Rischi fisici in un laboratorio chimico: incendio, esplosioni e gas

Rischi fisici in laboratorio chimico

Ai fini della protezione della salute e sicurezza dei lavoratori il Decreto Legislativo 81/2008 e successive modificazioni e integrazioni definisce come agenti fisici:

• Rumore
• Ultrasuoni
• Infrasuoni
• Vibrazioni meccaniche
• Campi elettromagnetici (radiazioni)
• Radiazioni ottiche di origine artificiale
• Microclima
• Atmosfere iperbariche

Ai fini della stessa legge e del regolamento CE 1278/2008 (CLP) sono inoltre identificati i rischi fisici associati a:

• Incendio ed esplosioni
• Gas compressi
• Rischio criogenico

Rischio d'incendio

stainy Combustione: reazione esotermica che avviene in fase gas tra un combustibile ed un comburente Incendio: processo di combustione incontrollata Triangolo del fuoco Comburente Combustibile Comburente Combustibile Comburente Combustibile Comburente Combustibile Soffocamento Raffreddamento Innesco Innesco Innesco Innesco Combustibile: sostanza capace di ossidarsi cedendo elettroni ad un ossidante (comburente) in una reazione chimica. Comburente: Sostanza capace di ridursi acquistando elettroni. Es .: O2, Aria (ca. 21% O2 e 78% N2), HNO3, H2SO4. Fiamma: Emissione di radiazioni, di cui una parte nel visibile, collegato allo sviluppo di energia che si verifica durante una combustione, che procede in fase gassosa.

Consumo combustibile e combustione gas

Miscela povera Campo di infiammabilità Miscela ricca Poco combustibile Combustione Poco comburente % combustibile Limite inferiore di infiammabilità (%) Limite superiore di infiammabilità (%) O O C Limiti di infiammabilità inferiore e superiore: percentuale minima e massima di un gas combustibile in aria che definisce i limiti del campo di infiammabilità. Temperatura di autoaccensione (Autoignition temperature, Ta): temperatura minima alla quale il combustibile inizia a bruciare spontaneamente in presenza di comburenti (normalmente aria) senza necessità di un innesco.

Dati di infiammabilità dei gas

0 10 30 50 70 90 100 Tipo di gas L.I.E. L.S.E. Temp. accensione ℃ Gas illuminante 5,3 31,0 Benzina 1,2 6,0 555 Acetone 2,5 13,0 540 Toluolo 1,2 7,0 535 Esano 1,2 7,4 240 Pentano 1,4 7,8 285 Butano 1,8 8,5 385 Propano 2,2 9,5 450 CO 12,5 74,2 605 H2 4,0 75,6 560 Metano 5 15 540 Acetilene 1,5 1,5 80,5 310

Rischio d'incendio - Combustione liquidi

Combustione: reazione esotermica che avviene in fase gas tra un combustibile ed un comburente Limiti di infiammabilità inferiore e superiore Punto di infiammabilità (flash point, T;): temperatura minima alla quale il liquido genera una quantità di vapori tali da generare una miscela vapori/aria combustibile.

Classificazione liquidi infiammabili

Vecchia classificazione GHS / CLP Classificazione leb Flash point: Liquidi altamente infiammabili Liquidi infiammabili Liquidi combustibili Liquidi infiammabili - Cat. 1 < 23 ℃ ≤ 35°℃ Liquidi infiammabili - Cat. 2 < 23℃ > 35°℃ Liquidi infiammabili - Cat. 3 ≥ 23°C, ≤ 60 ℃ - 21°℃ 65℃ Liquidi combustibili > 60°C, ≤ 95 °℃ Se i liquidi hanno una Temperatura di autoaccensione troppo elevata (Ta > 600 ℃) sono considerati come non infiammabili.

