Bilance Industriali per Ambienti ATEX: Sicurezza e Precisione

In molti scenari del panorama produttivo italiano, molte le aziende, che raggiungono un’eccellenza nel mercato, hanno necessità produttive in ambienti classificati a rischio di esplosione ATEX sia per zona 1/21 che 2/22. Per questo motivo, esistono apparecchi, macchinari e strumenti, progettati in modo specifico per l’utilizzo in ambienti a rischio di esplosione come per esempio il terminale Minebea Intec Midrics 1 Atex. Tra questi, sono frequenti le casistiche in cui è necessario l’impiego di bilance industriali, impianti di dosaggio e ricettatura ATEX, con la possibilità di collegamento a periferiche e PLC.

Gli ambienti ATEX, regolati dalla Direttiva Europea 2014/34/EU, sono aree in cui esiste un rischio elevato di esplosione dovuto alla presenza di gas infiammabili, vapori o polveri combustibili. Queste zone si classificano in:

• Zone 0, 1 e 2 (per gas) in base alla probabilità di presenza di atmosfere esplosive.
• Zone 20, 21 e 22 (per polveri), con lo stesso principio di classificazione.

Settori come quello delle vernici, il chimico, il farmaceutico, il petrolchimico e l’alimentare sono spesso coinvolti in lavorazioni in ambienti ATEX, dove la scelta di apparecchiature certificate diventa cruciale per prevenire rischi di esplosione.

In questo contesto, le bilance ATEX sono la soluzione per numerose applicazioni industriali:

• Produzione chimica: dosaggio preciso di componenti sensibili.
• Industria alimentare: pesatura di ingredienti in ambienti con polveri fini.
• Settore farmaceutico: Bilance per controllo qualità in atmosfere a rischio.
• Settore delle vernici: produzione, ricettatura, sistemi di dosaggio e controllo qualità  ambienti ATEX.

Risulta quindi necessario conoscere con precisione la zona ATEX, per poter scegliere la miglior soluzione di pesatura adeguata all’ambiente di utilizzo.

In molti casi vengono differenziate le aree di produzione sostanzialmente in due principali categorie:

• Zona a rischio di esplosione
• Zona sicura

Dall’immagine si può notare che alcuni componenti delle bilance possono essere collegati in una zona sicura (Non-hazardous Area) e altri componenti, come il piatto di pesatura in zona a rischio di esplosione (Hazardous Area). Per esempio l’alimentatore può essere collegato sia in zona sicura che in zona ATEX.

Le bilance destinate agli ambienti ATEX devono soddisfare una serie di requisiti tecnici specifici. Di seguito, le caratteristiche principali:

• Materiali costruttivi: acciaio inox per resistere alla corrosione e garantire igiene in ambienti sensibili.
• Certificazioni: ogni bilancia deve essere contrassegnata con il marchio ATEX che identifica il livello di protezione e il tipo di zona per cui è idonea.
• Sicurezza intrinseca: i circuiti interni sono progettati per evitare la formazione di scintille o il surriscaldamento.
• Alimentazione: in genere alimentate da batterie ricaricabili certificate o tramite alimentatori protetti da involucri antideflagranti.
• Precisione e capacità di pesatura: adatte a varie applicazioni, con precisione elevata e ampia gamma di pesatura.
• Connettività: possibilità di collegarsi a sistemi di gestione del peso esterni in aree sicure tramite interfacce protette.

Quando si progetta una soluzione di pesatura in un ambiente ATEX, ci sono numerosi fattori tecnici e operativi da considerare per garantire la sicurezza e la funzionalità.
Per prima cosa bisogna conoscere perfettamente la classificazione della zona ATEX di utilizzo della bilancia dove avverrà quindi la pesatura, e se ci sono zone adiacenti sicure dove eventualmente collegare delle periferiche.

Bisogna quindi porre la massima attenzione nella scelta del luogo di utilizzo di tutti i componenti, in quanto alcuni di questi, quando sono installati in una zona sicura, devono essere dotati di adeguate barriere zener che evitano pericolosi ritorni di correnti elettriche che potrebbero generare scintille nella zona ATEX a rischio di esplosione.

Una volta identificate le varie zone dove verranno installati tutti i componenti bisognerà identificare le specifiche tecniche della bilancia richiesta, in particolare:

• La portata
• La risoluzione
• L’indicatore di pesata (es.: da tavolo a rack)
• Il grado IP di protezione stagna
• Il tipo di applicazione (per esempio per effetture delle automazioni di controllo, dosaggio o ricettattura)
• Le periferiche (per esempio stampante, interfaccia dati ecc…)
• Sistema di alimentazione elettrica
• Il passaggio dei cavi di collegamento

Dopodichè, è necessario avere una stima delle distanze tra un componente a l’altro, per valutare quale è il luogo migliore dove installare ciascuno dei componenti.

E’ anche importante considerare come viene svolta l’eventuale pulizia degli ambienti (es.: lancia ad alta pressione), in modo da scegliere la miglior soluzione con il corretto grado IP e considerare l’utilizzo di materiali resistenti ai solventi utilizzati per i lavaggi.

GEASS offre ai propri clienti un’assistenza diretta alla progettazione di sistemi di pesatura ATEX, offrendo il suo know-how per creare soluzioni ad hoc disegnate sulle esigenze del cliente.

Per tutte le necessità a bassa portata ed alta risoluzione, Sartorius rappresenta una soluzione avanzata per questi tipi di applicazioni. La nuova serie WZA, è certificata per l’uso in zone ATEX 1/21 e 2/22, idonea sia per atmosfere con gas e polveri potenzialmente esplosive. Utilizzano un sistema a compensazione elettromagnetica, che offre una alta precisione e rapidi tempi di risposta, con una risoluzione elevata, fino a 0,001g.
L’alimentatore esterno YPSC01-Z è certificato ATEX, mentre le interfacce YDI05-Z sono dotate di barriere zener per una connessione sicura tra le varie zone e offrono opzioni per una pesata “sotto-bilancia”, grazie al gancio inferiore. L’e-box di Sartorius può essere dotato di uscite RS232C o RS485 per cablaggi verso un’eventuale stampante in locali posti anche a 20m di distanza. Oltre alla sicurezza intrinseca e una vasta gamma di accessori disponibili, la configurabilità delle soluzioni permette un’ampia applicativa e una risposta quasi universale a tutte le esigenze del cliente.

Per le necessità industriali con portate maggiori, Minebea Intec presenta diverse soluzioni fino a 3000 kg, con struttura in acciaio inox AISI 316 ((anche a bassa porosità per il settore farmaceutico) per resistere a corrosione e garantire igiene in ambienti sensibili, gradi di protezione ai liquidi e polveri da IP67 fino a IP69K. Le diverse tecnologie delle celle di carico disponibili, comprese quelle a compensazione elettromagnetica, permettono di raggiungere ampie portate con alte risoluzioni.
Le diverse soluzioni di connettività e integrazione messe a disposizione dal produttore includono interfacce RS232/RS485 MODBus e opzioni di uscita analogica 4-20 mA per eventuali integrazioni con sistemi esterni di gestione dei dati e PLC.

I sistemi sono caratterizzati da una forte modularità, che consente la sostituzione di componenti specifici, per una maggiore flessibilità operativa, una riduzione dei costi di manuntenzione e un minor tempo di fermo.

Sistema di pesatura completo Sartorius per zona ATEX

Esempio di Sistema di pesatura Minebea per zona ATEX 1/21