Impianto di Aspirazione Solventi: Come Progettarlo in Sicurezza
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Miscelatori di vernici e inchiostri, travasi di solvente, pulizia di attrezzature, sgrassaggio, incollaggio, stampa, laboratori: dove si usano solventi organici, i vapori si formano di continuo. Pongono due problemi diversi: la salute di chi lavora, perché molti solventi hanno valori limite di esposizione bassi, e la sicurezza, perché sopra una certa concentrazione l’aria diventa infiammabile. A questi si aggiunge un terzo tema, le emissioni in atmosfera, che la Parte V del D.Lgs 152/2006 regola anche in base a quanto solvente si consuma.
Un impianto di aspirazione solventi ben progettato risolve tutti e tre: cattura i vapori dove nascono, li trasporta in sicurezza e li manda a un sistema di abbattimento adatto. In questa guida vediamo come si dimensiona, con un esempio numerico che spiega perché la ventilazione generale quasi mai basta, quali regole ATEX valgono per il circuito e come scegliere dove mandare i vapori.
Due limiti diversi: esposizione ed esplosività
Per ogni solvente contano due numeri:
- il valore limite di esposizione professionale (VLEP), cioè la concentrazione media che l’operatore può respirare nelle 8 ore, fissato per molte sostanze dall’Allegato XXXVIII del D.Lgs 81/2008;
- il limite inferiore di esplosività (LIE), cioè la concentrazione minima alla quale la miscela vapore-aria può incendiarsi, riportato nella scheda di sicurezza: i valori in tabella sono indicativi e vanno sempre presi dalla scheda del prodotto usato.
| Solvente | VLEP 8 ore (Allegato XXXVIII) | VLEP breve termine | LIE indicativo |
|---|---|---|---|
| Acetone | 500 ppm (1.210 mg/m³) | non indicato | circa 2,5% in volume |
| Acetato di etile | 200 ppm (734 mg/m³) | 400 ppm | circa 2% in volume |
| 2-butanone (MEK) | 200 ppm (600 mg/m³) | 300 ppm | circa 1,4–1,8% in volume |
| Toluene | 50 ppm (192 mg/m³) | non indicato in allegato | circa 1,1% in volume |
| Xilene (miscela di isomeri) | 50 ppm (221 mg/m³) | 100 ppm | circa 1% in volume |
| Acetato di n-butile | 50 ppm (241 mg/m³) | 150 ppm | circa 1,2–1,7% in volume |
Il dato che sorprende: 1% in volume equivale a 10.000 ppm. Il limite di esposizione è quindi decine o centinaia di volte più basso del limite di esplosività. Un reparto in cui l’aria non è infiammabile può essere comunque fuori norma per la salute.
Perché la ventilazione generale non basta: un esempio
Una postazione di lavaggio attrezzi fa evaporare 2 kg/h di acetone. A 20 °C sono circa 0,83 m³/h di vapore.
- Per restare sotto il 25% del LIE (circa 0,63% in volume) basterebbero, in teoria, circa 130 m³/h d’aria.
- Per restare sotto il VLEP di 500 ppm ne servono, sempre in teoria, circa 1.660 m³/h, cioè oltre dieci volte di più.
- In un capannone reale l’aria non si mescola in modo perfetto: con un fattore di miscelazione prudenziale di 1/4, la ventilazione generale salirebbe a oltre 6.600 m³/h, da riscaldare d’inverno, e l’operatore vicino alla vasca respirerebbe comunque concentrazioni più alte della media.
Con un solvente più tossico il divario cresce: 1 kg/h di toluene richiede in teoria circa 95 m³/h per il 25% del LIE ma oltre 5.000 m³/h per il VLEP di 50 ppm. La conclusione è la stessa in quasi tutti i casi: conviene catturare i vapori alla fonte con portate molto più basse, invece di diluirli in tutto il reparto. È anche quello che chiede l’ordine delle misure di prevenzione del D.Lgs 81/2008.
