Capitolo 7 — Verniciatura, Incollaggi e Sigillature: COV, Overspray e Depurazione

La verniciatura industriale è una delle lavorazioni più complesse dal punto di vista della qualità dell’aria: genera contemporaneamente composti organici volatili (COV) dai solventi, overspray (particelle di vernice non depositate sul pezzo), e in alcuni casi isocianati (dai prodotti poliuretanici) e polveri di rivestimento (nella verniciatura a polvere). Ciascun inquinante richiede una strategia di captazione e abbattimento specifica.

Questo capitolo copre la classificazione delle cabine secondo la UNI EN 16985:2019, le velocità dell’aria richieste, il calcolo della concentrazione di solventi rispetto al LEL, la classificazione ATEX delle cabine, i sistemi di abbattimento (filtrazione a secco, carboni attivi, postcombustori), e le soluzioni per la captazione dal basso di COV pesanti come lo stirene.

7.1 Gli inquinanti della verniciatura

7.1.1 COV – composti organici volatili

I COV sono solventi organici che evaporano durante l’applicazione e l’essiccazione della vernice. Includono toluene, xilene, acetati (butile, etile), chetoni (acetone, MEK), alcoli e glicol eteri. La quantità di COV emessi dipende dal contenuto di solvente nel prodotto verniciante e dall’efficienza di trasferimento del metodo applicativo (a spruzzo tradizionale: 30-50%, HVLP: 65-80%, elettrostatico: 80-95%).

7.1.2 Overspray

L’overspray è la frazione di vernice spruzzata che non raggiunge il pezzo e resta sospesa nell’aria come particolato. Con la spruzzatura convenzionale, l’overspray può raggiungere il 50-70% del prodotto applicato. I sistemi HVLP ed elettrostatici riducono significativamente l’overspray ma non lo eliminano.

7.1.3 Isocianati

I prodotti vernicianti poliuretanici bicomponente contengono isocianati (TDI, MDI, HDI) come componente indurente. Gli isocianati sono sensibilizzanti delle vie respiratorie con TLV-TWA ACGIH di 0,005 mg/m³ (tra i più bassi in assoluto). L’esposizione può causare asma occupazionale irreversibile già a concentrazioni molto basse. La EN 16985 richiede esplicitamente l’uso di DPI respiratori (RPD) per l’applicazione di isocianati, anche in cabina ventilata.

7.1.4 Polveri di rivestimento

Nella verniciatura a polvere (powder coating), il materiale di rivestimento è applicato come polvere fine (10-100 μm) e polimerizzato in forno. Non ci sono COV, ma la polvere infiammabile crea rischio ATEX. La concentrazione deve essere monitorata rispetto al LEL della polvere (tipicamente LEL = 20 g/m³ se non noto).

7.2 UNI EN 16985: la norma per le cabine di verniciatura

La UNI EN 16985:2019 (che ha sostituito le precedenti EN 12215, EN 12981 e EN 13355) è la norma armonizzata alla Direttiva Macchine 2006/42/CE per le cabine di verniciatura. Copre sia la verniciatura liquida sia quella a polvere, sia le cabine manuali sia quelle automatiche.

7.2.1 Classificazione delle cabine

Le cabine si classificano secondo due assi: il grado di chiusura (chiusa o aperta) e la direzione del flusso d’aria (verticale o orizzontale). La combinazione determina i requisiti di velocità dell’aria e la classificazione ATEX.

Fonte: UNI EN 16985:2019, punti 4.7.3.3.2 e 4.7.3.3.3. Le velocità si riferiscono alla cabina vuota. I valori per polvere sono identici a quelli per liquido.

7.2.2 Requisiti chiave della norma

La EN 16985 prescrive: la cabina deve funzionare in pressione negativa (l’aria entra dalle aperture, non esce); il sistema di applicazione deve essere interbloccato con la ventilazione forzata (non si può spruzzare se la ventilazione è spenta); la ventilazione non deve spegnersi prima del tempo di spurgo (appendice I della norma); per l’applicazione manuale di isocianati, devono essere previsti attacchi per RPD (dispositivi di protezione respiratoria collegati ad aria respirabile).

7.3 Calcolo della concentrazione di solventi e %LEL

L’appendice C della EN 16985 definisce il metodo per calcolare la concentrazione media di solventi infiammabili nella cabina e confrontarla con il LEL. Questo calcolo determina la classificazione ATEX della cabina.

