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CLASIFICACIÓN DE ÁREAS EXPLOSIVAS

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PROGRAMA

Normativa de AplicaciónAtmósfera ExplosivaClasificación de ÁreasModos de ProtecciónMarco Legal Argentino� Responsabilidad profesional y empresaria

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Normativa de Aplicación

Parte 0: Materiales eléctricos para atmósferas explosivas. Requisitos generalesParte 1: Materiales antideflagrantes Ex “d”Parte 2: Materiales presurizados Ex “p”Parte 3: Explosores para ensayos de materiales Ex “i”Parte 4: Métodos de test para determinar temperaturas de igniciónParte 5: Materiales con rellenos pulverulento Ex “q”Parte 6: Materiales inmersos en aceite Ex “o”Parte 7: Materiales de seguridad aumentada Ex “e”

IEC 60079: International Electrotechnical Commission

Parte 7: Materiales de seguridad aumentada Ex “e”Parte 10: Guía para la clasificación de áreasParte 11: Materiales de seguridad intrínseca Ex “i”Parte 12: Clasificación de mezclas de gases o vapores de sustancias inflamables con

el aireParte 13: Construcción y usos de edificios presurizadosParte 14: Instalaciones eléctricas en áreas peligrosasParte 15: Materiales con protección tipo Ex “n”Parte 17: Recomendaciones para inspección y mantenimiento de las instalaciones en

áreas peligrosasParte 18: Materiales encapsulados Ex “m”Parte 19: Reparación y revisión de equipos usados en áreas peligrosasParte 20: Datos de gases y vapores inflamables en relación con el uso de material

eléctrico

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Art. 500: Clasificación de áreas peligrosas Clases I, II y III, Divisiones 1 y 2Art. 501: Instalaciones Clase IArt. 502: Instalaciones Clase IIArt. 503: Instalaciones Clase IIIArt. 504: Sistemas de seguridad intrínseca

NFPA 70: National Electrical Code (USA)


Art. 504: Sistemas de seguridad intrínsecaArt. 505: Instalaciones Clase I Zonas 0, 1 y 2

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NFPA 497: Recommended Practice for the Classification of Flammable Liquids, Gases, or Vapors and of Hazardous (Classified) Locations for Electrical Installations in Chemical Process Areas

Normativos / Recomendativos:CENELEC Comité Europeo de Normalización ElectrotécnicaIP The Institute of Petroleum (UK)CSA Canadian Standards AssociationCEC Canadian Electrical Code

Organismos Internacionales:


CEC Canadian Electrical Code

Certificativos:FM Factory Mutual (USA)UL Underwriters Laboratories Inc.IRAM Instituto Argentino de Racionalización de Materiales

INMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial

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Situación Mundial


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NEC

CENELEC

IEC, CENELEC, NEC, otros

CEC

Zona 0

Zona 1

Zona 2

IEC 60079

IP15 Recomendación

Define bases para la construcción, ensayo, mantenimiento y reparación de materiales de uso eléctrico en áreas peligrosas.

Normativa

Define la metodología de cálculo para determinar la extensión del área peligrosa.Indica un proceso a

seguir para definir la extensión del área peligrosa a partir de tablas predeterminadas.

Normativa de Aplicación - Diferencias

División 1

División 2

Zona 2

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NFPA 70

Art. 505

Art. 500

API RP 505

API RP 500

Recomendación para la clasificación de áreas peligrosas en distintos tipos de instalación (refinerías, upstream, onshore, offshore, etc.)

Define las bases para la realización de instalaciones en áreas peligrosas.

Recomendación

NFPA 497

Atmósfera explosiva

� Un combustible

Para que en un determinado punto del espacio se produzca el fenómeno de la combustión y por consiguiente fuego, explosión, etc., será necesario aunque no suficiente, que se presenten simultáneamente:

Conceptos básicos

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Según IEC 60079, una “atmósfera explosiva” es una mezcla de una sustancia inflamable en forma de gas, vapor, niebla o polvo con oxígeno, en proporciones tales que después de producida la ignición, la combustión se propaga a toda la mezcla no consumida.

� Un comburente

� Una fuente de energía

atmósfera explosiva: mezcla de aire con sustancias inflamables que están en forma de gas o de vapor, en condiciones atmosféricas y que, después de la ignición, la combustión se propaga a través de la mezcla no consumida.

área peligrosa: área donde está presente una atmósfera gaseosa explosiva, o se puedeesperar que esté presente en cantidades tales como para requerir precauciones especiales en

la construcción, en la instalación y el uso de los materiales eléctricos.

fuentes de escape: punto o lugar desde el cual se puede liberar a la atmósfera un gas, un vapor, una niebla o un líquido de manera que pueda formarse una atmósfera gaseosa explosiva.

