Le operazioni minerarie spesso si svolgono in ambienti difficili in cui la fornitura di ossigeno, l’affidabilità delle apparecchiature e la sicurezza del personale influiscono direttamente sull’efficienza della produzione. Dalle attività di supporto alle miniere sotterranee alla lavorazione dei minerali, al taglio dei metalli e alle operazioni legate alla fusione, l'ossigeno può essere necessario per processi industriali specifici. Un sistema di generazione di ossigeno PSA (Pressure Swing Adsorption) può fornire una fonte di ossigeno in loco, riducendo la dipendenza dal gas erogato quando l'apparecchiatura è progettata, utilizzata e mantenuta correttamente.
Tuttavia, l'ossigeno non è un combustibile, ma supporta fortemente la combustione. I materiali che bruciano lentamente nell'aria normale possono accendersi più facilmente e bruciare più intensamente in ambienti arricchiti di ossigeno. Olio, grasso, polvere combustibile, indumenti contaminati e attrezzature inadeguate possono contribuire a gravi rischi di incendio o accensione. Nei siti minerari, questi rischi possono essere aggravati da spazi ristretti, macchinari pesanti, installazioni elettriche, lavori a caldo e difficili accessi di emergenza.
Comprendere le norme di sicurezza per l’utilizzo dell’ossigeno PSA nei siti minerari è quindi essenziale per gli operatori minerari, gli appaltatori di ingegneria, i team di manutenzione e i fornitori di sistemi di ossigeno. Un funzionamento sicuro richiede molto più che l'installazione di un generatore e il collegamento di una tubazione. Dipende dalla scelta dell'attrezzatura adeguata, dalla distribuzione controllata dell'ossigeno, dal personale addestrato, dalla manutenzione preventiva, dal monitoraggio del gas ove necessario e da un piano di risposta alle emergenze documentato.
Comprendere i principali rischi legati all'ossigeno prima dell'uso
Prima che un impianto di ossigeno PSA entri in servizio, il personale deve comprendere come si comporta l'ossigeno e perché la sua presenza modifica il rischio di incendio del sito.
L'arricchimento di ossigeno aumenta il rischio di combustione
L'aria normalmente contiene circa il 20,9% di ossigeno. Quando la concentrazione di ossigeno nell’atmosfera circostante supera i livelli normali, molti materiali combustibili possono accendersi più facilmente, bruciare più velocemente e rilasciare più calore. Indumenti, guanti, imballaggi, isolamento dei cavi, residui di fluido idraulico e altri materiali possono diventare significativamente più pericolosi in condizioni arricchite di ossigeno.
L'arricchimento di ossigeno può verificarsi quando una tubazione perde, una valvola viene lasciata aperta, un tubo viene danneggiato o l'ossigeno viene scaricato in una stanza scarsamente ventilata. Una piccola perdita potrebbe non essere immediatamente evidente perché l'ossigeno è incolore e inodore.
I siti minerari dovrebbero quindi considerare le perdite di ossigeno come potenziali rischi di incendio piuttosto che fare affidamento su segni visibili o odori per identificarle.
L'ossigeno non sostituisce la ventilazione della miniera
Un sistema di generazione di ossigeno è progettato per fornire ossigeno per un processo industriale definito. Non sostituisce il sistema di ventilazione della miniera, il monitoraggio atmosferico o l'attrezzatura respiratoria di emergenza.
Le miniere sotterranee possono contenere metano, monossido di carbonio, idrogeno solforato e altri gas pericolosi, a seconda della geologia e del metodo di estrazione. L'aggiunta di ossigeno non rende l'atmosfera sicura per l'ingresso e l'aumento della concentrazione di ossigeno può aumentare i rischi di combustione in presenza di gas infiammabili o materiali combustibili.
Regola di sicurezza:Non utilizzare mai l'ossigeno di processo per correggere un'atmosfera sotterranea sospettata di carenza di ossigeno o per supportare la respirazione del personale. Seguire le procedure di ventilazione e protezione respiratoria approvate dalla miniera.
La purezza e la sicurezza dell'ossigeno sono requisiti diversi
Un sistema PSA separa l'ossigeno dall'aria compressa per produrre un flusso di gas arricchito di ossigeno. La purezza effettiva dell'ossigeno dipende dal design dell'apparecchiatura, dalle condizioni operative e dall'output specificato.
Il rispetto della purezza dell'ossigeno richiesta non rende automaticamente il sistema sicuro per ogni applicazione. È inoltre necessario affrontare la questione della pulizia delle tubazioni, della pressione operativa, della compatibilità dei materiali, della ventilazione, della prevenzione delle perdite e della protezione antincendio.
La purezza dell'ossigeno e la pressione di erogazione dovrebbero essere selezionate in base al processo previsto e alle specifiche del produttore dell'apparecchiatura, anziché scegliere un generatore esclusivamente in base alla sua capacità di produzione nominale.
Installare l'impianto di ossigeno PSA in una posizione adatta
La posizione di installazione determina l'efficacia con cui gli operatori possono controllare il calore, la ventilazione, le fonti di accensione, l'accesso per la manutenzione e la risposta alle emergenze.
Selezionare un luogo con ventilazione adeguata
L'area di generazione dell'ossigeno deve avere una ventilazione adeguata alla potenza del sistema, alle potenziali perdite, alle dimensioni della stanza e ai requisiti di sicurezza antincendio applicabili. La ventilazione aiuta a prevenire l'accumulo di ossigeno a seguito di un rilascio accidentale.
L'impianto non deve essere installato in uno spazio chiuso senza una valutazione ingegneristica del potenziale tasso di perdita e delle necessarie disposizioni di ventilazione. Le aperture di ventilazione non devono essere ostruite e l'aria di scarico non deve essere diretta verso aree in cui si riunisce il personale o vengono immagazzinati materiali combustibili.
