Rilevatori di temporali: l'anticipazione è fondamentale by Aplicaciones TecnológicasDirectIndustry

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Il rilevamento locale delle tempeste elettriche è la chiave per prevenire i rischi professionali. Adottando misure temporanee prima dell'allarme fulmini, si possono evitare incidenti, danni alle infrastrutture e alla proprietà, e persino disastri ambientali. Tuttavia, è necessario avere un tempo di anticipazione sufficiente, soprattutto nei casi in cui il tempo di attuazione delle misure preventive è elevato. I rilevatori di tempeste elettriche affidabili mirano al processo decisionale, permettendo la corretta gestione delle azioni preventive.

Ogni anno ci sono più di 24.000 morti e 240.000 feriti nel mondo a causa dei fulmini. Dovremmo essere in grado di prevenire tutte queste morti, ferite e danni alla proprietà, ma siamo ancora lontani dal raggiungere questo obiettivo. Tuttavia, questi morti e feriti dovuti ai fulmini sono stati continuamente ridotti nel corso dell'ultimo secolo, grazie soprattutto alle misure di prevenzione e protezione dai fulmini, sia permanenti come parafulmini e scaricatori di sovratensione, sia temporanee attraverso azioni preventive. Le misure temporanee sono adottate alla luce dell'allarme del rischio di fulminazione e sono disattivate quando il pericolo è passato, come l'evacuazione del personale, l'arresto o il rinvio delle attività pericolose, ecc.

In generale, la decisione di attuare queste misure preventive si basa su criteri soggettivi come la distanza alla quale il fulmine colpisce o le sfumature di grigio delle nuvole. Questo espone inutilmente il personale a situazioni di rischio o causa perdite finanziarie significative. Dato il rischio di fulmini, l'arresto prematuro dell'attività comporta perdite economiche mentre, se l'arresto viene effettuato troppo tardi, possono essere in pericolo delle vite umane. Allo stesso modo, il ritorno all'attività normale troppo presto espone nuovamente il personale, e un tempo di inattività eccessivo comporta costi finanziari.

Fortunatamente, esistono strumenti di sicurezza che, rispettando lo standard internazionale IEC 62793: 2020 "Lightning protection - Storm warning system2", facilitano il processo decisionale attraverso informazioni oggettive che permettono la corretta gestione delle misure preventive. Per questo motivo, è necessario un rilevatore affidabile di tempeste elettriche, che avvisi della formazione o dell'avvicinamento di tempeste alla zona di lavoro, per adottare le misure temporanee3 appropriate.

In seguito, esporremo i tipi di rilevatori di temporali esistenti mettendoli in relazione al tempo di anticipazione che forniscono. La norma IEC 62793: 2020 stabilisce varie situazioni come pericolose, per esempio, concentrazioni di persone in aree aperte per motivi di lavoro o di svago, parchi eolici, parchi solari, linee di approvvigionamento, infrastrutture come porti e aeroporti, servizi di base di salute e telecomunicazioni, protezione civile dell'ambiente, ecc. In questo articolo ci concentreremo su alcuni dei settori che richiedono un tempo di avvio più lungo per le misure preventive, come l'energia eolica, le miniere e le concentrazioni di persone in spazi aperti.

Gli attuali rivelatori di temporali possono essere classificati in due categorie: i rivelatori basati sul campo elettromagnetico, che misurano la radiazione elettromagnetica prodotta dal fulmine, e quelli basati sulla misurazione del campo elettrostatico. Il tempo di risposta offerto dai due tipi di rivelatori di temporali è diverso, il che ha delle conseguenze quando si prendono delle misure preventive.