La formula fondamentale per la concentrazione media di solventi è:

C = (Ṁ × k₁ × k₂ × k₃) / Q

dove Ṁ è la portata massica di prodotto applicato (g/h), k₁ è la percentuale di solvente nel prodotto, k₂ è la percentuale di solvente che evapora nella cabina (tipicamente 80%), k₃ è il fattore di disomogeneità (da 1 a 5, tipicamente 3 per verniciatura manuale), e Q è la portata d’aria della cabina (m³/h).

La concentrazione così calcolata si esprime in percentuale del LEL: %LEL = C / LEL × 100. Se il LEL della miscela non è noto, si utilizza il valore conservativo di 40 g/m³ (punto C.2 della norma).

7.4 Classificazione ATEX delle cabine di verniciatura

La classificazione ATEX delle cabine dipende dalla %LEL calcolata:

La tabella si riferisce al volume interno della cabina. Il prospetto 3 della EN 16985 differenzia le categorie per posizione: il sistema di pulizia dello scarico dell’aria richiede la categoria 3G già sopra il 10% del LEL, mentre i condotti di scarico e ricircolo e il volume esterno fino a 1 m dalle aperture permanenti la richiedono solo nella fascia 25-50%. Le zone dell’Appendice B della norma sono esempi informativi: il dato normativo sono le categorie.

Per la verniciatura a polvere il prospetto 4 della norma richiede la categoria 3D nel volume interno della cabina (zona 22), mentre le parti del sistema di recupero attraversate dall’aria carica di polvere salgono di categoria (2D per i sistemi aperti, fino a 1D per i sistemi chiusi non ottimizzati). All’esterno, fino a 1 m dalle aperture permanenti, serve la categoria 3D salvo che i depositi di polvere siano impediti in modo sicuro (per esempio con la cabina in depressione rispetto all’ambiente): in quel caso, nessuna zona.

7.4.1 Cabina di verniciatura e zona di verniciatura: due regimi diversi

Nel linguaggio di officina “cabina” e “zona di verniciatura” si usano spesso come sinonimi, ma tecnicamente non lo sono — e la differenza cambia chi è responsabile della classificazione ATEX. La cabina di verniciatura è una macchina: la EN 16985 la definisce come struttura rigida, delimitata da pareti, che forma un volume parzialmente o totalmente chiuso per l’applicazione controllata a spruzzo (punto 3.1.1), e ricade nella Direttiva Macchine 2006/42/CE. È il fabbricante che esegue il calcolo della %LEL, assegna le categorie di apparecchiature secondo i prospetti 3 e 4 e dichiara le zone nel manuale: chi acquista una cabina marcata CE acquista anche la classificazione ATEX del suo volume interno.

Tutto ciò che non rientra in quella definizione — la postazione aperta, il manufatto fuori sagoma verniciato in situ, il ritocco a bordo linea, l’applicazione manuale a pennello o rullo — è una zona di verniciatura, cioè un luogo di lavoro. Qui la EN 16985 non si applica: la classificazione delle eventuali zone a rischio di esplosione è un obbligo del datore di lavoro ai sensi del D.Lgs. 81/08 Titolo XI (recepimento della Direttiva 1999/92/CE, l’ATEX “luoghi di lavoro”), con la metodologia della CEI EN IEC 60079-10-1 per gas e vapori e della CEI EN 60079-10-2 per le polveri, e va documentata nel documento sulla protezione contro le esplosioni (Art. 294 — il Cap. 11 lo tratta in dettaglio).

Attenzione al confine tra i due regimi: anche con una cabina marcata CE, l’intorno resta a carico di chi la usa. La stessa EN 16985 presuppone correnti d’aria di disturbo inferiori a 0,1 m/s attorno alla cabina e regola il volume esterno fino a 1 m dalle aperture permanenti: se il layout del reparto, i portoni o altri impianti alterano queste condizioni, la classificazione dichiarata dal fabbricante non è più garantita.

Verniciare fuori cabina, quindi, in molti casi è legittimo — gli allegati regionali autorizzano fasi lavorative, non cabine: l’Allegato 33 stesso distingue l’applicazione a spruzzo (fase B.1) dalle applicazioni manuali e assimilabili (fase B.2) — ma non è mai “libero”. Servono quattro presidi: una captazione localizzata dimensionata sul processo (per lo spruzzo la velocità di cattura di riferimento va da 0,5 a 2,5 m/s a seconda dell’energia di rilascio — Cap. 5); un punto di emissione comunque presidiato e autorizzato dove richiesto; la valutazione del rischio chimico con i relativi DPI e RPD (Titolo IX); e, se i prodotti sono infiammabili, la classificazione delle zone di cui sopra — che nessun fornitore di impianti può fare al posto del datore di lavoro.