Laddove l'attrezzatura per l'ossigeno è installata in un'unità containerizzata, l'involucro richiede comunque adeguate misure di ventilazione e accesso. L'esterno del contenitore non elimina la necessità di controllare l'arricchimento di ossigeno o il surriscaldamento dell'apparecchiatura.
Separare l'attrezzatura per l'ossigeno dai rischi di accensione
L'ubicazione dell'impianto dovrebbe essere valutata rispetto alle attività circostanti la miniera. Potenziali fonti di accensione includono attività di saldatura e taglio, superfici calde, guasti elettrici, fiamme libere e apparecchiature che possono generare scintille.
I materiali combustibili non devono essere conservati inutilmente attorno ad apparecchiature per l'ossigeno, valvole o collegamenti di tubazioni. Laddove siano richieste distanze di separazione, queste dovrebbero essere stabilite attraverso la valutazione del rischio di incendio del progetto, le normative applicabili e la documentazione delle apparecchiature.
Negli impianti minerari e di lavorazione dei minerali, la valutazione dell'installazione dovrebbe considerare anche l'accumulo di polvere, le vibrazioni, l'ingresso di acqua, le atmosfere corrosive e i movimenti dei veicoli.
Fornire un accesso sicuro per l'ispezione e l'isolamento di emergenza
Gli operatori necessitano di accesso senza ostacoli al generatore, ai compressori, ai filtri, ai pannelli di controllo, alle valvole e ai punti di arresto di emergenza. L'attrezzatura non deve essere posizionata in luoghi in cui veicoli in movimento, oggetti che cadono o la movimentazione ordinaria di materiali possono danneggiare le tubazioni dell'ossigeno.
Le valvole di isolamento devono essere chiaramente identificate, accessibili e incluse nelle procedure operative. I soccorritori devono essere in grado di determinare quali valvole controllano la fornitura di ossigeno senza fare affidamento su tentativi ed errori.
Prima della messa in servizio, il team di installazione deve verificare che le fondamenta dell'apparecchiatura, le disposizioni di sollevamento, l'alimentazione elettrica, la messa a terra e la protezione ambientale soddisfino i requisiti del produttore e gli standard locali applicabili.
Mantenere pulite le tubazioni e le connessioni dell'ossigeno
La sicurezza delle tubazioni dell'ossigeno è uno degli aspetti più importanti del funzionamento di un sistema di generazione di ossigeno PSA. I materiali che sono relativamente innocui nell'aria normale possono accendersi violentemente in determinate condizioni di servizio dell'ossigeno, in particolare se esposti a pressione elevata, pressurizzazione rapida o contaminazione.
Prevenire la contaminazione di olio e grasso
Olio, grasso e altri contaminanti incompatibili devono essere tenuti lontani dalle superfici a contatto con l'ossigeno. In condizioni inadeguate, queste sostanze possono reagire intensamente con l'ossigeno e creare pericolo di accensione.
Il personale di manutenzione non deve mai applicare lubrificanti ordinari a valvole dell'ossigeno, regolatori, raccordi o altri componenti a contatto con l'ossigeno a meno che il prodotto non sia specificamente approvato per le condizioni di servizio dell'ossigeno previste.
I detergenti, i sigillanti, le guarnizioni e le parti di ricambio devono essere selezionati in base alle specifiche di servizio dell'ossigeno del produttore del componente. Il personale non deve presumere che un prodotto sia idoneo semplicemente perché è comunemente utilizzato negli impianti di aria compressa industriali.
Utilizzare componenti classificati per il servizio con ossigeno
Tubi, valvole, regolatori, tubi flessibili, manometri, guarnizioni e connettori devono essere compatibili con la purezza, la pressione, la temperatura e le condizioni operative previste dell'ossigeno.
I componenti originariamente destinati all'aria compressa generica potrebbero non essere adatti al servizio con ossigeno. La sola compatibilità dei materiali non è sufficiente: contano anche il design, la pulizia, il livello di pressione, le pratiche di assemblaggio e lo storico della manutenzione.
Le specifiche di approvvigionamento dovrebbero identificare chiaramente il servizio di ossigeno previsto e richiedere la documentazione adeguata da parte del fornitore.
Prevenire una rapida pressurizzazione
L'apertura rapida di una valvola può creare un riscaldamento localizzato e aumentare il rischio di ignizione in determinate condizioni, in particolare dove sono presenti contaminanti o materiali non idonei.
Gli operatori devono seguire la sequenza di apertura della valvola specificata dal produttore dell'attrezzatura e le procedure di aumento della pressione. Le valvole devono essere azionate in modo controllato e il personale non deve mai improvvisare una procedura di pressurizzazione.
Prima di aprire una linea di ossigeno, verificare che l'attrezzatura a valle sia pronta a ricevere l'ossigeno, che i valori nominali di pressione pertinenti siano corretti e che la tubazione sia stata ispezionata e approvata per il servizio.
Ispezionare tubi flessibili, raccordi e supporti delle tubazioni
Le ispezioni di routine dovrebbero identificare:
Tubi flessibili incrinati, danneggiati o deteriorati.
Raccordi allentati, filettature danneggiate e collegamenti che perdono.
Corrosione, impatto meccanico o sezioni della tubazione non supportate.
Segni di surriscaldamento, scolorimento o contaminazione.
Etichette mancanti, manometri danneggiati e valvole di isolamento inaccessibili.
I componenti danneggiati per il servizio dell'ossigeno devono essere rimossi dal servizio e sostituiti o riparati secondo una procedura approvata. Non dovrebbero essere consentite riparazioni temporanee utilizzando nastri, sigillanti o raccordi improvvisati non approvati.
