In un impianto dove si macinano, si miscelano o si trasferiscono polveri, le cariche elettrostatiche non sono un dettaglio da laboratorio. Sono una potenziale fonte di innesco. Quando nell’aria è presente una nube di polveri combustibili, una scarica può trasformare una normale giornata di produzione in un evento potenzialmente fatale. La differenza tra un processo efficiente e un fermo impianto sta spesso nella gestione proattiva dell’elettricità statica.
Che cos’è la carica elettrostatica e come nasce nelle polveri
Le cariche si generano quando due materiali si toccano e si separano: è l’effetto triboelettrico. In un mulino o lungo una tubazione, particelle solide e superfici si urtano e si strofinano, scambiandosi elettroni. Se la resistività dei materiali è alta e le vie di scarica sono scarse, l’accumulo aumenta. Anche gli operatori si caricano camminando su pavimentazioni isolanti o indossando calzature non ESD. Il risultato è un sistema pronto a scatenare tutta la sua energia sotto forma di scarica elettrostatica.
Dal rischio invisibile all’innesco: condizioni perché avvenga l’accensione
Perché si verifichi un incendio o un’esplosione servono tre elementi: combustibile, ossigeno, innesco. Come definito dall’Inail l’atmosfera esplosiva è “una miscela con l’aria, a condizioni atmosferiche, di sostanze infiammabili allo stato di gas, vapori, nebbie o polveri in cui, dopo accensione, la combustione si propaga nell’insieme della miscela incombusta.” Con le polveri il combustibile è ovunque. L’innesco può essere una scintilla di pochi millijoule, sufficiente a superare la MIE – energia minima di accensione della polvere coinvolta. Le scariche che preoccupano sono di vario tipo: la scintilla tra due corpi conduttivi non equipotenziali; la scarica a pennello da superfici isolate; la corona in prossimità di spigoli. In presenza di nubi di polvere, anche la carica accumulata su FIBC (big bag) o su un operatore può bastare.
Macinazioni industriali: perché le polveri si caricano e cosa succede al prodotto
Nel settore alimentare, farmaceutico e chimico fine, la macinazione a secco intensifica gli urti particella/particella e particella/superficie. I punti critici sono l’alimentazione, la camera di macinazione, la separazione pneumatica e la filtrazione. Qui la generazione elettrostatica è massima. Le ricadute toccano la sicurezza, ma anche la qualità: agglomerati indesiderati, adesione alle pareti, segregazione delle miscele, perdite di resa, contaminazioni crociate dovute a particelle che si “incollano” elettrostaticamente dove non dovrebbero.
Polveri combustibili: riconoscerle, provarle, classificarle
Non tutte le polveri sono uguali. Granulometria fine, umidità bassa e composizione organica aumentano la sensibilità all’innesco. In un approccio serio, si eseguono test per definire Kst e Pmax (violenza e pressione d’esplosione in apparecchi chiusi), oltre alla resistività superficiale e di volume. Questi dati guidano le scelte tecniche: materiali delle superfici, velocità nei condotti, sistemi antistatici, classificazione ATEX delle aree.
Progettare la prevenzione: messa a terra, equipotenzialità e bonding
La difesa di base è semplice da enunciare e delicata da realizzare: tutto ciò che può caricarsi deve avere un percorso sicuro a terra. Strutture metalliche, tubazioni, tramogge, filtri e componenti mobili come vagli o mulini devono essere equipotenziali tra loro. Si usano pinze di messa a terra idonee alle zone a rischio, con controllo di continuità e allarme, per stabilire un collegamento autentico e tangibile. Dove circolano liquidi o polveri in condotti non conduttivi, si introducono inserti o rivestimenti dissipativi. L’obiettivo è ridurre i tempi di rilassamento della carica ed evitare differenze di potenziale localizzate.
Soluzioni EX e antistatiche attive: barre ionizzanti Ex, aria ionizzata, umidificazione controllata
Quando la sola messa a terra non basta, entrano in gioco le soluzioni antistatiche attive certificate per ambienti a rischio. Le barre ionizzanti Ex creano coppie di ioni positive e negative vicino alla superficie carica, favorendo la neutralizzazione senza innescare scariche pericolose. In aree ampie o su nastri veloci si impiegano soffi d’aria ionizzata Ex, che portano gli ioni dove serve. A valle, un controllo dell’umidità entro range compatibili con il prodotto riduce la generazione di carica, perché aumenta leggermente la conducibilità delle superfici. Il dimensionamento conta: distanza barra–superficie, schermature, flussi d’aria e manutenzione degli emettitori sono determinanti per prestazioni costanti.
Gestione del rischio nelle fasi di processo: miscelazione, trasporto pneumatico, riempimento, confezionamento
Ogni fase ha un suo profilo elettrostatico. Nella miscelazione le differenze triboelettriche tra ingredienti si sommano; nel trasporto pneumatico la velocità del flusso e la natura delle tubazioni determinano carica per attrito; nel riempimento di FIBC si deve scegliere il tipo giusto: A e B sono sconsigliati in zone con atmosfere esplosive, C e D offrono proprietà dissipative e indumenti antistatici migliorano la sicurezza dell’operatore. In confezionamento e pesatura, l’attrazione elettrostatica crea errori e scarti. Integrare ionizzazione Ex nei punti di presa e rilascio stabilizza il processo, con benefici immediati sulla qualità del prodotto e sulla riduzione delle fermate.
