Ambienti ad atmosfera esplosiva: come acquisire le immagini?

di Stefano Riboli, Product Manager Bosch Security Systems e Andrea Dondoni, Sales Manager Bosch Security Systems (www.boschsecurity.it)

Nel settore sicurezza, spesso si pensa che i prodotti con protezione dalle esplosioni siano in grado di resistere ad un'eventuale esplosione esterna, per esempio lo scoppio di una bomba. Ebbene, benché le telecamere con protezione da esplosioni siano generalmente robuste e perfettamente in grado di resistere ad un'esplosione, in realtà non è questo lo scopo che si persegue nel progettarle. L'espressione "protezione dalle esplosioni", infatti, viene utilizzata per definire uno strumento elettronico che, una volta adeguatamente installato in atmosfera combustibile, non provoca esplosioni neanche in caso di guasto.

Tra i metodi di protezione utilizzati per apparecchiature con protezione dalle esplosioni, citiamo quello "antideflagrante" e "a prova di esplosione" (usati rispettivamente in Europa e nelle Americhe) e quello "a sicurezza intrinseca". Le apparecchiature certificate con protezione dalle esplosioni che utilizzano il metodo a prova di esplosione sono in grado di resistere ad un'eventuale esplosione interna evitando che le fiamme si propaghino all'esterno della custodia incendiando le aree circostanti. Nella custodia esterna di queste apparecchiature sono presenti degli interstizi antifiamma, ossia delle piccole cavità che hanno lo scopo di spegnere le fiamme e raffreddare i gas caldi, consentendo loro di uscire dalla custodia in condizioni tali da non incendiare l'atmosfera esterna. Tra i dispositivi di questo tipo troviamo gli interruttori, i sistemi di controllo, i motori, i trasformatori, le luci e le apparecchiature di sorveglianza. Le apparecchiature a sicurezza intrinseca utilizzano circuiti ad energia limitata e incapaci di generare scintille od ogni altro tipo di effetto termico volatile, sia in condizioni di normale funzionamento, sia in caso di guasto. Tra i dispositivi di questo tipo troviamo le radio, gli strumenti di misura e controllo, gli attuatori e i sensori.

Standard e Direttiva ATEX

Per le apparecchiature di sorveglianza con protezione dalle esplosioni esistono vari standard. In Nord America sono basati sul sistema di suddivisione in "classe, divisione" delle aree pericolose, mentre in Europa e in altre parti del mondo sono basati sul "sistema di classificazione in zone" per atmosfere potenzialmente esplosive, così come definito dalle norme CEI e CENELEC. Per facilitare il libero scambio al suo interno, l'UE ha adottato la Direttiva 94/9/CE, nota anche come Direttiva ATEX, che allinea i requisiti tecnici e legali tra i Paesi membri. Pertanto, conoscere il significato dei codici ATEX è fondamentale per comprendere i requisiti per le apparecchiature di sorveglianza con protezione dalle esplosioni in atmosfere esplosive da installare in Europa e nel resto del mondo.

Come acquisire le immagini?

Nel corso degli anni, la preoccupazione predominante è diventata quella di ridurre al minimo le possibilità di danni accidentali alle attrezzature e di garantire la sicurezza e la protezione del personale nelle zone critiche di qualsiasi stabilimento o struttura. Disporre di registrazioni video affidabili, che consentano di verificare gli eventi occorsi nelle zone critiche, permette agli operatori di avere 24 ore su 24 il controllo completo di una potenziale crisi, anche nelle peggiori condizioni di illuminazione. In particolare, le apparecchiature di sorveglianza che offrono il giusto livello di dettaglio possono aumentare la precisione di valutazione dei fatti da parte degli operatori chiamati a prendere decisioni difficili durante una crisi. Oggi le strutture industriali sono monitorate da un sistema di controllo dei processi, noto come Supervisory Control and Data Acquisition/Distributed Control System (SCADA/DCS). Utilizzare un sistema di videocontrollo in tempo reale collegato ad un processo SCADA/DCS può non solo aiutare ad analizzare l'efficienza del sistema, ma anche essere utile nei casi in cui situazioni potenzialmente pericolose possono essere affrontate con un approccio proattivo.

