Comprendere i sistemi antincendio e del gas aumenta la sicurezza

Di Edward Naranjo, Direttore dei sistemi di rilevamento incendi e gas Rosemount, Emerson

Sebbene molti dipendenti degli impianti di processo abbiano una certa conoscenza dei sistemi antincendio e del gas, la natura stessa di questi sistemi – isolati e separati dal controllo di processo di base e che agiscono solo in caso di incidenti – può far sì che i lavoratori li diano per scontati. Come un rilevatore di fumo in casa, un sistema antincendio e di gas, una volta installato, può facilmente passare in secondo piano. Quando i lavoratori acquisiscono familiarità con i ruoli critici forniti dai sistemi antincendio e a gas, migliora la sicurezza generale.

L'ingegneria dei sistemi antincendio e del gas è un campo specializzato reso più complesso poiché le pratiche per la progettazione e la manutenzione dei sistemi durante il loro ciclo di vita si sono evolute nel corso degli anni. Molto è cambiato con l’avvento degli standard prescrittivi sviluppati dalla National Fire Protection Association, dalla Comunità Europea e, più recentemente, dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) 61511 e dalla Società Internazionale di Automazione (ANSI/ISA) 84.00.01. Questi standard stabiliscono criteri basati sulle prestazioni per valutare le prestazioni dei sistemi strumentati di sicurezza (SIS). Il rapporto tecnico TR84.00.07, sviluppato nell'ambito di un gruppo di lavoro ISA 84, fornisce indicazioni su come progettare sistemi antincendio e gas secondo la norma IEC 61511.

Allora, cosa sono quei sensori montati accanto al serbatoio dell'ammoniaca? Come funzionano e cosa dovrebbe succedere se ci fosse un rilascio? Qual è la procedura in caso di incendio? Ecco alcuni concetti base che tutti dovrebbero conoscere.

Come il controllo di processo di base e il SIS, i sistemi antincendio e del gas utilizzano sensori collegati a un controller (Figura 1) programmato per eseguire attività volte a mitigare il pericolo in risposta al rilevamento di una condizione specifica. I pericoli tipici includono rilasci non infiammati di gas e liquidi combustibili o tossici o la presenza di un fuoco aperto se è stata trovata una fonte di accensione.

Figura 1: Sebbene un sensore possa essere l'unica parte visibile, la logica del sistema di rilevamento di incendi e gas può essere piuttosto complessa.

Le azioni di mitigazione variano a seconda della natura, dell’ubicazione e della gravità del pericolo rilevato. In caso di incendio possono essere previste diverse azioni. Ciò include l'attivazione di allarmi di avvertimento per il personale, il rilascio di mezzi estinguenti, l'interruzione del flusso di processo, l'isolamento della fonte di carburante e le apparecchiature di ventilazione. Tutto ciò può accadere contemporaneamente per spegnere l'incendio. In caso di rilascio di gas tossico, potrebbero suonare degli allarmi per indirizzare il personale verso aree di raccolta sicure.

Queste funzioni devono poter svolgersi senza il supporto di altri sistemi, ma non esistono isolatamente. Sono spesso integrati con SIS, arresto di emergenza (ESD) e controlli del sistema di ventilazione, estendendo la capacità di mitigare un incidente interagendo con questi altri sistemi.

Le risposte riflettono la logica funzionale generata dagli studi sulla sicurezza dei processi e riassunta in una matrice trasparente e ben documentata che mette in relazione le cause con gli effetti. Questi diagrammi causa-effetto specificano i requisiti funzionali del sistema di sicurezza. Alcune delle azioni di controllo vengono eseguite in modo autonomo dal sistema antincendio e gas, mentre alcuni interventi interni attivano gli altri sistemi appena citati.

I sensori utilizzati nei sistemi antincendio e di gas sono spesso l'elemento meno compreso poiché sono diversi dagli strumenti di processo più familiari. Per cominciare, rilevano ciò che accade nello spazio aperto, piuttosto che all’interno di un recipiente o di un tubo. Capire come rilevano un gas pericoloso, un liquido o una fonte di energia radiante come un incendio richiede diligenza.

La maggior parte dei sensori di gas tossici o infiammabili sono rilevatori puntiformi, il che significa che monitorano condizioni altamente localizzate. Inoltre, dipendono dal gas target che raggiunge il sensore.

Un sensore identifica il gas target perché il gas reagisce con qualcosa all'interno del sensore in modo da modificare un segnale elettrico (elettrochimico) (Figura 2) oppure perché il gas target assorbe specifiche lunghezze d'onda della luce infrarossa (IR). Quando il gas passa tra una sorgente IR e un ricevitore, il cambiamento è misurabile. I sensori IR puntiformi possono avere solo uno o due centimetri tra i due elementi all'interno di un unico involucro.