Cos'è la sicurezza intrinseca?

La sicurezza intrinseca è una tecnica di protezione che limita l'energia—sia elettrica che termica—disponibile in un circuito al di sotto della soglia di ignizione dell'atmosfera circostante. A differenza degli involucri antideflagranti, IS si concentra sulla prevenzione dell'ignizione alla fonte, rendendola ideale per dispositivi a bassa potenza come sensori, trasmettitori e strumenti portatili.

Principi di progettazione dei circuiti degli strumenti IS

La progettazione di un circuito a sicurezza intrinseca richiede un meticoloso controllo dell'energia, della tolleranza ai guasti e del comportamento dei componenti. I principi chiave includono:

1. Limitazione dell'energia

• Tensione e corrente sono limitate a livelli sicuri (tipicamente <30V e <100mA).
• L'energia immagazzinata in induttori e condensatori deve essere minimizzata per prevenire scariche di scintille.

2. Barriere Zener e isolamento galvanico

• Le barriere Zener bloccano la tensione e deviano l'energia in eccesso a terra.
• Gli isolatori galvanici utilizzano trasformatori o opto-accoppiatori per separare le zone sicure e pericolose.

3. Resistenze di limitazione della corrente

• Le resistenze in serie limitano la corrente di guasto e dissipano l'energia in modo sicuro.

4. Selezione dei componenti

• Vengono utilizzati solo componenti certificati con modalità di guasto prevedibili.
• Condensatori e induttori sono accuratamente dimensionati per evitare di superare l'energia di ignizione.

5. Ridondanza e analisi dei guasti

• I circuiti sono progettati per rimanere sicuri in condizioni di guasto singolo o doppio.
• FMEDA (Failure Modes, Effects, and Diagnostic Analysis) viene spesso utilizzato per convalidare la sicurezza.

IEC 60079: Lo standard di riferimento

La serie IEC 60079 è il punto di riferimento internazionale per le apparecchiature utilizzate in atmosfere esplosive. Nello specifico:

IEC 60079-11: Sicurezza intrinseca “i”

• Definisce i requisiti per le apparecchiature e i sistemi IS.
• Specifica l'energia massima consentita, la tolleranza ai guasti e le procedure di test.

IEC 60079-25: Progettazione del sistema IS

• Copre l'interconnessione di dispositivi IS e apparecchiature associate.
• Garantisce la conformità a livello di sistema, non solo dei singoli componenti.

Certificazione e marcatura

• I dispositivi IS certificati recano marcature come Ex ia IIC T4, che indicano:
• Tipo di protezione: “ia” (tolleranza a due guasti)
• Gruppo gas: IIC (idrogeno, acetilene)
• Classe di temperatura: T4 (temperatura superficiale massima ≤135°C)

Perché è importante per l'esportazione e la conformità

Per i produttori ed esportatori di strumentazione—in particolare in settori come petrolio e gas, chimica e ceramica—la conformità alla IEC 60079 è essenziale per l'accesso al mercato globale. I progetti a sicurezza intrinseca non solo soddisfano le esigenze normative, ma riducono anche i costi di installazione eliminando i pesanti involucri antideflagranti.

La sicurezza come eleganza

Nello spirito del design taoista, la sicurezza intrinseca consiste nel fare meno per ottenere di più—rimuovere l'energia in eccesso, semplificare i circuiti e fidarsi della moderazione piuttosto che della forza bruta. È una forma silenziosa di protezione, dove l'eleganza incontra l'ingegneria.