7.5 Sistemi di abbattimento per la verniciatura

7.5.1 Filtrazione a secco (overspray)

I filtri a secco (cartone ondulato, fibra di vetro, materassini sintetici, filtri paint-stop) catturano l’overspray prima che raggiunga il ventilatore e il camino. Sono economici e facili da sostituire, ma generano rifiuti solidi (filtri esausti = rifiuto speciale). L’efficienza varia dal 90% (cartone ondulato) al 99% (fibra di vetro multistrato).

7.5.2 Abbattimento a umido

I sistemi a umido (velo d’acqua, scrubber Venturi) captano l’overspray in una corrente d’acqua. Vantaggi: nessun rischio incendio, elevata efficienza. Svantaggi: consumo d’acqua, trattamento delle acque di risulta (fanghi = rifiuto speciale), costi di gestione più elevati. Utilizzati nelle grandi linee di verniciatura automotive.

7.5.3 Carboni attivi per COV

I filtri a carbone attivo adsorbono i COV dall’aria depurata. Sono efficaci per concentrazioni basse-medie di solventi e per l’abbattimento degli odori. Il carbone si satura e deve essere rigenerato (termicamente) o sostituito (smaltimento come rifiuto speciale). Per concentrazioni elevate di COV, si utilizzano sistemi di ossidazione termica rigenerativa (RTO) o catalitica. La logica a stadi (prefiltro overspray → stadio principale → stadio molecolare) è la stessa vista nel Cap. 4, sez. 4.4: senza un’efficace filtrazione dell’overspray a monte, il carbone attivo si impacca in fretta e smette di adsorbire.

7.5.4 Mini cabine e pareti aspiranti

Per lavorazioni di piccola scala (ritocchi, verniciatura pezzi piccoli, incollaggio), le mini cabine aspiranti e le pareti aspiranti a filtrazione secca offrono una soluzione compatta che non richiede camino né autorizzazione alle emissioni se operano in ricircolo. Sono dotate di filtri multistrato (prefiltro + carbone attivo) e portate tipiche di 1.000-3.000 m³/h. Valgono comunque le cautele generali sul ricircolo viste nel Cap. 3, sez. 3.5: monitoraggio dello stato dei filtri e verifica di accettabilità con l’ente di controllo.

7.5.5 Ritocchi a pennello e rullo: l’esposizione che non si vede

C’è una convinzione diffusa e sbagliata: “senza pistola a spruzzo, niente problema”. In realtà l’applicazione a pennello e rullo elimina l’overspray, ma non i COV: i solventi evaporano in funzione del contenuto del prodotto e della superficie trattata, non del metodo applicativo. Anzi, proprio perché “è solo un ritocco”, queste operazioni si svolgono quasi sempre fuori dalla cabina — al banco di montaggio, sul pezzo finito, in manutenzione — con l’operatore chino sul pezzo e il viso a mezzo metro dalla superficie che evapora. E con i poliuretanici bicomponente, gli isocianati ci sono anche nell’applicazione a pennello.

La risposta tecnica corretta per queste lavorazioni è l’aspirazione localizzata mobile con filtrazione a carboni attivi: un depuratore carrellato con braccio (o doppio braccio, per trattare il pezzo da due lati o servire due postazioni) posizionato a ridosso della zona di applicazione. Il flusso allontana i vapori dalla zona respiratoria e lo stadio a carbone attivo adsorbe i COV, restituendo l’aria depurata in ambiente: niente camino, niente opere murarie, e la macchina segue il lavoro dove serve — oggi al banco, domani in manutenzione. Per ritocchi ricorrenti su postazione fissa, la stessa logica si applica in versione stazionaria o con mini cabina (sez. 7.5.4).

Tre accortezze d’uso: la bocchetta va tenuta vicina alla superficie in lavorazione (vale la regola del decadimento della velocità vista nel Cap. 5: a due diametri dalla bocca l’aspirazione è praticamente nulla); i carboni attivi vanno sostituiti a programma, perché la saturazione non dà segnali visibili; e per i prodotti bicomponente resta l’obbligo di valutare i DPI respiratori, perché l’aspirazione localizzata riduce l’esposizione ma con i sensibilizzanti la prudenza è d’obbligo.