Controlla le perdite di ossigeno e monitora l'atmosfera
Le perdite di ossigeno possono creare un ambiente pericoloso anche quando l'apparecchiatura di generazione continua a funzionare normalmente. La prevenzione e il rilevamento delle perdite dovrebbero quindi far parte del più ampio programma di sicurezza dei processi minerari.
Stabilire una routine di ispezione delle perdite
Gli operatori devono ispezionare i giunti accessibili delle tubazioni, gli steli delle valvole, i collegamenti flessibili, i regolatori di pressione e le interfacce delle apparecchiature a intervalli definiti. La frequenza delle ispezioni dovrebbe riflettere la pressione operativa, le vibrazioni, l'esposizione ambientale, la cronologia della manutenzione e le conseguenze dei guasti.
Il test delle perdite deve utilizzare metodi e materiali approvati per il servizio con ossigeno. Il personale non deve mai utilizzare una fiamma libera per cercare una perdita.
Se si sospetta una perdita, il personale deve seguire la procedura di emergenza del sito, tenere lontane le fonti di accensione, isolare la sezione interessata quando è sicuro farlo e impedire l'accesso non autorizzato.
Utilizzare il monitoraggio dell'ossigeno laddove la valutazione del rischio lo richiede
I monitor dell'ossigeno fissi o portatili possono essere appropriati in locali tecnici chiusi, aree di stoccaggio o distribuzione dell'ossigeno o altri luoghi in cui un rilascio accidentale potrebbe creare un'atmosfera arricchita di ossigeno.
La scelta del monitor dovrebbe considerare l'intervallo di misurazione previsto, la risposta del sensore, le condizioni ambientali, i requisiti di allarme, la calibrazione e le modalità di manutenzione. Le apparecchiature progettate esclusivamente per rilevare la carenza di ossigeno potrebbero non fornire una protezione adeguata contro l'arricchimento di ossigeno a meno che il campo di misurazione e le impostazioni di allarme non coprano tale pericolo.
Le soglie di allarme devono essere stabilite dal team tecnico o di sicurezza responsabile in conformità con le normative applicabili e la valutazione del rischio del sito. Le apparecchiature di monitoraggio devono essere testate e sottoposte a manutenzione secondo le istruzioni del produttore.
Un monitor dell'ossigeno non sostituisce la ventilazione, la prevenzione delle perdite o le procedure operative sicure.
Trattare seriamente gli allarmi e le variazioni di pressione inspiegabili
Un improvviso calo di pressione, un consumo insolito di ossigeno, allarmi ripetuti di bassa pressione o un cambiamento imprevisto nelle prestazioni del generatore possono indicare una perdita, un errore di processo o una domanda a valle anomala.
Gli operatori non devono rispondere semplicemente aumentando la potenza del generatore o aprendo valvole aggiuntive. La risposta corretta è indagare sulla causa, valutare l'area interessata e isolare l'apparecchiatura quando necessario.
La procedura operativa del sito dovrebbe specificare chi è autorizzato a indagare sugli allarmi, chi può arrestare il sistema e chi è responsabile dell'approvazione del riavvio.
Tenere l'ossigeno lontano da materiali combustibili e lavori a caldo
Le strutture minerarie eseguono comunemente operazioni di saldatura, taglio, molatura, manutenzione e riparazione di attrezzature pesanti. Queste attività possono creare fonti di accensione vicino alle condutture dell'ossigeno o ai processi che consumano ossigeno.
Applicare severi controlli sul lavoro a caldo
Saldatura, taglio alla fiamma e molatura devono essere condotti secondo il sistema di permesso di lavoro della miniera, ove richiesto. Prima che inizino i lavori a caldo, il personale deve identificare le linee di ossigeno, valutare potenziali punti di perdita, rimuovere o proteggere materiali combustibili e stabilire adeguate misure di vigilanza antincendio.
Se nell'area di lavoro interessata si trovano apparecchiature o tubazioni per l'ossigeno, la persona responsabile deve determinare se sono necessarie l'isolamento, la depressurizzazione o altre misure protettive. I lavori non dovranno proseguire finché non saranno verificati i controlli richiesti.
L'ossigeno utilizzato per un processo di taglio deve essere fornito tramite apparecchiature appositamente progettate e approvate per tale applicazione. Gli operatori devono seguire le procedure del produttore dell'attrezzatura di taglio e le norme antincendio del sito.
Non utilizzare mai ossigeno per la pulizia o la ventilazione
L'ossigeno compresso non deve essere utilizzato per soffiare la polvere dagli indumenti, pulire macchinari, ventilare un'area di lavoro o accelerare l'asciugatura delle apparecchiature. L'arricchimento di ossigeno può rendere molto più facile l'accensione degli indumenti e dei materiali combustibili nelle vicinanze.
Utilizzare metodi di pulizia ad aria compressa approvati, sistemi di aspirazione industriale o altre tecniche adeguate in base all'attività e alle norme di sicurezza in miniera. Nelle aree con polvere combustibile, i metodi di pulizia devono anche affrontare la dispersione della polvere e i rischi di accensione.
Mantenere gli indumenti e i dispositivi di protezione individuale liberi da contaminazioni
I lavoratori che maneggiano l'attrezzatura per l'ossigeno devono evitare il contatto tra i componenti del servizio di ossigeno e guanti contaminati da olio, stracci sporchi o strumenti unti.
Gli indumenti esposti a un rilascio significativo di ossigeno devono essere trattati come un potenziale pericolo. Il personale deve allontanarsi dall'area di rilascio, evitare fonti di ignizione e seguire le procedure del sito per consentire agli indumenti di ritornare alle normali condizioni atmosferiche prima di avvicinarsi a lavori a caldo o ad altre fonti di ignizione.