Captazione alla fonte: le soluzioni per ogni punto di emissione
| Sorgente | Captazione consigliata | Note |
|---|---|---|
| Miscelatori e dispersori | Coperchio con attacco di aspirazione o cappa ad anello sul bordo della vasca | Aspirare durante carico, miscelazione e scarico |
| Vasche di sgrassaggio e lavaggio | Aspirazione perimetrale sul bordo (a labbro) e coperchio quando la vasca non è in uso | Il coperchio riduce l’evaporazione più di qualunque aspirazione |
| Travasi e riempimento fusti | Cappa localizzata o aspirazione direttamente sul bocchello | Messa a terra di fusti e contenitori |
| Postazioni manuali di pulizia e incollaggio | Banchi aspiranti o bracci aspiranti orientabili | La bocca di aspirazione va tenuta vicina al pezzo |
| Sfiati di serbatoi e reattori | Collegamento diretto al collettore | Portata piccola ma concentrazione alta |
| Stampa, spalmatura, laminazione | Cappe sui gruppi e cabinatura della macchina | Spesso sono le emissioni più importanti del sito |
Il progetto delle cappe e la scelta dei bracci sono spiegati nella guida alle cappe di aspirazione industriale e nella guida ai bracci aspiranti. Per colle e resine vedi anche l’aspirazione dei fumi di colla e resine.
Sicurezza del circuito: ATEX, materiali e controlli
Captare i vapori significa concentrarli in un condotto: la valutazione del rischio di esplosione deve quindi comprendere anche l’interno dell’impianto, non solo il reparto. I punti da verificare:
- Classificazione delle zone dentro cappe, condotte e ventilatori, secondo la valutazione ATEX del sito.
- Ventilatore adatto alla zona, con accoppiamento girante-boccaglio antiscintilla e motore con la categoria richiesta.
- Continuità elettrica e messa a terra di condotte, flessibili e bracci, per evitare cariche elettrostatiche.
- Materiali compatibili con i solventi usati e drenaggi per eventuali condense nei tratti bassi.
- Portata sorvegliata: un pressostato o un sensore di flusso che segnala il calo di aspirazione e, dove serve, blocca le lavorazioni.
- Nessun ricircolo nel reparto dell’aria carica di solventi senza un abbattimento e un monitoraggio adeguati.
Per le regole generali vedi la guida all’impianto di aspirazione ATEX e quella alla normativa ATEX per impianti industriali.
Dove mandare i vapori: scegliere l’abbattimento
La tecnologia dipende soprattutto da portata, concentrazione e continuità dell’emissione.
| Tecnologia | Quando è adatta | Limiti |
|---|---|---|
| Adsorbimento su carboni attivi | Portate medio-basse, concentrazioni basse, lavorazioni discontinue | Il carbone si satura e va sostituito o rigenerato; i costi crescono con la concentrazione |
| Ossidazione termica (anche rigenerativa) | Portate e concentrazioni medio-alte, emissioni continue | Investimento alto, conviene con molte ore di funzionamento |
| Condensazione e recupero | Correnti piccole e molto concentrate, solventi di valore | Richiede basse temperature e spesso uno stadio finale |
| Lavaggio a umido (scrubber) | Solventi solubili in acqua, presenza di composti acidi o basici | Produce acque da trattare; poco efficace sui solventi non solubili |
Il confronto completo è nella guida all’abbattimento dei VOC industriali; per dimensionamento e sostituzione del carbone vedi il filtro a carboni attivi per solventi. Tra le soluzioni AIRMEC c’è la torre di abbattimento SOV a carbone attivo.
Obblighi ambientali: autorizzazione e art. 275
Un impianto che porta all’esterno vapori di solvente è un punto di emissione e va autorizzato secondo la Parte V del D.Lgs 152/2006 (art. 269, autorizzazione generale dove prevista, oppure AIA). In più, l’art. 275 si applica quando un’attività dell’elenco dell’Allegato III, Parte II supera la propria soglia di consumo di solvente: per la finitura di autoveicoli, ad esempio, la soglia è di 0,5 tonnellate all’anno. In quel caso valgono:
- limiti per le emissioni convogliate, al camino;
- limiti per le emissioni diffuse, cioè tutto il solvente che esce senza passare dal camino;
- in alternativa, dove l’autorizzazione lo consente, un limite di emissione totale;
- il piano di gestione dei solventi, che mette a bilancio solvente acquistato, recuperato, emesso e contenuto nei prodotti.