Rischio d'incendio - Combustione solidi

Combustione: reazione esotermica che avviene in fase gas tra un combustibile ed un comburente 1 - In massa T Prodotti gassosi combustibili + Prodotti incombustibili A) Solidi Degradazione Termica (pirolisi) + comburente Prodotti di combustione + calore (fiamma) Nessuna reazione (fumi, gas) B) Esiste anche una combustione superficiale nei solidi (Incandescenza) 2 - In polvere

• Effetto dimensione particelle, forma, porosità, contenuto umidità
• Limite inferiore di infiammabilità
• Esplosioni (deflagrazioni)

Rischio d'incendio - Sorgenti di innesco

tainy Le sorgenti di innesco sono tutte quelle fonti in grado di trasferire al sistema combustibile-comburente la quantità di energia necessaria (energia di attivazione) a dare inizio alla reazione esotermica di combustione. L'innesco di un incendio può avvenire attraverso vari tipi di fonti:

1. Piccole fiamme o braci (es. sigaretta)
2. Scintille ed archi elettrici
3. Superfici calde
4. (calore generato da) Attrito
5. Radiazione termica (irraggiamento)
6. Autocombustione
7. Reazioni chimiche esotermiche
8. Apparecchi elettrici

Energia di attivazione

Energy/mol Activation energy Reactants Products Progress of reaction

Rischio d'incendio - Trasmissione del calore

Conduzione - (Solidi - Es. Conducibilità del rame >> Conducibilità dell'acciaio ) Convezione - Calore trasmesso dal movimento del materiale (Liquidi e Gas)

• Pericolo di effetto camino con movimentazione di masse gassose ad alta temperatura.
• Importanza delle protezioni delle scale quale via di fuga (Emergenze).

Energia radiante / irraggiamento - Radiazione elettromagnetica infrarossa, si trasmette anche nel vuoto. q = f(T,4 - T,4)

• Superficie radiante ad una temperatura: T,
• Superficie irraggiata ad una temperatura: T;
• Le due superfici separati dal vuoto.
• trasferimento di calore fra le due superfici: q https://www.youtube.com/watch?v=iD sAREd dY&t=160s Tr Ti S

Rischio d'incendio - Dinamica dell'incendio

Inizio incendio: il calore trasmesso Temperatura (°℃) 1000° C g Flash Over INTERVENGONO I SOCCORSI ESTERNI (prosegue il tentativo di estinzione e l'evacuazione dei presenti) E 600° C Tempo disponibile per interventi di protezione attiva TENTATIVO DI SPEGNIMENTO CON SISTEMI ATTIVI DI ESTINZIONE (inizia l'evacuazione) L'incendio si estingue progressivamente per esaurimento dei materiali combustibili Tempo che intercorre dall'innesco alla scoperta ed allarme. NESSUN INTERVENTO Andamento dell'incendio se il tentativo di estinzione è riuscito (la temperatura decresce rapidamente) P 1 I Tempo (min) INNESCO E PROPAGAZIONE INCENDIO GENERALIZZATO ESTINZIONE ANDAMENTO DELL'INCENDIO Ignizione Propagazione Incendio generalizzato https://www.youtube.com/watch?v=BtMmymOxdjc Backdraft: https://www.youtube.com/watch?v=v6CFt74ktBw Estinzione per conduzione e convezione (propagazione lenta) > all'aumentare della temperatura aumenta enormemente la porzione trasmessa per via radiante (propagazione veloce) => energia radiante porta al "flash . over" con propagazione esponenziale ed immediata dell'incendio a tutto il materiale combustibile https://www.youtube.com/watch?v=GEd3Tp8lIRw L'INCENDIO NON SI PUO' SPEGNERE Per evitare crolli e la propagazione dell'incendio nelle aree adiacenti ci si affida alle misure di protezione passiva che garantiscono la stabilità delle strutture ed impediscono la propagazione per il tempo per il quale sono progettati

Rischio d'incendio - Rischi per le persone

tainy 1 - Ustioni / Shock termico % Ossigeno 21 Sintomi 2 - Anossia 12-15 3 - Presenza di (mon)ossido di carbonio 10-12 6-8 4 - Presenza di altri gas/fumi tossici Legno Carta Gomme Plastiche Tessuti Prodotti di decomposizione IDLH CO (ppm) 50 (TLV) Sintomi X X X X CO 1500 ppm X X X X CO2 50000 ppm 500 Allucinazioni X HCN 50 ppm X NH3 500 ppm X X NOx 50 ppm X HCI 100 ppm X HF 20 ppm X X HBr 50 ppm X X SO2 100 ppm X Fosgene 2 ppm X Acroleina 5 ppm IDLH = Immediately Dangerous for Life or Health - 1500 Decesso dopo un'ora Decesso immediato 8000 Nessuno Vertigini, difficile coordinamento Nausea, vomito, paralisi Collasso, coma

