Clasificación de areas

CLASIFICACIÓN DE AREAS

Presentación Accidente 2

REQUISITOS LEGALES

Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas - RETIE


SELECCIÓN DE NORMAS DE REFERENCIA PARA CLASIFICAR


AREAS CLASIFICADAS

Lugares específicos de una instalación industrial donde puede existir riesgos

de fuego o explosión, por la presencia de gases, vapores, líquidos, polvos

o fibras inflamables.

La palabra AREAS no se refiere a la delimitación de superficies de una planta o

fabrica; sino a limites tridimensionales en donde la explosividad de un material,

puede estar latente después de entrar en contacto con el medio ambiente.


AREAS CLASIFICADASALCANCE

Aplica a sitios donde gases o vapores inflamables, líquidos

inflamables o líquidos combustibles son procesados o manejados, y

cuya liberación a la atmosfera puede resultar en su ignición

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AREAS CLASIFICADASALCANCE

• no aplica en situaciones que envuelvan fallas catastroficas o

descargas catastroficas de cilindros, lineas, tanques o sistemas (ej.

temblores)

• no aplica en mezclas enriquecidas con oxigeno o materiales piroforicos

(ej. sulfuro de hierro)

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AREAS CLASIFICADASDEFINICIONES

TEMPERATURA DE AUTOIGNICIÓN (AIT)

• Es la temperatura mínima requerida para iniciar o causar la combustión

auto sostenida de un solido, liquido o gas independiente de el

calentamiento o elemento calentado.



PUNTO DE INFLAMACIÓN

• Es la temperatura mínima en la cual un liquido desprende vapor en

suficiente concentración, para formar una mezcla inflamable con el

aire cerca de la superficie del liquido, como esta especificado en

procedimientos de laboratorio. (Copa cerrada)

Presentación Accidente


LIQUIDO INFLAMABLE

• Cualquier líquido cuyo punto de inflamación no excede 100°F (37.8°C),

al ser sometido a prueba mediante método de copa cerrada.

LIQUIDO COMBUSTIBLE

• Cualquier líquido que tiene una temperatura de inflamación ( Flash

point) igual o superior a 100°F (37.8°C)



NFPA 30: Definición y clasificación de los líquidos inflamables y combustibles

Tipos de Líquidos Inflamables o Combustibles

IIIA

II

IC

IA IB

200

140

100

73

pu

nto

de

In

fla

ma

ció

n (

oF

)

100

Punto de Ebullición (oF)

Combustible

(PI ≥ 100oF)

Inflamable

(PI < 100oF)



MATERIAL COMBUSTIBLE

• Termino genérico utilizado para describir un gas inflamable, el vapor

producido por un liquido inflamable o el vapor producido por un liquido

combustible, que mezclado con el aire puede arder o explotar.



LÍMITES DE INFLAMABILIDAD

• Son los límites máximo y mínimo de la concentración de un combustible dentro de un

medio oxidante, por lo que la llama, una vez iniciada, continúe propagándose. Así como

el calor debe ser suficiente para alcanzar la temperatura de ignición la relación

combustible/comburente (aire) debe estar dentro de los límites de inflamabilidad.

• En caso de los materiales inflamables estas proporciones se determinan como

porcentajes en volumen de gas o vapor en aire. Por lo tanto los porcentajes mínimos y

máximos de gas o vapor combustible necesarios para formar mezclas inflamables,

constituyen los límites inferior (LII) y superior (LSI) de inflamabilidad respectivamente.

La diferencia entre ambos límites define lo que se conoce como rango inflamable.



Si la concentración de gas en aire es menor que el LII no se produce la ignición por resultar la cantidad de combustibleinsuficiente o un exceso de aire y por encima del LSI tampoco se produce la ignición por resultar con exceso de combustible ofalta suficiente de aire.

Es posible impedir la propagación de una llama en una mezcla de gases combustibles mediante un exceso de cualquiera de suscomponentes. En la práctica, podemos prevenir la posibilidad de inflamación en una mezcla de gases, asegurándonos que lamezcla esté fuera de rango de inflamabilidad.



La técnica es: eliminar la suficiente cantidad de combustible o proceder a eliminar el aire mediante una técnica que se denomina“inertización”, que significa el uso de un gas inerte para hacer que la atmósfera dentro de un recipiente hermético sea noinflamable. La inertización, en efecto, reduce el contenido de aire en el espacio libre del equipo a un porcentaje por debajo delcual no puede ocurrir la ignición, reemplazando el aire con un gas inerte.