7.6 Captazione dal basso: COV pesanti e stirene

Alcuni COV hanno densità maggiore dell’aria e tendono a stratificarsi nelle zone basse dell’ambiente di lavoro. È il caso dello stirene (densità vapore 3,6 rispetto all’aria = 1), utilizzato nella laminazione della vetroresina, e dei solventi clorurati utilizzati nello sgrassaggio.

Per questi inquinanti, la captazione dall’alto è inefficace: il sistema deve aspirare dal basso, con piani grigliati a pavimento o canalette grigliate disposte in corrispondenza delle fasce di lavorazione. Come evidenziato dall’articolo Dimiccoli/Saviano su Ambiente&Sicurezza, nella laminazione di imbarcazioni in vetroresina i sistemi di captazione push-pull con aspirazione dal basso (cfr. Cap. 5, sez. 5.6) rappresentano la soluzione ottimale, perché le dimensioni degli scafi impediscono l’uso di cabine chiuse.

7.7 Allegato 33 (DDS 8213/2009, ora DDUO 7082/2024): verniciatura su plastica e vetroresina

In Lombardia, la verniciatura su plastica e vetroresina con consumo di solventi non superiore a 5 tonnellate/anno rientra nell’Allegato 33 dell’autorizzazione generale (DDS 8213/2009, ora DDUO 7082/2024). Per le altre tipologie di verniciatura (metalli, legno) esistono allegati separati. Il limite emissivo per i COV è generalmente di 50 mg/Nm³ (Allegato 33), con prescrizioni più specifiche per i diversi solventi. Per autorizzazioni, requisiti del camino e rumore del punto di emissione si rimanda al Cap. 3.

7.8 Incollaggi e sigillature: gli inquinanti “gemelli” della verniciatura

Incollaggi e sigillature condividono con la verniciatura la stessa chimica di base — solventi, resine reattive, isocianati — ma raramente ricevono la stessa attenzione: si svolgono al banco di assemblaggio, in carrozzeria, in falegnameria o nella nautica, quasi mai in cabina, e spesso senza alcuna aspirazione. Come per i ritocchi a pennello (sez. 7.5.5), l’assenza dello spruzzo fa sottovalutare un’esposizione che invece c’è, ed è documentata.

7.8.1 Le famiglie di adesivi e sigillanti e i loro rischi

7.8.2 Come captare le esalazioni di colle e sigillanti

La strategia è la stessa vista per i ritocchi: aspirazione localizzata vicino al punto di applicazione + stadio a carboni attivi per i vapori organici. In pratica: bracci aspiranti da banco per le postazioni di incollaggio fisse; depuratori mobili a carboni attivi (come la serie MFV, anche a doppio braccio) per sigillature e incollaggi che si spostano con il pezzo — carrozzeria, nautica, montaggio; banchi aspiranti o mini cabine per le produzioni in serie di piccoli componenti. Per i solventi più pesanti dell’aria valgono le considerazioni della sez. 7.6 (captazione dal basso). E in ogni caso: censimento nel DVR, schede di sicurezza alla mano, e attenzione particolare ai poliuretanici — l’asma da isocianati non distingue tra pistola a spruzzo e cartuccia di sigillante.

Cosa NON fare: il decalogo degli errori (visti davvero in cabina)

Chiudiamo con un po’ di leggerezza — ma solo nella forma. Dieci errori classici nella verniciatura industriale: se vi riconoscete in qualcuno, siete in buona compagnia. L’importante è rimediare.