Definiciones según IEC 60079

Conceptos básicos

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explosiva.operación normal: situación que se presenta cuando la instalación y/o el equipo están funcionando dentro de los parámetros de diseño.ventilación: movimiento del aire y su reemplazo por aire fresco debido a los efectos del viento, a los gradientes de temperatura o mediante medios artificiales.punto de inflamación (flash point): la menor temperatura a la cual, bajo ciertas condiciones normalizadas, un líquido libera vapores en cantidades tales que son capaces de formar una mezcla de vapor/aire inflamable.límite inferior de explosividad: concentración de gas o de vapor inflamable en el aire, debajo de la cual la atmósfera gaseosa no es explosiva.límite superior de explosividad: concentración de gas o de vapor inflamable en el aire, por encima de la cual la atmósfera gaseosa no es explosiva.temperatura de ignición de una atmósfera gaseosa explosiva: la menor temperatura de una superficie calentada a la cual, bajo condiciones especificadas, ocurrirá la ignición de una sustancia inflamable en la forma de una mezcla de gas o de vapor con aire.

Objetivos y Procedimiento

La clasificación de áreas es un método de análisis de clasificación del medio ambiente donde pueden ocurrir atmósferas gaseosas explosivas, para facilitar la adecuada selección e instalación del material eléctrico a utilizarse en forma segura en ese medio ambiente, teniendo en cuenta los grupos de gases y las clases de temperatura.

“La clasificación de áreas debe ser llevada a cabo por aquellos que tienen conocimiento de las propiedades de los materiales inflamables, el proceso y el equipamiento, consultando con el personal de seguridad e ingeniería, tanto electricidad, mecánica y procesos.”

Conceptos básicos

Clase I Gases y vapores

Clase II Polvos

Clase III Fibras (no en suspensión)

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electricidad, mecánica y procesos.”

Como primer paso, se debe definir la clase, dependiendo del tipo de sustancias presentes:

De acuerdo a la actividad que desarrollamos en Tecna, nos focalizaremos en las áreas peligrosas Clase I.

IEC NFPA

II A D

II B C

II CB

Tanto la norma IEC como la NFPA, clasifican los gases y vapores en grupos, de acuerdo a los valores de MESG (Maximum Experimental Safe Gap) y MIC (Minimum Ignition Current).

Clasificación de Áreas

Objetivos y Procedimiento

II CA

°C 450 300 280 260 230 215 200 180 165 160 135 120 100 85

IEC T1 T2 T3 T4 T5 T6

NFPA T1 T2 T2A T2B T2C T2D T3 T3A T3B T3C T4 T4A T5 T6

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Al mismo tiempo, los gases se clasifican en Clases según su temperatura de autoignición, que definen la máxima temperatura segura que puede alcanzar cualquier equipamiento eléctrico cuando se encuentre inmerso en una determinada atmósfera explosiva.

Group ClaseGas or vapour

IEC NFPA IEC NFPA

IIC A T2 T2 Acetylene

IIC B T1 T1 Hydrogen

IIB C T1 T1 Ethylene

IIB C T3 T3C Ethyl Ether

IIB C T1 T1 Cyclopropane

IIB C T2 T2 Butadene 1-3

IIA D T1 T1 Propane

Grupo de gases y clase de temperatura

La NFPA 497 lista las sustancias (gases y líquidos) inflamables indicando estos parámetros, y clasificándolos tomando como base los grupos de IEC y NFPA.Exponemos algunos ejemplos:


IIA D T1 T1 Propane

IIA D T1 T1 Ethane

IIA D T2 T2 Butane

IIA D T1 T1 Benzene

IIA D T2 T2B Pentane

IIA D T3 T3 Heptane

IIA D T1 T1 Acetone

IIA D T2 T2 Methyl Ethyl

IIA D T2 T2 Methyl Alcohol

IIA D T2 T2 Ethyl Alcohol

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Determinar la Zona requiere contestar estas 4 preguntas:

¿Cuál es el nivel de emisión del gas o vapor?¿Continuo, primario o secundario?

¿Qué tipo de aberturas hay en la instalación?¿Abiertas continuamente? ¿Normalmente cerradas?


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¿Abiertas continuamente? ¿Normalmente cerradas?¿Estancas? ¿O de emergencia solamente?

¿Cuál es el nivel de ventilación?¿Alto, medio o bajo?

¿Qué ventilación hay disponible?¿Muy buena, buena o pobre?

Los elementos básicos para establecer el tipo de zona peligrosa es la identificación de las fuentes de emisión y la determinación del grado de emisión.