En la práctica no es aconsejable, salvo casos muy especiales, trabajar con una mezcla que esté por encima del LSI, dado que unpequeño ingreso de aire, o el desprendimiento de una bolsa de aire del interior de un equipo nos puede llevar inmediatamentepor debajo del LSI, y producir el accidente que intentábamos prevenir.



Los datos de LII y LSI de esta y la gran mayoría de todas las tablas están dados para CNPT y para un aire con 21% O2.

Por ejemplo el LII de la acetona en el aire es 2,6% en volumen. Esto significa que en 100 volúmenes de mezcla vapor de combustible/aire hay 2,6% de vapor de acetona y (100 - 2,6) = 97,4% de aire.



¿QUE PASA DENTRO DEL RANGO DE INFLAMABILIDAD?



¿QUE PASA DENTRO DEL RANGO DE INFLAMABILIDAD?

Por empezar podemos distinguir tres zonas de combustión a saber:

Combustión completa, teórica o estequiométrica. Combustión pobre, incompleta o con defecto de aire. Combustión rica o con exceso de aire.



Combustión completa, teórica o estequiométrica

Es la combustión que se realiza con la cantidad teórica de oxígenoestrictamente necesaria para producir la oxidación total delcombustible sin que se produzcan inquemados. En consecuencia,no se encuentra O2 en los humos, ya que dicho O2 se consumiótotalmente durante la combustión.

Esta combustión se denomina teórica porque en la prácticasiempre se producen inquemados, aunque sea en muy pequeñaproporción.



Combustión pobre, incompleta o con defecto de aire.

Sucede lo contrario que en la combustión completa. como el combustibleno se oxida completamente por falta de aire, se forman sustancias quetodavía pueden seguir oxidándose; por ejemplo, CO.

Estas sustancias se denominan inquemados. La presencia de inquemadosindica que la combustión se está realizando en forma incompleta. Otrosinquemados pueden ser H2, CnHm, H2S y C. Estas sustancias son loscontaminantes más comunes que escapan a la atmósfera en los gases decombustión.



Combustión rica o con exceso de aire

Es la combustión que se lleva a cabo con una cantidad de aire superior ala estequiométrica. Esta combustión tiende a no producir inquemados. Estípica la presencia de aire en los humos.

Si bien la incorporación de aire permite evitar la combustión incompleta yla formación de inquemados, trae aparejada la pérdida de calor en losproductos de combustión, reduciendo la temperatura de combustión, laeficiencia y la longitud de llama.



Combustión con Exceso de Oxígeno

Hay situaciones en la actividad industrial, que por diferentes motivos,podemos encontrarnos con aire con un porcentaje mayor de oxígeno. Uncaso típico de esto resulta del proceso de corte de acero con el equipooxiacetilénico, en este caso parte del oxígeno se usa para remover elacero fundido de la zona de corte. En un ambiente cerrado o con pobreventilación este sobrante de oxígeno se puede concentrar y aumentar lacantidad a valores mayores al 21%.




Este aumento del nivel de oxígeno en un ambiente con presencia degases o vapores combustibles, afecta a todos los parámetros básicos de lacombustión, excepto al calor de combustión. Al aumentar laconcentración de oxígeno, la temperatura y la energía de ignicióndisminuyen, el margen de inflamabilidad se amplia y la velocidad decombustión aumenta, dándose los efectos máximos en unaconcentración de oxígeno del 100%.




Los fuegos que se producen en atmósferas ricas en oxígeno alcanzanmayores temperaturas de llama, incrementan la fracción de calor liberadopor radiación y aumentan las velocidades de combustión por unidad desuperficie combustible. Las mayores temperaturas de llama,generalmente, causan una mayor transformación de vapores en hollín,aumentando significativamente la velocidad de emisión de humo.



¿QUE PASA CUANDO SE MIDE EXPLOSIVIDAD EN AIRE CON EXCESO DE OXIGENO?

La mayoría de los explosímetros se calibran para un aire con 21% O2.

Como el equipo no mide nivel de oxígeno y si lo hace no lo relaciona con el LII, para

el equipo le da lo mismo si mide en un ambiente con exceso o falta de oxígeno. El LII

para el equipo, es decir el 100%, será el valor de calibración a un aire con 21% O2.

Van a pasar dos cosas muy graves.



¿QUE PASA CUANDO SE MIDE EXPLOSIVIDAD EN AIRE CON EXCESO DE OXIGENO?

