile (norme, linee guida, specifiche interne). Gli autori non assumono responsabilità per usi impropri, errori di inserimento dati o interpretazioni non conformi.

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