Normative e approccio consulenziale: ATEX, classificazioni delle zone, audit e test di campo
Il quadro europeo richiede un doppio pilastro: ATEX “Prodotti” 2014/34/UE per le apparecchiature idonee alle atmosfere esplosive e ATEX “Luoghi di lavoro” 1999/92/CE per la prevenzione e protezione nei siti produttivi. La classificazione delle zone 20/21/22 per le polveri guida la scelta di macchine, componenti elettrici ed elettronici, sistemi di rilevazione e tutto ciò che entra in contatto con la polvere. Un Documento di Protezione contro le Esplosioni non è carta burocratica: fotografa i pericoli, stabilisce misure tecniche e organizzative, assegna responsabilità.
Qui diventa preziosa la collaborazione con partner che conoscono davvero cariche elettrostatiche e barre antistatiche Ex, dalla fase di sopralluogo ai test di campo con strumentazione idonea. Se vuoi saperne di più su criteri e tecnologie per neutralizzare la statica in modo sicuro, leggi questo approfondimento sulle soluzioni per eliminare le cariche elettrostatiche. La risorsa spiega scenari tipici e soluzioni pratiche, utile per valutare se optare per ionizzazione, umidificazione, materiali dissipativi o un mix calibrato.
Formazione, procedure e manutenzione predittiva
La tecnologia da sola non basta. Serve formazione periodica su cosa sia la statica, come si previene e quali comportamenti evitare, ad esempio utilizzo di strumenti non idonei in zona classificata o improvvisazione di collegamenti a terra. Le procedure devono indicare come controllare le connessioni, con quale frequenza verificare continuità e resistenza di terra, e come manutenere le barre ionizzanti per mantenerne l’efficacia. Una strategia di manutenzione predittiva – lettura del degrado degli emettitori, allarmi sullo stato della ionizzazione, registri digitali – consente di intervenire prima che l’accumulo di carica torni a salire.
Monitoraggio continuo e KPI di sicurezza
La strada più diretta verso il miglioramento è la misurazione. Si impiegano elettrometri, misuratori di campo e sensori di neutralizzazione per avere numeri, non impressioni. I KPI tipici includono il tempo di decadimento della carica su superfici campione, la percentuale di conformità dei collegamenti di terra, gli eventi di allarme nelle aree classificate, l’OEE correlato a scarti per problemi elettrostatici. Collegare questi indicatori al piano di audit rende la sicurezza parte del ritmo produttivo, non un controllo spot.
Errori ricorrenti da evitare
Anche negli impianti più controllati, piccoli dettagli trascurati possono trasformarsi in vulnerabilità concrete. Alcuni errori si ripetono con sorprendente frequenza e compromettono l’efficacia delle misure antistatiche, rendendo inutile persino la tecnologia più avanzata. Riconoscerli in tempo è il primo passo per evitarli. Eccone alcuni:
- Pensare che la messa a terra “una tantum” risolva tutto: senza verifiche periodiche, si annida il falso senso di sicurezza.
- Equiparare ESD per l’elettronica e gestione del rischio di esplosione da polveri: sono cugini lontani, con logiche e soglie energetiche diverse.
- Scegliere barre ionizzanti non certificate Ex per ragioni di costo o tempi, esponendo l’impianto a rischi e non conformità.
- Sottovalutare l’effetto combinato di umidità, temperatura e granulometria: può mandare all’aria anche il progetto meglio disegnato.
Un caso pratico
In un mulino per spezie, le aderenze elettrostatiche lungo la linea di trasporto causavano intasamenti e falsi pesi. Il rischio esplosione era trattato solo con messa a terra delle parti metalliche. Dopo l’audit, sono emerse tubazioni in polimero non dissipativo, assenza di equipotenzialità su un tratto sospeso e nessuna ionizzazione in zona di confezionamento (zona 22). L’intervento ha previsto rivestimenti dissipativi, pinze a collegamento monitorato sui giunti, barre ionizzanti Ex sopra il nastro di caduta e un controllo dell’umidità dal 30% al 45% UR. Risultato: riduzione del tempo di decadimento della carica da oltre 10 s a meno di 1 s, scomparsa delle adesioni e azzeramento degli allarmi polvere per tre mesi consecutivi.
Quando si lavora con polveri combustibili, la gestione delle cariche elettrostatiche è un’abilità importante tanto quanto la scelta del mulino o della ricetta. La strategia vincente parte da dati misurati e prosegue con messa a terra ed equipotenzialità, soluzioni antistatiche attive certificate Ex, procedure chiare e formazione, monitoraggio e manutenzione. Investire in questi elementi riduce i fermi, alza la qualità, ma prima di tutto previene incendi ed esplosioni.
Per un quadro normativo, rimandi e definizioni ufficiali, consulta la Direttiva 2014/34/UE (ATEX Prodotti) e la Direttiva 1999/92/CE (ATEX Luoghi di lavoro) sulla Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea, utili per impostare in modo corretto scelte impiantistiche e misure organizzative. Approfondimenti pratici sulla statica e le atmosfere esplosive sono disponibili anche presso l’HSE britannico (temi: static electricity, fire & explosion). Queste risorse aiutano a collegare teoria, legge e prassi quotidiana in stabilimento.