Por un lado, mientras el valor real del LII disminuye con el aumento del nivel de

oxígeno, el equipo va a tener registrado un LII superior, y podemos considerar como

seguro un ambiente que el realidad está en condiciones de combustibilidad. Es decir,

el LII del equipo está clavado en el valor de calibración y no va a poder detectar la

variación real del LII del ambiente.

Segundo, con el aumento del nivel de oxígeno, el ambiente se vuelve más sensible a

encender, es decir, ahora puede llegar a producirse una combustión, violenta por

exceso de oxígeno, en condiciones que normalmente nunca pasaría nada.



MODIFICACIÓN DE LOS LÍMITES DE INFLAMABILIDAD CON LA TEMPERATURA

Al disminuir la temperatura, una mezcla combustible puede dejar de serlo, al quedar

situada por encima o por debajo de los límites de inflamabilidad. En general, al

aumentar la temperatura de la mezcla se ensancha el campo de inflamabilidad y

aumenta la velocidad de combustión en el mismo.




Si los combustibles líquidos están en equilibrio con sus vapores en el aire, cada

combustible presenta una temperatura mínima por encima de la cual hay vapores en

cantidad suficiente para formar una mezcla inflamable de vapor-aire.

Asimismo, hay una temperatura máxima por encima de la cual la concentración del

vapor combustible es demasiado elevada para propagar la llama.




Estas temperaturas mínimas y máximas son denominadas, respectivamente,

temperatura mínima y máxima de inflamación en el aire. Si las temperaturas son

inferiores a la temperatura más baja de inflamación, el vapor del combustible en la

fase gaseosa no es suficiente para permitir la ignición homogénea.



LII Y LSI EN CONDICIONES DIFERENTES A LAS AMBIENTALES

Los límites de inflamabilidad de tablas y manuales de propiedades físico-químicas se

han obtenido en condiciones ambientales de temperatura y presión. En general para

una temperatura determinada t (ºC) se puede expresar:



• MEZCLA EXPLOSIVA

Es un material combustible que

esta dentro de su rango de

inflamabilidad.LEL UEL

Explosión

Concentración de

la sustancia LEL UEL

Gasolina 1,4% 7,6%

Metano 4,0% 14,0%

ACPM 7,0% 15,0%

Acetileno 2,0% 81,0%

Crudo 7,0% 15,0%



Distancia Máxima de Abertura Segura de la Rejilla

(MESG – “Maximum Experimental safe Gap”):

• Es la separación máxima entre dos superficies métalicas

paralelas, para evitar que una explosión en la cámara de

prueba se propague a la cámara secundaria que contiene el

mismo gas o vapor.



Relación de Corriente Mínima de Ignición -MIC Ratio

“Minimun Igniting Current Ratio”:

• La relación de corriente mínima requerida de una chispa de

descarga inductiva para encender la mezcla más fácilmente

inflamable de un gas o vapor, dividida por la corriente mínima

requerida de descarga de una chispa de descarga inductiva para

encender el metano.



ENERGIA MINIMA DE IGNICIÓN

• Es la mínima energía requerida por una chispa

capacitiva, producida para la ignición de la

mezcla inflamable mas fácilmente explosiva de

un gas o un vapor.

Ej: Gases y vapores requieren entre 20-250

milijouls para ignición.

Energía cuerpo humano: 20-30 milijouls ( en

electricidad estática)


AREAS CLASIFICADAS

Clase 1:

Presencia de gases o vapores inflamables o explosivos.

Clase 2:

Presencia de polvos combustibles

Clase 3:

Presencia de fibras de fácil ignición.


AREAS CLASIFICADAS*

Material

peligroso

Norma Americana

NECPresencia de material peligroso

Gas o vapor

inflamable o

explosivo

Clase I, División 1 Permanente – largos periodos.

Puede haber en operación normal

Clase I, División 2 No hay o por cortos períodos

Polvos Clase II, División 1 Permanente – largos periodos

Clase II, División 2 Por cortos períodos en depósitos sin

acumulación

Fibras volátiles Clase III, División 1 Permanente – largos períodos

Clase III, División 2 Cortos períodos en depósitos sin acumulación

(*) Basada en el Código Eléctrico Nacional (NEC) ART. 500. NFPA 70


GRUPOS ÁREAS CLASIFICADAS

De acuerdo con la inflamabilidad y explosividad, los materiales se

clasifican en grupos.

• Grupo A: Acetileno

• Grupo B: Hidrógeno

• Grupo C: Etil, Éter, etileno

• Grupo D: Acetona, Amoníaco, Benceno, Gasolina

• Grupo E: Aluminio, Magnesio

• Grupo F: Carbón, Coke.