I sensori basati sul campo elettromagnetico richiedono una scarica iniziale per essere in grado di avvertire l'avvicinarsi del temporale. A causa di questa limitazione, i rivelatori di campo elettromagnetico non sono utili quando il temporale si sta formando direttamente sull'obiettivo o si sta avvicinando senza scaricare alcun fulmine. Infatti, secondo uno studio del 2005, il 54% delle vittime dei fulmini non ha ricevuto l'avviso della minaccia perché non c'è stato nessun fulmine prima dell'impatto (in un raggio di 20 chilometri) o i fulmini precedenti sono avvenuti in un breve spazio di tempo che non ha lasciato margine per cercare un rifugio adatto. Anche la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) degli Stati Uniti indica che la maggior parte degli incidenti da fulmini si verificano all'inizio o alla fine di tempeste elettriche. Un'altra limitazione dei rilevatori di campi elettromagnetici si presenta qui, poiché determinano l'assenza di rischio semplicemente utilizzando un conto alla rovescia dall'ultima scarica rilevata. Se viene raggiunto un tempo predeterminato (generalmente 30 minuti, ma nel settore eolico può essere di 1-2 ore), il rilevatore basato sul campo elettromagnetico emette un avviso di assenza di rischio. Tuttavia, una scossa potrebbe verificarsi subito dopo, o il tempo di inattività potrebbe essere stato troppo lungo.

Inoltre, i rilevatori di temporali elettrici basati sul campo elettromagnetico basano il loro allarme di rischio sulla distanza della scarica precedente. Cioè, presumono che la maggiore vicinanza delle scariche implichi che il temporale si stia avvicinando alla zona da proteggere, quando non è necessariamente così. Per questo motivo, quando le successive scariche della tempesta si allontanano dall'obiettivo, ci sono fermate ed evacuazioni inutili che avrebbero potuto essere evitate con i relativi costi.

Attualmente, gli unici sistemi che rilevano tutte le fasi della tempesta definite dalla norma IEC 62793: 2020 sono sensori basati sul campo elettrostatico. Questi rilevatori misurano il campo elettrostatico atmosferico da cui si può conoscere la reale probabilità di scarica di un fulmine. La misurazione del campo elettrostatico è l'unico indicatore diretto e inequivocabile del rischio di fulminazione prima che si verifichi.

Conoscere in modo preciso e affidabile la formazione e l'avvicinamento delle tempeste elettriche permette il dispiegamento di azioni di prevenzione temporanee che possono evitare o almeno minimizzare i danni. Così, il processo decisionale non dipende da criteri soggettivi come la distanza o i toni grigi delle nuvole, ma la misurazione oggettiva del campo elettrostatico permette di fermare l'attività solo per il tempo necessario, evitando inutili fermate ed evacuazioni prodotte, a volte, dai rilevatori elettromagnetici.

Il rivelatore di tempeste elettriche più completo del mercato, frutto di più di 15 anni di esperienza accumulata, è il sistema di allarme locale ATSTORM®. Controllato a distanza dal personale esperto di Aplicaciones Tecnológicas S.A, permette di prendere decisioni oggettive di fronte al rischio di fulmini. I suoi allarmi si basano esclusivamente sulla misurazione del campo elettrostatico, che è l'unica protezione preventiva solida, poiché controlla la formazione graduale delle tempeste elettriche, dalla loro fase iniziale fino al bel tempo.

ATSTORM® misura la variazione del campo elettrico dei temporali che si formano nella zona e dei temporali attivi che si avvicinano in un raggio di 20 chilometri. Inoltre, quando le tempeste si formano sull'obiettivo da proteggere o si avvicinano senza scaricare alcun fulmine, i rilevatori basati sulle emissioni elettromagnetiche dei fulmini non forniscono alcun tempo di anticipazione, mentre la tecnologia ATSTORM® fornisce il margine necessario per prendere le misure precauzionali.