Seguire le procedure di avvio e spegnimento sicure
Una procedura scritta di avvio e arresto riduce il rischio di funzionamento errato della valvola, condizioni di pressione anomale e rilascio imprevisto di ossigeno.
Lista di controllo per l'ispezione pre-avvio
Prima di avviare un impianto di ossigeno PSA, l'operatore autorizzato deve confermare che:
L'installazione ha superato i necessari controlli di messa in servizio e ispezione.
L'alimentazione dell'aria compressa e l'apparecchiatura di pretrattamento funzionano entro i limiti specificati.
Filtri, scarichi e altri elementi di manutenzione siano nelle condizioni richieste.
Le tubazioni dell'ossigeno e le apparecchiature a valle sono approvate per il servizio e collegate correttamente.
Manometri, strumenti di controllo, allarmi e dispositivi di protezione funzionano.
Le valvole di isolamento di emergenza sono accessibili e correttamente identificate.
La ventilazione funziona come richiesto.
Non sono note perdite di ossigeno o attività di manutenzione non autorizzate.
Il processo previsto è pronto a ricevere ossigeno entro l'intervallo di pressione e flusso specificato.
Il personale richiesto è presente e consapevole dello stato operativo.
La sequenza di avvio del produttore dovrebbe sempre avere la precedenza su una lista di controllo generica in cui le istruzioni specifiche dell'apparecchiatura differiscono.
Monitorare i parametri operativi dopo l'avvio
Durante il funzionamento il personale è tenuto a monitorare i parametri individuati nel manuale operativo dell'impianto. Questi includono comunemente la purezza dell'ossigeno, la pressione di erogazione, il flusso di uscita, le condizioni del compressore, le temperature, gli allarmi e lo stato delle apparecchiature per il trattamento dell'aria.
È necessario indagare sui cambiamenti imprevisti prima che il sistema possa continuare a funzionare in condizioni potenzialmente non sicure. La purezza dell'ossigeno al di fuori delle specifiche del processo può richiedere la deviazione, l'isolamento o la gestione in altro modo della fornitura in base alla procedura del produttore e ai requisiti del processo a valle.
Il sistema di controllo non dovrebbe essere aggirato semplicemente per mantenere la produzione.
Spegnere in modo controllato
Lo spegnimento normale deve seguire la sequenza approvata per il generatore e il processo a valle. Le procedure di arresto di emergenza dovrebbero definire quando interrompere la produzione di ossigeno, quando chiudere le valvole di isolamento e come gestire la pressione residua.
La sequenza corretta dipende dal design dell'apparecchiatura e dal processo collegato. Il personale non deve dare per scontato che il solo spegnimento del generatore isoli l'intera rete di distribuzione dell'ossigeno.
Dopo l'arresto, verificare le condizioni del sistema prima di iniziare la manutenzione, la disconnessione o la rimessa in servizio.
Applicare il blocco/tagout prima della manutenzione
I sistemi di ossigeno PSA includono generalmente apparecchiature elettriche, macchinari ad aria compressa, recipienti o tubazioni pressurizzati e componenti di controllo. La manutenzione può esporre il personale all'energia elettrica, alla pressione immagazzinata, ai macchinari in movimento e al rilascio imprevisto di ossigeno.
Isolare tutte le fonti energetiche rilevanti
Prima dell'inizio della manutenzione, il personale deve identificare e isolare le fonti di energia associate all'attività. Questi possono includere energia elettrica, aria compressa, pressione dell'ossigeno, attuatori pneumatici, macchinari rotanti e altri sistemi di processo collegati.
La procedura di lockout/tagout (LOTO) del sito dovrebbe identificare i punti di isolamento, i lavoratori autorizzati responsabili e il metodo per verificare che l'attrezzatura sia in condizioni di sicurezza.
L'arresto di un compressore o lo spegnimento di un pannello di controllo non elimina necessariamente l'energia immagazzinata. La pressione deve essere scaricata utilizzando la procedura approvata e le condizioni di energia zero devono essere verificate prima di procedere con il lavoro.
Prevenire il rilascio accidentale di ossigeno
Laddove la manutenzione coinvolga componenti a contatto con l'ossigeno, la sezione interessata deve essere isolata e depressurizzata come specificato dal produttore dell'apparecchiatura e dalla procedura del sito. Il personale deve confermare che i sistemi collegati non possono reintrodurre pressione o ossigeno durante il lavoro.
I componenti non devono essere smontati mentre sono sotto pressione. Se un'attività richiede una pulizia o un riassemblaggio speciali per il servizio di ossigeno, deve essere eseguita da personale qualificato utilizzando materiali approvati e metodi documentati.
Verificare il sistema prima di rimetterlo in servizio
Al termine della manutenzione, verificare che gli strumenti, gli allestimenti temporanei e i materiali siano stati rimossi; i collegamenti siano stati assemblati correttamente; e le ispezioni e i test richiesti sono stati completati.
I componenti a contatto con l'ossigeno devono essere mantenuti puliti e protetti dalla contaminazione durante l'assemblaggio. Prima di reintrodurre l'ossigeno, verificare la posizione corretta della valvola, la disponibilità a valle e i risultati del test di tenuta richiesto.
Solo il personale autorizzato dovrebbe approvare il ritorno in servizio.
Gestire la pressione di stoccaggio e distribuzione dell'ossigeno
Alcune applicazioni minerarie necessitano di un buffer di ossigeno o di un sistema di stoccaggio a valle per far fronte ai cambiamenti a breve termine della domanda. La configurazione appropriata dipende dal processo, dalla portata richiesta, dalla pressione operativa e dai requisiti di continuità.