• Grupo G: Harina, Granos, Madera, plásticos y químicos


Grupo Gas Temperatura de

ignición

MESG

[mm]MIC RATIO

A Acetileno 300 O C (572 OF)

B

Hidrógeno

Butadieno

Oxido de etileno

Oxido de propileno

585 O C (1085 O F)

429 O C (804 O F)

429 O C (804 O F)

449 O C (840 O F)

< O,45 <= 0.40

C

Etileno

Acetaldehído

Ciclo propano

Vapores de etil éter

Isopreno

450 O C (842 O F)

185 O C (365 O F)

496 O C (928 O F)

180 O C (356 O F)

220 O C (428O F)

> 0,45 Y

< 0,75

> 0,40 Y

< 0,80

D

Propano

Acetona

Amoníaco

Benzol

Gasolina

Hexano

Propileno

Estireno

Cloruro de vinilo

466 O C (871 O F)

538 O C (1000 O F)

651 O C (1203 O F)

562 O C (1044 O F)

280 O C (536 O F)

261 O C (502 O F)

497 O C (926 O F)

490 O C (914 O F)

451 O C (843 O F)

> 0,75 > 0,80

Grupo de gases explosivos

Clase I, División 1 y 2


PASOS IMPORTANTES PARA CLASIFICAR ÁREAS


Clase I:

Son aquellas áreas en que el aire contiene opuede contener en suspensión gases, vapores olíquidos en cantidades que puedan producirmezclas inflamables o explosivas

AREAS CLASIFICADAS


AREAS CLASIFICADASCLASE I

División 1

Concentraciones peligrosas de gases y vapores

inflamables están expuestos libremente en la

atmósfera, en condiciones normales o anormales

de funcionamiento.


AREAS CLASIFICADASCLASE I

Ejemplos de áreas Clase I División 1:

• Lugares donde se trasvasan líquidos volátiles o gases licuados inflamables.

• Trabajos de pintura o rociado con líquidos volátiles.

• En tanques o recipientes cerrados a los cuales se transfiera líquidos inflamables, el espacio alrededor de las válvulas de alivio o venteo

• Planta generadora de gas, en caso de fugas.

• Salas de bombeo, con fugas.

• Escotillas de medición de tanques de almacenamiento de crudo.

• Cajas de drenajes.


AREAS Clase I División 2

Área donde los líquidos, gases o vapores

se encuentran en recipientes, tanques,

tuberías, líneas cerradas, de los cuales

pueden salir únicamente por algún

accidente, rotura, fugas o mal

funcionamiento del sistema.


AREAS NO CLASIFICADAS


*UN EQUIPO ELECTRICO O LA FALLA DEL MISMO

PUEDE SER UNA FUENTE DE IGNICION.

*LLAMA ABIERTA O SUPERFICIES CALIENTES QUE

EXCEDAN LA TEMPERATURA DE IGNICION DEL GAS,

VAPOR O PARTICULAS EN EL AIRE.

FUENTES DE IGNICIÓN


EQUIPOS ELECTRICOS

PERMITIDOS

A PRUEBA DE

EXPLOSIONINTRÍNSECAMENTE

SEGURO


EQUIPO A PRUEBA DE

EXPLOSION

• Resiste la explosión de un

gas o vapor que pudiera

ocurrir en su interior.

• Controla el ingreso de

gases o vapores

inflamables o combustibles.

La temperatura en el interior de la carcaza no

debe aumentar al limite que pueda

encender al gas o vapor circundante.

Encerrados en

una caja

diseñada y

construida

de tal manera

que:


EQUIPOS A PRUEBA DE

EXPLOSION


PRODUCTOS INFLAMABLES Y TEMPERATURAS DE AUTOIGNICIÓN


CÓDIGOS DE TEMPERATURA MÁXIMA EN

SUPERFICIE

Temperatura máxima en O C Código Norma Americana (NEC)

450

300

280

260

230

215

200

180

165

160

135

120

100

85

T1

T2

T2A

T2B

T2C

T2D

T3

T3A

T3B

T3C

T4

T4A

T5T6


TEMPERATURA SUPERFICIAL MÁXIMA


EQUIPOS INTRINSECAMENTE

SEGUROS

Equipos incapaces de liberar

suficiente energía eléctrica o térmica,

bajo condiciones normales o

subnormales, que puedan causar

ignición de sustancias

inflamables o combustibles que

puedan encontrarse en la atmósfera.

La instalación de los equipos debe estar de acuerdo

con lo especificado en el artículo 504 NFPA 70.



Y ahora…. Un ejercicio

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