Rischio d'incendio - Classe di fuoco

Gli incendi vengono distinti in 5 classi, secondo le caratteristiche dei materiali combustibili, in accordo con la norma UNI EN 2:2005

A Fuochi di materiali solidi, generalmente di natura organica, la cui combustione normalmente avviene con produzione di braci

B Incendi di liquidi o di solidi che si possono liquefare

C Incendi di gas

D Incendi di metalli e sostanze chimiche

F Fuochi da oli e grassi (veg. o anim.)

E La vecchia classe E (Fuochi di impianti ed attrezzature elettriche sotto tensione) è stata rimossa in quanto gli incendi sono riconducibili alle classi A o B

A B C D F

Rischio d'incendio - Misure antincendio

itainy Protezione attiva: ha lo scopo di abbassare la frequenza degli incendi di elevata intensità Appartengono a questa categoria tutti i sistemi in grado di fornire una rivelazione precoce degli incendi (es. rivelatori ed allarmi) e ne permettono una rapida estinzione (es. impianti di spegnimento, estintori). Misure antincendio e gestione delle emergenze devono essere predisposti dal datore di lavoro, questo comprende i mezzi antincendio, l'addestramento dei lavoratori, i DPI Protezione passiva: ha lo scopo di contenere i danni alle strutture, anche limitando la produzione di prodotti della combustione con effetti nocivi.

• Resistenza / reazione al fuoco
• Compartimentalizzazione
• Sistemi di ventilazione
• Piani di evacuazione
• Sistemi di esodo

Rischio d'incendio - Misure antincendio (passive)

Reazione al fuoco: comportamento al fuoco dei materiali, soprattutto nelle prime fasi dell'incendio. I vari materiali vengono suddivisi in classi di reazione al fuoco a seguito di prove normalizzate (DM 14/10/2022). Ogni materiale deve essere testato nelle effettive condizioni di impiego e di posa in opera. Lo stesso materiale potrebbe essere classificato in classi diverse a seconda dall'applicazione.

Classificazione europea e italiana dei materiali

Classificazione europea Descrizione parete soffitto pavimento Classificazione italiana materiali incombustibili A1 A1 A1fl Classe 0 A2 - s1 d0 A2 - $1 d0 A2 - s1 d1 A2 - s1 d1 A2 - s2 d0 A2 - s2 d0 A2 - s2 d1 A2 - s2 d1 A2 - s3 d0 A2 - s3 d0 A2 - s3 d1 A2 - s3 d1 Classe 1 B -s1 d0 B - S1 d0 Bfl - s2 B - s1 d1 B - s2 do B - s2 d0 B - s2 d1 A2 -s1 d2 A2 - s2 d2 A2 - s3 d2 B - s1 d2 B - S1 d1 B - s2 d2 B - s2 d1 B - s3 d0 B - s3 d0 Cfl - s1 Classe 2 B - s3 d1 B - s3 d1 Cfl - s2 B - s3 d2 C - s1 d0 C - s1 d0 C - s2 d0 C -s1 d1 C - s2 d0 C - s2 d1 C - s1 d2 C - s2 d2 C - s1 d1 C - s3 d0 C - s2 d1 materiali combustibili infiammabili C - s3 d1 C - s3 d2 Dfl - s1 Dfl - s2 Classe 3 C - s3 d1 materiali combustibili non infiammabili A2f1 - s1 A2fl - s2 Bfl - s1 materiali combustibili difficilmente infiammabili non rilevante per i prodotti per scenografia Classe 4 facilmente infiammabili materiali combustibili estremamente infiammabili non rilevante per i prodotti per scenografia Classe 5