Laddove l'ossigeno viene immagazzinato sotto pressione, le apparecchiature di stoccaggio e le relative tubazioni devono essere progettate e mantenute per il servizio previsto.
Proteggere le attrezzature a pressione
I recipienti a pressione, le bombole, i regolatori e le valvole associate devono essere conformi alle normative applicabili ed essere ispezionati agli intervalli richiesti. Gli operatori non devono mai superare la pressione di esercizio nominale di alcun componente.
I dispositivi di limitazione della pressione devono essere adatti al servizio, correttamente installati e sottoposti a manutenzione secondo la documentazione dell'apparecchiatura. Le loro modalità di scarico dovrebbero essere valutate per prevenire il rilascio di ossigeno in luoghi pericolosi o scarsamente ventilati.
La regolazione o la disattivazione non autorizzata dei dispositivi di limitazione della pressione è inaccettabile.
Cilindri sicuri e movimentazione dei controlli
Se si utilizzano bombole di ossigeno di riserva, queste devono essere protette contro cadute, urti e movimenti non autorizzati. Le valvole delle bombole dovrebbero essere protette come richiesto durante il trasporto e lo stoccaggio, e le bombole di ossigeno dovrebbero essere chiaramente identificate.
Le bombole devono essere tenute lontane da fonti di calore eccessive e protette da danni meccanici. Le bombole di ossigeno non devono essere maneggiate con guanti unti o strumenti contaminati e i collegamenti delle valvole devono essere compatibili con il servizio di ossigeno previsto.
Le aree di stoccaggio devono essere gestite secondo le norme antincendio locali e i requisiti applicabili per lo stoccaggio di gas compresso.
Evitare fluttuazioni di pressione incontrollate
Cambiamenti improvvisi nella domanda a valle possono influenzare la pressione del sistema e le prestazioni del processo. Un sistema di distribuzione adeguatamente progettato può utilizzare la regolazione della pressione, la capacità del buffer, gli allarmi e i controlli automatici per mantenere le condizioni di fornitura richieste.
Gli operatori non devono compensare l'instabilità della pressione aprendo ripetutamente le valvole o regolando i regolatori al di fuori della procedura approvata. Le fluttuazioni persistenti richiedono una valutazione ingegneristica della capacità del generatore, delle perdite nelle tubazioni, della variazione della domanda e delle impostazioni di controllo.
Considerare i rischi ambientali e operativi specifici dell'attività mineraria
I siti minerari espongono le attrezzature industriali a condizioni diverse da quelle di molti ambienti industriali convenzionali. Un piano di sicurezza dovrebbe tenere conto di queste condizioni durante la selezione e il funzionamento di un sistema di generazione di ossigeno.
Polvere e contaminazione
La polvere può accumularsi sulle superfici di raffreddamento, sugli armadi elettrici, sui filtri e sulle apparecchiature in movimento. Un accumulo eccessivo può contribuire al surriscaldamento, a prestazioni di raffreddamento ridotte o a guasti elettrici.
Il piano di manutenzione dovrebbe specificare metodi di pulizia e intervalli di ispezione adeguati. Laddove è presente polvere combustibile, la pulizia non deve creare una nuvola di polvere o introdurre una fonte di accensione. La protezione elettrica e meccanica dell'impianto deve essere adeguata all'ambiente valutato.
Vibrazioni e danni meccanici
Veicoli pesanti, vibrazioni legate alle esplosioni, movimentazione di materiali e fondazioni irregolari possono compromettere l'integrità delle apparecchiature e delle tubazioni.
L'installazione dovrebbe utilizzare supporti e dispositivi di protezione adeguati per ridurre la probabilità di danni meccanici. Le connessioni flessibili, ove specificato dal progetto, devono essere classificate per il servizio con ossigeno e ispezionate per eventuali deterioramenti.
Dopo un impatto significativo, un evento di vibrazione anomala o un sospetto movimento strutturale, l'apparecchiatura interessata deve essere ispezionata prima di riprendere il normale funzionamento.
Temperatura, umidità e corrosione
La temperatura e l'umidità ambientale possono influenzare le prestazioni del compressore, il raffreddamento, il pretrattamento dell'aria e le condizioni operative del sistema PSA. Le atmosfere corrosive possono anche influenzare involucri, supporti, collegamenti elettrici e tubazioni.
La scelta dell'attrezzatura dovrebbe tenere conto dell'ambiente reale del sito, compreso l'intervallo di temperatura previsto, l'esposizione alla polvere, l'umidità, l'altitudine ove pertinente e l'infrastruttura di manutenzione disponibile.
Un sistema destinato a un edificio industriale protetto può richiedere un'ulteriore protezione ambientale prima di poter essere utilizzato in sicurezza in un sito minerario remoto.
L'installazione sotterranea richiede un'ulteriore revisione
L'installazione sotterranea di apparecchiature per la generazione di ossigeno introduce problemi specifici riguardanti l'accesso, la ventilazione, la protezione elettrica, la classificazione delle aree pericolose e l'evacuazione di emergenza.
L'apparecchiatura non deve essere installata interrata semplicemente perché le sue dimensioni sono adatte allo spazio disponibile. I team di ingegneria e sicurezza della miniera devono determinare se l'ubicazione proposta, il metodo di distribuzione dell'ossigeno e le disposizioni di emergenza sono conformi alle normative minerarie applicabili.
Laddove il processo possa essere localizzato in una struttura di superficie idonea, il gruppo di progettazione dovrebbe valutare tale opzione rispetto ai requisiti operativi e di sicurezza. Qualsiasi installazione sotterranea deve essere sottoposta a una valutazione ingegneristica e dei rischi specifica del sito prima dell'approvazione.
