Mentre una classificazione di zona ATEX o IECEx definisce i luoghi in cui un dispositivo mobile può operare legalmente, il codice di protezione Ex spiega in che modo il dispositivo impedisce fisicamente il verificarsi di un’esplosione. La comprensione di queste filosofie ingegneristiche di fondo consente ai responsabili della sicurezza e ai team addetti agli acquisti di selezionare hardware specificamente adattato ai rischi fisici presenti nella propria struttura.
Noi di Atexxo Manufacturing siamo specializzati nella trasformazione dell’hardware mobile più avanzato al mondo in apparecchiature antideflagranti pienamente certificate. Di seguito è riportata una panoramica dei principali metodi di protezione Ex, del loro funzionamento e di come si combinano per creare dispositivi industriali sicuri.
Prevenzione contro contenimento: Ex i ed Ex d
Le due filosofie principali nel campo della mobilità in aree a rischio sono la prevenzione e il contenimento.
- Ex i (sicurezza intrinseca): una strategia preventiva. I circuiti elettrici interni sono progettati per limitare rigorosamente corrente, tensione ed energia termica. Ciò garantisce che, anche in condizioni di guasto, le scintille elettriche o il calore superficiale non possano fisicamente raggiungere l’energia minima di accensione (MIE) dei gas circostanti. La sicurezza intrinseca si suddivide in Ex ia (sicura in presenza di due guasti simultanei dei componenti, richiesta per la Zona 0), Ex ib (sicura in presenza di un guasto, standard per la Zona 1) ed Ex ic (sicura durante il normale funzionamento, utilizzata per la Zona 2).
- Ex d (a prova di fiamma / antideflagrante): una strategia di contenimento. La progettazione Ex d prevede che all’interno dell’alloggiamento possano verificarsi scintille interne o guasti alla batteria. La sicurezza è garantita da un involucro esterno robusto e resistente alla pressione. Qualora si verifichi un’accensione interna, i gas caldi in espansione vengono convogliati attraverso canali lavorati con precisione, noti come percorsi di fiamma. Questi stretti percorsi raffreddano rapidamente il gas in fuga al di sotto della temperatura di autoaccensione dell’aria esterna. Noi di Atexxo Manufacturing utilizziamo una progettazione di precisione degli involucri Ex d per portare dispositivi di punta destinati al grande pubblico — come gli ultimi modelli di iPhone di Apple— in tutta sicurezza in ambienti di Zona 1 e Zona 2 senza limitarne la potenza di elaborazione.
Isolamento dei componenti ed eliminazione degli archi elettrici: Ex m ed Ex e
Oltre ai circuiti primari e agli alloggiamenti esterni, vengono applicati metodi di protezione specializzati a specifici componenti interni:
- Ex m (incapsulamento): isola i componenti ad alto rischio racchiudendoli completamente in una resina solida e non conduttiva (un processo noto come “potting”). Poiché i gas volatili non possono fisicamente raggiungere i componenti elettrici, l’accensione è impossibile. Nel settore dell’elettronica mobile, la classificazione Ex m viene abitualmente applicata ai pacchi batteria agli ioni di litio ad alta energia e ai moduli di ricarica wireless.
- Ex e (sicurezza aumentata): impedisce la formazione di archi elettrici, scintille e un eccessivo surriscaldamento superficiale durante il normale funzionamento, aumentando la distanza fisica tra gli elementi conduttori (rispettando rigorosamente i parametri relativi alla distanza di dispersione e alla distanza isolante) e utilizzando materiali isolanti di alta qualità. Negli smartphone certificati, i principi Ex e vengono spesso applicati ai terminali di ricarica esterni, agli interruttori e ai connettori ad alta corrente.
Esclusione fisica: Ex t per i rischi legati alle polveri
I gas e le polveri combustibili presentano pericoli fisici del tutto diversi. Mentre la protezione dai gas si concentra sul contenimento dell’energia e delle fiamme, la protezione dalle polveri (Ex t) si basa sull’esclusione fisica.
Le particelle fini conduttive (come l’alluminio, la grafite o la polvere di cereali) possono causare cortocircuiti nei componenti microelettronici se penetrano all’interno dell’involucro. La protezione Ex t richiede una tenuta a prova di polvere, direttamente correlata al grado di protezione IP6X (tipicamente IP68 per l’immersione completa e l’isolamento dalla polvere).
Per comprendere in che modo questi concetti di protezione si applicano ai rischi specifici degli impianti e ai componenti dei dispositivi, utilizzi il nostro strumento interattivo riportato di seguito:
Combinazione dei concetti di protezione nell’hardware mobile moderno
Gli smartphone industriali ad alte prestazioni raramente si affidano a un unico metodo di protezione. Gli ingegneri combinano invece diverse tecniche Ex su vari componenti hardware per garantire la funzionalità per l’intero turno di lavoro, soddisfacendo al contempo i rigorosi standard ATEX e IECEx.
Ad esempio, un moderno terminale intelligente convertito secondo gli standard ATEX potrebbe riportare una stringa di certificazione combinata come Ex ib mb IIC T4 Gb / Ex tb IIIC T135°C Db:
| Componente del dispositivo | Standard di protezione | Meccanismo ingegneristico |
| Scheda logica e driver del display | Ex ib (sicurezza intrinseca) | Circuiti a energia limitata che impediscono la formazione di scintille |
| Modulo batteria al litio | Ex mb (Incapsulamento) | Incapsulamento in resina solida che isola l’energia chimica |
| Alloggiamento esterno e guarnizioni | Ex d / Ex tb (a prova di esplosione e protezione dalla polvere) | Alloggiamento a contenimento di esplosione con guarnizioni a tenuta di polvere IP68 |
Abbinando a ciascun componente la soluzione di protezione ottimale, Atexxo offre terminali mobili dal design elegante e dotati di tutte le funzionalità, in grado di operare in sicurezza negli ambienti delle Zone 1, 2, 21 e 22.
Domande frequenti
Qual è la principale differenza pratica tra Ex i (sicurezza intrinseca) ed Ex d (a prova di esplosione)?
La certificazione Ex i previene le esplosioni limitando l’energia elettrica e termica in modo tale che non possano formarsi scintille. La certificazione Ex d prevede invece la possibilità che si verifichi una scintilla interna, utilizzando un involucro resistente per contenere l’esplosione e raffreddare i gas in fuga, impedendo loro di incendiare l’atmosfera esterna.
Perché i moderni smartphone di punta sono raramente certificati come Ex ia per la Zona 0?
Una classificazione Ex ia richiede che l’hardware rimanga sicuro anche in presenza di due guasti interni indipendenti. Gli smartphone di punta richiedono una potenza significativa per alimentare processori multi-core ad alta velocità, display luminosi e fotocamere avanzate, rendendo praticamente impossibile limitare l’energia elettrica ai livelli Ex ia senza compromettere gravemente le prestazioni del dispositivo. Di conseguenza, la Zona 1 (Ex ib o Ex d) rappresenta lo standard operativo di riferimento per i dispositivi intelligenti industriali ad alte prestazioni.
È sufficiente una classificazione di protezione dai gas (Ex i o Ex d) per le zone con polveri combustibili?
No. I sistemi di protezione contro i gas tengono conto dei vapori infiammabili. Per operare in conformità con la normativa in ambienti con polveri combustibili (Zona 21 o Zona 22), l’apparecchiatura deve riportare espressamente una classificazione di protezione contro le polveri (ad esempio Ex t o Ex tb) insieme a un grado di protezione certificato contro la penetrazione di polveri (IP6X).
