Quali sono le esigenze specifiche degli utenti che i progettisti delle radio ATEX devono prendere in considerazione, e quali le sfide tecniche che devono affrontare perché questi dispositivi possano essere utilizzati senza problemi in ambienti pericolosi? Il punto di partenza nella progettazione di ogni apparecchio ATEX è evidentemente l'attenzione posta nell’evitare che esso possa trasformarsi in una sorgente d’innesco all'interno di un ambiente potenzialmente esplosivo; oltre a ciò, nella progettazione di qualsiasi attrezzatura di comunicazione radio ci sono cinque punti chiave da considerare: prestazioni audio, copertura, robustezza, accessori e fruibilità.
Prestazioni audio
Gli utenti delle radio ATEX – come ad esempio i lavoratori del settore petrolifero e del gas, i vigili del fuoco, il personale di terra degli aeroporti e chi opera nel settore minerario – condividono condizioni operative estremamente difficili. Il loro ambiente di lavoro è molto rumoroso, spesso al di sopra dei 90 dB. In queste condizioni ovviamente il requisito fondamentale per le apparecchiature di radiocomunicazione è la capacità di fornire un audio forte e chiaro in grado di sovrastare il rumore di fondo. Qui incontriamo forse una delle più difficili sfide tecniche di comunicazione per un prodotto ATEX. Per i prodotti non ATEX la soluzione è semplice: basta erogare maggior potenza attraverso un altoparlante più grande. Per soddisfare gli standard ATEX invece è necessario limitare la quantità di corrente utilizzata per alimentare gli altoparlanti nelle radio e negli accessori. Questo a sua volta influisce direttamente sul volume generato e sulla chiarezza dell’audio. La sfida consiste nel potenziare gli altoparlanti ed aumentare la chiarezza dell’audio generato in modo da superare i livelli di rumore ambientale di 85-90dB, senza trasformare la radio in una fonte d’innesco. In alcuni ambienti invece il rumore è di tipo 'diverso'. Il rumore prodotto dalle pompe presenti sui mezzi dei vigili del fuoco è molto diverso dal rumore del motore di un aereo o da quello di una raffineria. I livelli di rumore effettivi possono essere molto simili, ma le frequenze che si generano possono causare interferenze audio molto diverse. Ciò richiede radio e accessori ottimizzati per ogni particolare tipo di rumore ambientale.
Copertura di rete e radio
Spesso accade che le reti utilizzate dalle radio ATEX siano private, di proprietà dell’impianto o della struttura in cui vengono utilizzate le radio. I vigili del fuoco invece operano spesso utilizzando una rete di pubblica sicurezza a livello regionale o nazionale. In entrambe queste situazioni, i gestori delle comunicazioni puntano ad ottimizzare la propria rete riducendo al minimo gli investimenti di capitale e massimizzando al contempo la copertura. Ciò significa che la potenza di trasmissione e la sensibilità del ricevitore radio devono essere incrementate per garantire la migliore copertura possibile. Dal punto di vista degli apparecchi ATEX, la ricezione di un segnale radio non rappresenta necessariamente una grande sfida, tuttavia durante l’invio di dati o di una trasmissione vocale alcuni dei componenti interni potrebbero generare calore, aumentando la temperatura della superficie esterna della radio: maggiore è la temperatura esterna della radio, maggiore è il rischio di innesco di gas o di polveri.