Formare il personale e limitare l'accesso non autorizzato
Anche un sistema di ossigeno ben progettato può diventare pericoloso se gli operatori non hanno la formazione necessaria o se il personale non autorizzato altera l'attrezzatura.
La formazione dovrebbe coprire l'uso previsto del sistema, i normali limiti operativi, le procedure di avvio e arresto, l'interpretazione degli allarmi, la risposta alle perdite, i punti di isolamento e le restrizioni di manutenzione.
Il personale deve comprendere che l'arricchimento di ossigeno potrebbe non essere rilevabile dai sensi umani. Dovrebbero anche sapere che l’ossigeno non è di per sé un combustibile, ma può far sì che gli incendi si accendano più facilmente e brucino più intensamente.
Solo il personale qualificato e autorizzato può regolare i parametri di controllo, modificare le disposizioni delle tubazioni, eseguire la manutenzione dei componenti a contatto con l'ossigeno o approvare le riparazioni. Gli appaltatori dovrebbero ricevere una formazione specifica per il sito prima di lavorare vicino ad apparecchiature per l'ossigeno.
La formazione dovrebbe essere aggiornata dopo modifiche significative alle apparecchiature, cambiamenti nelle procedure operative o incidenti che rivelano lacune nel sistema esistente.
Le istruzioni operative, gli schemi delle tubazioni, i contatti di emergenza e le procedure di isolamento dovrebbero essere disponibili nei luoghi appropriati. Le etichette dovrebbero identificare il servizio di ossigeno, la direzione del flusso ove rilevante, i rischi di pressione e i punti di isolamento di emergenza.
Preparare un chiaro piano di risposta alle emergenze
Le operazioni minerarie devono essere preparate per perdite di ossigeno, incendi, guasti alle apparecchiature e relative emergenze. Un piano scritto dovrebbe definire le azioni immediate, le responsabilità di comunicazione, le procedure di isolamento, le modalità di evacuazione e le condizioni richieste prima che il lavoro possa riprendere.
Risposta a una sospetta perdita di ossigeno
Quando si sospetta una perdita di ossigeno:
Avvisare il personale nell'area interessata e seguire la procedura di notifica di emergenza del sito.
Tenere fiamme, scintille, materiali fumanti e altre fonti di accensione lontano dal sospetto rilascio.
Non utilizzare apparecchiature o eseguire riparazioni che potrebbero creare una fonte di accensione in un'atmosfera arricchita di ossigeno.
Isolare la fornitura interessata da remoto o da un luogo sicuro quando la procedura approvata lo consente.
Limitare l'accesso finché l'area non sarà stata valutata e dichiarata sicura dal personale autorizzato.
Utilizzare idonee misure di monitoraggio atmosferico e ventilazione come previsto dal piano di emergenza.
Investigare la causa e ottenere l'ispezione e l'autorizzazione necessarie prima di riavviare il sistema.
Il personale non deve entrare in un'area pericolosa per chiudere una valvola se ciò lo esporrebbe a rischi inaccettabili.
Risposta ad un incendio
Se si verifica un incendio vicino all'attrezzatura per l'ossigeno, attivare la procedura di risposta di emergenza della miniera e avvisare la squadra di intervento designata. La fornitura di ossigeno dovrebbe essere isolata quando ciò può essere fatto in sicurezza e in conformità con il piano di emergenza.
I soccorritori devono essere informati del coinvolgimento di apparecchiature per l'ossigeno o di linee di ossigeno pressurizzato. I metodi antincendio dovrebbero essere selezionati da soccorritori addestrati in base ai materiali bruciati, alle condizioni del sito e alle procedure di emergenza applicabili.
L'area non dovrà essere rimessa in servizio finché non sarà stata indagata la causa e non saranno stati valutati le apparecchiature, le condutture e i sistemi di protezione danneggiati.
Indagare sugli incidenti e sui quasi incidenti
Una piccola perdita, un evento di pressione anomala, un tubo danneggiato o un allarme imprevisto dovrebbero essere trattati come un'opportunità di apprendimento piuttosto che ignorati perché non si è verificato alcun infortunio.
Le indagini sugli incidenti dovrebbero identificare la causa diretta, le condizioni determinanti, le misure di salvaguardia fallite e le azioni correttive. I risultati dovrebbero essere utilizzati per migliorare le routine di ispezione, le procedure operative, la formazione e la progettazione delle apparecchiature.
Utilizzare la manutenzione preventiva per ridurre i rischi per la sicurezza
La manutenzione preventiva aiuta a preservare la purezza dell'ossigeno, le prestazioni del sistema e l'integrità dell'apparecchiatura. Un programma di manutenzione dovrebbe basarsi sulle istruzioni del produttore, sulle ore di funzionamento, sulle condizioni del sito, sullo storico dei guasti e sui requisiti di ispezione di legge applicabili.