Qui l’impianto di aspirazione conta due volte: ogni chilo di solvente catturato e abbattuto è un chilo in meno di emissione diffusa. Per la procedura vedi la guida all’autorizzazione alle emissioni in atmosfera.
Errori frequenti negli impianti per solventi
| Errore | Conseguenza | Come evitarlo |
|---|---|---|
| Affidarsi solo agli estrattori a parete | Esposizione alta vicino alle sorgenti, grandi portate da riscaldare | Captazione localizzata su ogni sorgente |
| Cappe troppo lontane dalla vasca | Portate enormi con efficacia bassa | Bocche di aspirazione vicine, coperchi, cabinature |
| Ventilatore standard su un circuito con solventi | Possibile sorgente di innesco | Ventilatore idoneo alla zona e messa a terra del circuito |
| Carbone attivo su concentrazioni alte | Saturazione rapida e costi di gestione alti | Scegliere la tecnologia sulla concentrazione reale |
| Nessuna misura dopo l’avviamento | Non si sa se l’impianto funziona | Misure di portata, campionamenti in reparto e al camino |
Le verifiche da programmare dopo il collaudo sono descritte nella guida alle verifiche periodiche degli impianti di aspirazione.
I dati per progettare l’impianto
Per un primo dimensionamento ci servono:
- elenco delle sorgenti (vasche, miscelatori, postazioni, macchine) con dimensioni e layout;
- solventi usati, con schede di sicurezza e consumi annui;
- quantità che evapora per sorgente, anche stimata, e ore di lavoro;
- classificazione ATEX esistente del reparto, se disponibile;
- eventuali misure di esposizione già fatte;
- autorizzazione alle emissioni in vigore e limiti al camino;
- spazio per condotte, ventilatore e unità di abbattimento.
AIRMEC progetta e costruisce impianti di aspirazione e trattamento aria dal 1985 nello stabilimento di Tufo (AV). Per l’impostazione generale di un progetto vedi la guida alla progettazione degli impianti di aspirazione industriale.
Domande frequenti sull’aspirazione dei solventi
Quanta aria serve per aspirare i vapori di solvente?
Dipende da quanto solvente evapora e dal suo limite di esposizione, che quasi sempre richiede più aria del limite di esplosività. Con 2 kg/h di acetone servono in teoria circa 130 m³/h per restare sotto il 25% del LIE, ma circa 1.660 m³/h per il limite di esposizione di 500 ppm, e molto di più se si diluisce in tutto il reparto. Per questo si capta alla fonte.
Serve un ventilatore ATEX per aspirare solventi?
Se la valutazione del rischio di esplosione classifica l’interno del circuito come zona pericolosa, sì: il ventilatore deve essere idoneo alla zona, con accoppiamento antiscintilla e motore della categoria richiesta, e l’intero circuito va messo a terra.
Quando si applica l’art. 275 del D.Lgs 152/2006?
Quando un’attività dell’elenco dell’Allegato III, Parte II, della Parte V supera la propria soglia di consumo di solvente, ad esempio 0,5 t/anno per la finitura di autoveicoli. In quel caso valgono limiti per le emissioni convogliate e diffuse e serve il piano di gestione dei solventi.
Meglio carboni attivi o ossidazione termica?
I carboni attivi convengono con portate e concentrazioni basse e lavorazioni discontinue; l’ossidazione termica con emissioni continue e concentrazioni medio-alte. La scelta si fa sulla concentrazione reale e sulle ore di funzionamento, perché con molto solvente il carbone si satura in fretta.
Si può ricircolare in reparto l’aria aspirata dai solventi?
Non senza un abbattimento adeguato e un sistema di monitoraggio della concentrazione, previsti dalla valutazione del rischio. Nella maggior parte dei casi l’aria aspirata viene trattata ed espulsa al camino autorizzato.