Con una progettazione più efficiente della radiofrequenza, la potenza di trasmissione può essere incrementata senza aumentare la temperatura della radio. La sfida per TETRA è stata la realizzazione di una radio che avesse la stessa potenza di trasmissione di una radio non ATEX. Lo standard ETSI suddivide in “classi” la potenza delle trasmissioni - ad esempio, una radio di classe 4 ha una potenza Tx nominale di 1W, ma la definizione attuale è di 30 dBm +/- 2 dB, consentendo una certa flessibilità di progettazione e tolleranza di produzione. Per la maggior parte delle moderne radio non ATEX la potenza Tx è allineata con i livelli più alti di tolleranza - vale a dire sopra 1W. L’effettiva potenza Tx di una radio ATEX di classe 4 è invece inferiore a 1W, e si aggira spesso intorno a 0,7W. Questo perché è necessario limitare le correnti massime nella radio limitandone l’aumento di temperatura. Ciò, ovviamente, influenza l’operatività delle radio nelle aree in cui la copertura di rete è limitata e può portare a 'punti morti' in cui la comunicazione viene persa del tutto. Così la sfida per le radio ATEX consiste nel migliorare la copertura attraverso una maggiore potenza di trasmissione e un design di sistema ottimizzato, assicurando che gli utenti siano sempre connessi, in grado di ascoltare tutti i messaggi trasmessi e rispondere a tutte le emergenze.
Robusta per un ambiente difficile
Molti ambienti ATEX si trovano agli estremi del pianeta. Dalla polvere e dal calore del Medio Oriente, dove le temperature superano regolarmente i 45° C, al freddo e umido della Siberia dove le temperature possono scendere al di sotto dei -20° C, con neve e ghiaccio. È necessario quindi che le radio siano operative negli ambienti più estremi, con prestazioni a livelli ATEX nonostante l'esposizione a shock termico o al freddo estremo, o ancora a sporco, olio, polvere di metallo e prodotti chimici. Le radio ATEX sono indispensabili per i vigili del fuoco in quanto spesso sono chiamati all’azione in situazioni in cui il rischio di esposizione a materiali infiammabili è alto e le loro attrezzature rischiano di innescare un’esplosione. Inoltre, essendo continuamente esposti a molteplici fonti di acqua, sono necessarie apparecchiature in grado di fornire livelli multipli di protezione IP, anche dopo elevate sollecitazioni termiche e cadute.
Accessori ATEX
Una soluzione di comunicazione radio ATEX non si ferma alla radio. Gli utenti hanno molte e diverse necessità di utilizzo, alle quali può essere data risposta grazie a vari accessori. La maggior parte di essi sono progettati su misura per l'utilizzo in ambienti particolari e questo ha portato ad una vasta gamma di accessori richiesti dai numerosi utenti ATEX: microfoni altoparlanti remoti; microfoni auricolari; microfoni a giraffa; cuffie con eliminazione del rumore; integrate negli elmetti protettivi; maschere a filtro subacquee; auricolari; e grandi pulsanti Push-To-Talk. Questo rende necessaria un’elevata interoperabilità tra i diversi tipi di accessori e la radio stessa per soddisfare tutte le tipologie di utenti.
Fruibilità ed ergonomia
Durante l’utilizzo dei loro dispositivi di comunicazione, molti gruppi di utenti che operano in ambienti ATEX indossano guanti, maschere, caschi e altri indumenti protettivi. Ciò significa che la radio e gli accessori devono essere ottimizzati per l'utilizzo da parte di persone con una sensibilità tattile ridotta, una visuale limitata e che quasi sempre lavorano in un ambiente caratterizzato da un forte rumore. Per questo motivo sono fondamentali particolari accorgimenti nella progettazione delle apparecchiature per garantire agli utenti una comunicazione fluida e chiara indipendentemente dalle potenziali limitazioni ai loro sensi.
Un ulteriore importante aspetto da considerare in termini di fruibilità dell’apparecchio è la durata della radio tra una carica e l’altra. Operando senza la possibilità di utilizzare un caricabatterie o lontano da ogni possibile fonte di alimentazione, molti utenti si ritrovano ad avere bisogno di un apparecchio la cui autonomia di funzionamento ecceda anche di molto un normale turno di lavoro di otto ore.
Questi cinque requisiti chiave dimostrano le grandi difficoltà tecniche che devono essere affrontate e superate per fornire apparecchiature di comunicazione atte a soddisfare le esigenze di coloro che devono effettivamente utilizzarle, e che siano conformi alle direttive ATEX e IECEX.
Sirio Magliocca – Amministratore delegato di Motorola Solutions Italia srl