| Attrezzatura o componente | Focus dell'ispezione relativa alla sicurezza | Misura di controllo tipica |
|---|---|---|
| Compressore d'aria | Condizioni anomale di rumore, vibrazioni, temperatura e lubrificazione | Seguire il programma di manutenzione del produttore del compressore |
| Filtri ed essiccatori per il pretrattamento dell'aria | Condizioni del filtro, rimozione dell'umidità, caduta di pressione e funzione di scarico | Sostituire o riparare i componenti secondo i limiti specificati |
| Sistema di adsorbimento e valvola PSA | Cicli anomali, guasti alle valvole e variazioni delle prestazioni | Ispezionare e riparare secondo il manuale dell'apparecchiatura |
| Analizzatore di ossigeno | Precisione della misurazione, condizione del sensore e funzione di allarme | Eseguire la verifica o la calibrazione programmata |
| Tubazioni e raccordi per ossigeno | Perdite, contaminazione, corrosione e danni meccanici | Ispezionare utilizzando le procedure approvate per il servizio dell'ossigeno |
| Regolatori e strumenti di pressione | Letture anomale, danni e prestazioni del controllo della pressione | Verificare il funzionamento e sostituire i componenti difettosi |
| Monitor di ventilazione e ossigeno | Flusso d'aria, risposta del sensore, allarmi e stato di manutenzione | Testare e mantenere secondo la valutazione del rischio |
| Sistema di controllo elettrico | Surriscaldamento, cablaggio danneggiato, messa a terra e guasti di allarme | Ispezionare tramite personale qualificato |
| Dispositivi di isolamento di emergenza | Accessibilità, identificazione e condizioni operative | Condurre controlli funzionali approvati |
È necessario stabilire l'esatto intervallo di manutenzione per l'apparecchiatura e il sito. Un programma generico non può sostituire le raccomandazioni del produttore o i requisiti di ispezione legale.
I registri di manutenzione dovrebbero includere le date di ispezione, i risultati, i componenti sostituiti, i risultati della calibrazione, le azioni correttive e l'autorizzazione a rimettere in servizio l'apparecchiatura. Guasti ripetuti dovrebbero innescare una revisione della progettazione sottostante o delle condizioni operative piuttosto che fare affidamento solo sulla ripetuta sostituzione dei componenti.
Seleziona il sistema di ossigeno PSA giusto per le applicazioni minerarie
La sicurezza inizia durante la pianificazione del progetto. Un sistema sottodimensionato, installato in una posizione inadatta o scarsamente adattato al processo può creare pressioni operative e richieste di manutenzione inutili.
Definire la domanda effettiva di ossigeno
Il team di progetto dovrebbe identificare il flusso di ossigeno richiesto, la purezza, la pressione di erogazione, le ore di funzionamento e la variazione prevista della domanda. Il calcolo dovrebbe tenere conto del consumo normale, dei picchi di domanda, delle interruzioni del processo e dell'eventuale capacità di standby richiesta.
La potenza nominale del generatore non deve essere considerata come la quantità di ossigeno garantita in ogni condizione del sito. Le prestazioni possono dipendere dalle condizioni dell'aria in ingresso, dalla pressione operativa, dalla temperatura ambiente e da altri parametri specificati.
Il fornitore dovrebbe fornire i dati prestazionali rilevanti e identificare chiaramente le condizioni operative associate alla capacità dichiarata.
Valuta il sistema completo, non solo il generatore
L'installazione può includere un compressore d'aria, apparecchiature per il trattamento dell'aria, generatore di ossigeno PSA, analizzatore di ossigeno, pannello di controllo, regolazione della pressione, apparecchiature di stoccaggio e condutture di distribuzione.
Ogni componente deve essere idoneo al servizio previsto. Le specifiche del progetto dovrebbero definire le responsabilità del fornitore del generatore, dell'appaltatore dell'installazione e dell'operatore della miniera per le tubazioni dell'ossigeno, i lavori elettrici, la messa in servizio, la formazione e la manutenzione.
Per i siti minerari remoti, anche la disponibilità dei pezzi di ricambio, l’accesso al servizio, la formazione degli operatori e la capacità di diagnosticare i guasti sono importanti considerazioni sulla sicurezza.
Richiedere test di messa in servizio e accettazione documentati
Prima del funzionamento di routine, il sistema deve essere sottoposto a controlli di messa in servizio adeguati alla sua progettazione. Questi possono includere la verifica dell'installazione, la pulizia della tubazione, il test delle perdite, il test della pressione ove applicabile, la calibrazione dello strumento, il test degli allarmi, i controlli del sistema di controllo e la conferma delle prestazioni di output.
Le procedure di test devono essere adatte al servizio con ossigeno ed eseguite da personale qualificato. Dovrebbe essere evitato qualsiasi test che possa introdurre contaminazione o danneggiare i componenti a contatto con l'ossigeno.
La documentazione di consegna dovrebbe includere limiti operativi, procedure approvate di avvio e arresto, requisiti di manutenzione, disegni delle apparecchiature, specifiche dei componenti, contatti di emergenza e registrazioni dei test di messa in servizio completati.
Lista pratica di controllo quotidiano sulla sicurezza per gli operatori minerari
Una breve lista di controllo giornaliera aiuta gli operatori a identificare i problemi in via di sviluppo prima che si trasformino in un incidente. Dovrebbe integrare, anziché sostituire, le procedure formali di ispezione e manutenzione.
Prima dell'operazione, verificare che:
L'area dell'impianto è pulita, adeguatamente ventilata e priva di materiali combustibili non necessari.
Le tubazioni, i tubi flessibili e i raccordi dell'ossigeno non mostrano segni visibili di danni o perdite.
Le letture della pressione e la purezza dell'ossigeno rientrano nei limiti operativi specificati.
Il compressore, l'apparecchiatura per il trattamento dell'aria e il sistema PSA non mostrano allarmi anomali.
I monitor dell'ossigeno e gli altri dispositivi di sicurezza richiesti sono disponibili e nelle condizioni operative richieste.
Le valvole di isolamento di emergenza e le vie di accesso non sono ostruite.
Non sono in corso modifiche o attività di manutenzione non autorizzate.
Gli operatori comprendono la richiesta di processo prevista e la procedura di arresto approvata.
Durante il funzionamento, monitorare le prestazioni del sistema e segnalare variazioni di pressione insolite, suoni anomali, surriscaldamento o allarmi ripetuti. Al termine del periodo di funzionamento, seguire la procedura approvata di spegnimento o standby e registrare eventuali condizioni anomale per il follow-up.