1. “È solo un ritocco”, con la ventilazione spenta. L’interblocco pistola-ventilazione esiste esattamente per questo: due passate di spray in aria ferma bastano a superare localmente i limiti di esposizione e ad accumulare solventi. Se l’interblocco è stato bypassato “per comodità”, non è un trucco furbo: è la disattivazione di un dispositivo di sicurezza.
2. La cabina usata come magazzino. Bancali, scatole e pezzi stoccati dentro la cabina deformano il flusso d’aria e creano zone morte dove i vapori ristagnano. La cabina è una macchina con un campo di velocità progettato, non un locale sfitto.
3. La mascherina di carta con i poliuretanici. Con gli isocianati (TLV 0,005 mg/m³, sensibilizzanti) la FFP2 non basta: la EN 16985 richiede RPD ad adduzione d’aria per l’applicazione manuale, anche in cabina ventilata. L’asma da isocianati è irreversibile e può scattare a esposizioni minime.
4. “È all’acqua, quindi niente rischi”. Le vernici all’acqua contengono comunque co-solventi e, nei bicomponenti, gli isocianati restano. La scheda di sicurezza si legge sempre — la parola “acqua” in etichetta non è una valutazione del rischio.
5. I filtri paint-stop “eterni”. Il filtro incrostato fa crollare la velocità in cabina (overspray che torna sull’operatore e sul pezzo appena verniciato) ed è un pacco di materiale combustibile impregnato di vernice secca. Si sostituiscono a calendario o a perdita di carico, non “quando non si vede più attraverso”.
6. Lo stirene captato dall’alto. Densità di vapore 3,6: va verso il basso. La cappa a soffitto sopra la laminazione vetroresina aspira aria pulita mentre i vapori si stratificano alle caviglie. Captazione dal basso o push-pull (sez. 7.6).
7. Il faretto da cantiere in Zona 2. Lampade, prolunghe e attrezzi non ATEX portati in cabina “solo per un attimo” sono fonti di innesco in un volume dove i solventi sono calcolati in %LEL. In zona classificata entrano solo apparecchiature di categoria adeguata (sez. 7.4).
8. Aprire le porte prima del tempo di spurgo. A fine spruzzatura la concentrazione di solventi in cabina è al massimo: la ventilazione deve completare il tempo di spurgo (appendice I della EN 16985) prima di spegnere e aprire. I secondi risparmiati finiscono dritti nel reparto.
9. I carboni attivi a saturazione silenziosa. Il carbone saturo non dà segnali visibili: l’aria passa, i COV pure. Prima sentono gli odori i vicini dell’azienda che il gestore. Sostituzione a programma (o monitoraggio), non a lamentela.
10. I condotti mai ispezionati. L’overspray sfuggito ai filtri si deposita e polimerizza nei condotti: strato dopo strato diventa un rivestimento combustibile che aspetta una scintilla. Ispezione e pulizia periodica della rete fanno parte della manutenzione (cfr. Cap. 12).

Domande frequenti

Quale velocità dell’aria serve in una cabina di verniciatura?

Dipende dal tipo di cabina. Secondo la UNI EN 16985: cabina chiusa ventilata verticalmente: minimo 0,30 m/s in media (0,25 m/s puntuale); cabina chiusa ventilata orizzontalmente: minimo 0,50 m/s (0,40 puntuale); cabina aperta: 0,40-0,50 m/s alle aperture. Questi valori si riferiscono alla cabina vuota e devono essere verificati con anemometro.

Come si calcola se la cabina è in Zona 1 o Zona 2?

Si calcola la concentrazione media di solventi con la formula C = (Ṁ × k₁ × k₂ × k₃) / Q e la si confronta con il LEL del solvente (40 g/m³ se non noto). Se %LEL ≤ 25%, la cabina è Zona 2; se tra 25% e 50%, è Zona 1. Il calcolo completo è nell’Appendice C della EN 16985.

Per i ritocchi a pennello o rullo serve comunque l’aspirazione?

Sì. Pennello e rullo eliminano l’overspray ma non l’evaporazione dei solventi (e degli isocianati, nei bicomponente): l’esposizione a COV c’è, e spesso avviene fuori cabina con il viso vicino al pezzo. La soluzione tipica è un depuratore mobile a carboni attivi con braccio posizionato sulla zona di applicazione, che lavora in ricircolo senza necessità di camino. L’attività va comunque censita nel DVR.

Le colle e i sigillanti richiedono l’aspirazione come le vernici?

Sì, quando contengono solventi o componenti reattivi: le colle a contatto emettono COV come una verniciatura, i poliuretanici contengono isocianati anche in cartuccia, gli epossidici sono sensibilizzanti. La captazione tipica è un braccio da banco o un depuratore mobile a carboni attivi posizionato sul punto di applicazione. Verificare sempre la scheda di sicurezza del prodotto.

Posso verniciare senza cabina, con una parete aspirante?

Per ritocchi e piccole verniciature, una parete aspirante o mini cabina può essere sufficiente, a patto che garantisca le velocità d’aria richieste e la classificazione ATEX appropriata. Per la verniciatura a spruzzo in produzione, la EN 16985 richiede una cabina conforme. L’autorizzazione alle emissioni è comunque necessaria se l’aria è espulsa all’esterno. E attenzione: fuori cabina la classificazione delle eventuali zone ATEX spetta al datore di lavoro, non al fornitore dell’aspirazione (v. sez. 7.4.1).

Normative tecniche di riferimento

Le principali norme citate o rilevanti per i temi trattati in questo capitolo.