Il rilevatore di tempeste ATSTORM® incorpora anche un sensore basato sul campo elettromagnetico che monitora l'avvicinarsi di tempeste elettriche attive fino a un raggio di 40 chilometri. Questo sensore permette di estendere l'area di monitoraggio e di definire uno stato di preallarme di fronte a tempeste elettriche attive che si avvicinano all'obiettivo da proteggere

Anche se il tempo di anticipazione del rischio di fulminazione è un fattore importante per qualsiasi industria, ci sono alcuni settori in cui questo problema è particolarmente critico perché richiedono più tempo per attuare misure preventive. In situazioni in cui non ci sono rifugi adeguati per la protezione dai fulmini nelle vicinanze, come campi da golf e altre attività all'aperto, spiagge, parchi naturali, parchi eolici, ecc, è necessario un tempo sufficiente per l'evacuazione delle persone che si trovano nel luogo. In altri casi, questo tempo di anticipazione è necessario per fermare attività potenzialmente pericolose come aeroporti, porti marittimi, miniere e petrolchimici, tra gli altri settori.

Qualsiasi fermata o evacuazione comporta costi economici, quindi non è consigliabile fermarsi prematuramente (se non c'è rischio) o tornare alla normalità troppo tardi (quando la tempesta si è già dissipata). La chiave è gestire correttamente le misure preventive utilizzando informazioni oggettive fornite da un rilevatore di temporali affidabile.

I parchi eolici, per le loro caratteristiche e la loro ubicazione, presentano un alto rischio di fulminazione. Si trovano in spazi aperti e isolati e in certi casi in zone montuose e in mare aperto, per cui richiedono più tempo per l'evacuazione del personale rispetto ad altri settori. Gli operatori che lavorano sulle turbine eoliche devono scendere dalle turbine eoliche per trovare una zona di rifugio e a volte anche per essere evacuati dalla sottostazione. L'evacuazione deve avvenire in modo scaglionato e senza rischi, il che richiede decine di minuti di anticipo. Questo tempo di anticipo permette misure come l'arresto del lavoro delle pale (se ritenuto necessario), l'evacuazione della turbina eolica, la salvaguardia e l'isolamento dei componenti sensibili e l'evacuazione della sottostazione. Va notato che ATSTORM® fornisce un allarme graduale con diversi livelli, in modo che le decisioni di intraprendere azioni preventive possano essere condizionate in base al livello di allarme fornito dall'apparecchiatura.

Anche l'industria mineraria presenta una situazione molto delicata per quanto riguarda il rischio di fulminazione. Spesso opera in aree aperte, dove vengono utilizzati macchinari a controllo elettronico e vengono manipolati e stoccati materiali infiammabili. I dipendenti lavorano in atmosfere infiammabili, quindi un fulmine può uccidere vite umane. Data l'ubicazione delle miniere a cielo aperto, così come la loro estensione, ci vuole più tempo di altre industrie per adottare misure preventive. Alcune di queste misure preventive sono l'attivazione di gruppi elettrogeni, l'arresto delle attività di preparazione del carico, il rinvio del passaggio attraverso ponti trasportatori, l'attivazione di protocolli di prevenzione degli incendi e l'evacuazione nelle zone a rischio.

Altre situazioni che richiedono un tempo più lungo sono quelle che coinvolgono grandi folle, per esempio negli stadi o ai concerti all'aperto. L'evacuazione di una folla è un processo complesso, che implica il rischio di vite umane a causa di fughe causate dal panico. In generale, le linee guida internazionali stabiliscono che l'evacuazione di uno stadio non dovrebbe superare gli 8 minuti, anche se questo tempo può variare leggermente da paese a paese5. ATSTORM® fornisce l'avviso del rischio di un fulmine con largo anticipo per poter evacuare e portare in salvo le persone presenti all'evento sportivo o culturale.

In sintesi, il rilevatore di tempeste ATSTORM® fornisce informazioni precise e affidabili sulla formazione e l'avvicinamento dei temporali, evitando inutili rischi professionali e riducendo al minimo le possibili perdite finanziarie. Il tempo di preavviso che fornisce è un fattore importante in qualsiasi settore, e totalmente cruciale in quelli che richiedono un tempo più lungo per attuare misure preventive.

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