Se qualsiasi condizione potrebbe compromettere il funzionamento sicuro, la persona responsabile dovrebbe valutare il rischio prima di continuare. Gli obiettivi di produzione non dovrebbero mai avere la priorità sui controlli di sicurezza approvati del sito.
Domande frequenti
L’ossigeno PSA è sicuro da usare in un sito minerario?
Un sistema di ossigeno PSA può essere utilizzato in sicurezza se selezionato, installato, utilizzato e sottoposto a manutenzione correttamente per l'applicazione prevista. L'utilizzo sicuro richiede componenti compatibili con l'ossigeno, pressione di distribuzione controllata, prevenzione delle perdite, ventilazione adeguata, personale addestrato e procedure di emergenza. È necessaria una valutazione dei rischi specifica per il sito, soprattutto in aree sotterranee o pericolose.
Le perdite di ossigeno possono provocare un incendio anche se non c'è fiamma nelle vicinanze?
Una perdita di ossigeno non provoca necessariamente un incendio da sola, perché l'ossigeno non è un combustibile. Tuttavia, l’arricchimento di ossigeno rende molti materiali più facili da accendere e può far sì che un incendio esistente bruci più intensamente. Le fonti di accensione come superfici calde, guasti elettrici, scintille e lavori a caldo possono diventare significativamente più pericolose in un ambiente arricchito di ossigeno.
È possibile utilizzare normali tubi per aria compressa per l'ossigeno?
No, a meno che il tubo specifico e i relativi collegamenti non siano approvati per il servizio di ossigeno previsto e le condizioni operative. Le apparecchiature generiche ad aria compressa possono avere materiali, contaminazione, livelli di pressione o livelli di pulizia non idonei. Tutti i componenti a contatto con l'ossigeno devono essere selezionati e sottoposti a manutenzione in base ai requisiti di servizio dell'ossigeno del produttore.
L’elevata purezza dell’ossigeno garantisce un funzionamento sicuro?
No. La purezza dell'ossigeno è solo uno dei parametri prestazionali. Il funzionamento sicuro dipende anche dal controllo della pressione, dalla pulizia delle tubazioni, dalla compatibilità dei componenti, dalla prevenzione delle perdite, dalla ventilazione, dalle condizioni delle apparecchiature e dalla formazione degli operatori. Un sistema può soddisfare le specifiche di purezza e presentare comunque gravi rischi se questi controlli sono inadeguati.
Con quale frequenza è opportuno ispezionare un sistema di generazione di ossigeno in miniera?
La frequenza delle ispezioni dipende dalle raccomandazioni del produttore dell'apparecchiatura, dalle condizioni del sito, dalle ore di funzionamento, dai requisiti legali e dalle conseguenze di un guasto. Gli operatori devono eseguire controlli operativi di routine, mentre il personale qualificato esegue la manutenzione programmata, la verifica dello strumento e le ispezioni formali agli intervalli specificati. Qualsiasi evento anomalo potrebbe richiedere un'ispezione aggiuntiva prima del riavvio.
Cosa dovrebbero fare gli operatori se la purezza dell'ossigeno o la pressione di erogazione diventano instabili?
Dovrebbero seguire la procedura approvata di allarme e funzionamento anomalo, valutare l'effetto sul processo a valle e indagare sulla causa. Le cause potenziali includono cambiamenti nella domanda, guasti alle apparecchiature, problemi di trattamento dell'aria, errori dello strumento o perdite nelle tubazioni. Gli operatori non dovrebbero aggirare i controlli di protezione o modificare i parametri operativi oltre la loro autorizzazione semplicemente per mantenere la produzione.
È possibile installare un impianto di ossigeno PSA sottoterra?
Ciò dipende dalle normative della miniera, dalla progettazione delle apparecchiature, dalla ventilazione, dalla protezione elettrica, dall'accesso e dalle disposizioni di emergenza. L'installazione sotterranea richiede una valutazione ingegneristica e di sicurezza specifica del sito. La decisione dovrebbe considerare non solo se l'attrezzatura è adatta fisicamente, ma anche se il sistema di ubicazione e distribuzione può essere gestito e mantenuto in sicurezza.
Conclusione
L’utilizzo dell’ossigeno PSA nei siti minerari richiede un approccio sistematico alla prevenzione degli incendi, al controllo della pressione, all’integrità delle apparecchiature, alla formazione del personale e alla preparazione alle emergenze. Il principio centrale di sicurezza è che l’arricchimento di ossigeno modifica il comportamento dei materiali combustibili, rendendo le perdite, la contaminazione e i rilasci incontrollati pericoli potenzialmente gravi.
Gli operatori minerari dovrebbero stabilire chiari requisiti di installazione, utilizzare componenti approvati per il servizio con ossigeno, ispezionare condutture e connessioni, mantenere sistemi di ventilazione e monitoraggio ove richiesto e applicare procedure sicure di avvio, arresto e manutenzione. La manutenzione preventiva, la messa in servizio documentata e la formazione regolare degli operatori aiutano a garantire che le misure di protezione rimangano efficaci per tutta la vita utile del sistema.
Per i progetti minerari, l'approccio più sicuro consiste nel valutare l'intero sistema di fornitura di ossigeno: dalla preparazione dell'aria compressa e dalla generazione di PSA allo stoccaggio, alla regolazione della pressione e al punto di utilizzo. Adattare l'attrezzatura alla domanda effettiva del processo e alle condizioni ambientali del sito riduce i rischi evitabili supportando al contempo un funzionamento coerente. Un sistema adeguatamente progettato, combinato con pratiche operative disciplinate e una valutazione dei rischi specifica per il sito, fornisce le basi per un uso responsabile dell’ossigeno negli ambienti minerari più impegnativi.