E' in costante crescita il numero di telecamere installate sui piani di lavoro della sonda delle piattaforme petrolifere offshore, nelle raffinerie nelle zone dove si svolgono processi critici e in prossimità di impianti critici, quali i serbatoi di stoccaggio del petrolio. Di solito questi luoghi presentano condizioni di luce naturale difficili, cosicché, per esempio, potremmo vedere in primo piano l'immagine scura del ponte di una piattaforma offshore sullo sfondo luminoso dell'oceano. Questi luoghi di importanza critica possono presentare condizioni di luce difficili, create da un'illuminazione artificiale responsabile di zone d'ombra e di zone illuminate in maniera non uniforme. In caso di problemi in luoghi dove è di fondamentale importanza acquisire immagini di buona qualità, gli operatori non sono quindi in grado di vedere con precisione ciò che sta succedendo, rischiando così di perdere tempo prezioso.

Immagini ad alta qualità, sempre

Tecnologie evolute di acquisizione immagini, quali l'elaborazione dei segnali digitali a 20 bit, possono catturare dettagli non visibili ad occhio nudo sia di giorno che di notte. L'elaborazione dei segnali digitali a 20 bit genera due immagini, garantendo la massima chiarezza di visione per ogni scena: un tempo di esposizione lungo permette di visualizzare i dettagli anche nelle zone più scure, mentre un tempo di esposizione breve è sufficiente per avere immagini nitide delle zone luminose. Il processo di elaborazione unisce poi i pixel di ciascuna delle due immagini per generare un'immagine quanto più dettagliata possibile. L'elaborazione dei segnali digitali a 20 bit utilizza anche i software più avanzati per analizzare e ottimizzare ogni pixel. Disporre di tecnologie di illuminazione ad infrarossi attive avanzate, in abbinamento a telecamere con protezione dalle esplosioni, consente al personale addetto alla sicurezza di avere immagini di alta qualità quali che siano le condizioni di illuminazione, anche durante le ore notturne e in ambienti a bassa luminosità. Queste tecnologie offrono ben tre vantaggi. In primo luogo consentono di illuminare sia le aree in primo piano che lo sfondo, facendo arrivare la luce là dove la telecamera la richiede.

In secondo luogo eliminano i punti eccessivamente illuminati e quelli sottoesposti, garantendo un'illuminazione uniforme di tutta l'area e consentendo a chi esamina i video di rilevare immediatamente possibili minacce alla sicurezza. In terzo luogo, possono ridurre al minimo il deterioramento dei LED, garantendo la qualità dei dati per l'intera durata di vita delle apparecchiature di sorveglianza con protezione dalle esplosioni e quale che sia il campo della temperatura operativa del prodotto. In più, i moderni sistemi di illuminazione a LED consumano molta meno energia di quelli tradizionali, aumentando così l'efficienza energetica. Disporre di apparecchiature di sorveglianza con protezione dalle esplosioni di buona qualità e certificate all'interno delle industrie primarie e secondarie del proprio paese è diventato via via d'importanza sempre più vitale per la salute dell'infrastruttura nazionale. Non è stato facile per il personale operativo e per quello addetto alla sicurezza trovare le videocamere di sorveglianza più giuste per i loro impianti critici, e sempre più importante per loro è stato poter disporre di videocamere con protezione dalle esplosioni in grado di lavorare in maniera impeccabile sia con la luce naturale che con quella artificiale. Grazie ai risultati ottenuti nel campo dell'elaborazione delle immagini, Bosch ha acquisito una notevole esperienza pratica nel campo della sicurezza per atmosfere esplosive.