Emisión de grado continuo: emisión continua o que se espera que ocurra frecuentemente por períodos largos (ej. superficie de líquido en un tanque con venteo al exterior, etc.).Emisión de grado primario: emisión que se espera que ocurra periódicamente u ocasionalmente durante el normal


Nivel de emisión

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periódicamente u ocasionalmente durante el normal funcionamiento de los equipos (ej. válvulas de alivio, tomamuestras, drenajes, venteos, etc.).Emisión de grado secundario: emisión que no se espera que ocurra durante el normal funcionamiento de los equipos, y en caso de ocurrir, lo hará con poca frecuencia y por períodos cortos (ej. bridas, sellos de bombas, válvulas, etc.).

IEC 60079 NFPA 70

grado

venteo 1° o 2° 1° o 2°

válvula 1° o 2° -

válvula de control 1° o 2° 2° (oper. gas)

bridas/ juntas 2° -

Algunos ejemplos:


sello de bomba 2° 2°

sello de compresor 1° 1° o 2°

toma muestra 1° o 2° 2°

superficie de líquidos continuo continuo

drenajes 1° o 2° 1° o 2°

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Todas las aberturas (puertas, ventanas, ventilaciones, etc.) deberán ser consideradas como posibles fuentes de emisión.El nivel de la emisión dependerá de:

tipo de zona del área adyacentela frecuencia y la duración de los períodos de aperturala efectividad de los sellos de las juntasla diferencia de presión entre las áreas en estudio

Las aberturas se clasifican en cuatro grupos: A, B, C, D:

Tipo A:


Tipos de aberturas

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Tipo A:� pasajes abiertos, como ser conductos o cañerías a través de paredes, cielorrasos y pisos;

� salidas de ventilación fijas en salas que son abiertas frecuentemente o por períodos largos.

Tipo B: aberturas que están normalmente cerradas (por ejemplo, mediante cierre automático) y abiertas no frecuentemente y que son cerradas ajustadamente.Tipo C: aberturas normalmente cerradas y abiertas no frecuentemente, y además poseen dispositivos de sellado a lo largo de todo el perímetro (anillo de estanqueidad).Tipo D: aberturas tipo C normalmente cerradas que sólo se pueden abrir por medios especiales o emergencias. Están efectivamente selladas.

Zona aguas arriba a la abertura

Abertura tipo

Grado de escape de la abertura considerada como fuente de escape

Zona 0

A Continuo

B (Continuo) / Primer Grado

C Segundo Grado

D No hay escape

Zona 1

A Primer grado

B (Primer Grado) / Segundo Grado


Zona 1B (Primer Grado) / Segundo Grado

C (Segundo Grado) / No hay escape

D No hay escape

Zona 2

A Segundo Grado

B (Segundo Grado) / No hay escape

C No hay escape

D No hay escape

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para los grados de escape indicados entre paréntesis, debe considerarse en el diseño la frecuencia de operación de las aberturas.

Nota:


Nivel de ventilación

La evaluación del nivel de ventilación requiere conocer, por

cálculo o por hipótesis, la máxima tasa de liberación del vapor o

gas en la fuente.

Existen tres niveles de ventilación:

Alta: la ventilación reduce la concentración en forma prácticamente instantánea de la mezcla explosiva a un nivel por debajo del LEL, lo que resulta en una zona de dimensiones despreciables.

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despreciables.

Media: la ventilación controla la concentración, conduciendo a una situación estable, donde la concentración de las zonas adyacentes están por debajo del LEL, mientras exista el escape y donde la atmósfera explosiva no persiste indebidamente después que el escape ha finalizado. La extensión y tipo de zona se limita a los parámetros de diseño.

Pobre: la ventilación no controla la concentración durante la emisión y/o no puede evitar la presencia de la atmósfera explosiva una vez que el escape haya finalizado.


Disponibilidad de ventilación

La eficiencia de la ventilación para dispersar o mantener la atmósfera explosiva depende de su calidad y nivel, así como también de su diseño. Un sistema de ventilación artificial es por lo tanto:

Buena: la ventilación actúa prácticamente en forma continua. Se debe considerar la confiabilidad del equipo y la disponibilidad de sopladores de reserva.

Ventilación Artificial:

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Regular: se espera que la ventilación actúe en operación normal. Se admiten discontinuidades teniendo en cuenta que ellas ocurren esporádicamente y por períodos cortos.

Pobre: ventilación que no se puede considerar buena o deficiente, pero no se esperan discontinuidades por períodos largos.

Ventilación Natural:

Para áreas al aire libre, la evaluación de la ventilación se debe basar normalmente en una velocidad mínima del viento de 0,5m/s, que actúa en forma continua. En este caso se puede considerar que la disponibilidad es buena.

Nivel de Ventilación

Bajo Medio Alto

Disponibilidad de Ventilación

Regular o Buena

PobrePobre o Regular

Buena Pobre Regular Buena

Continuo Zona 0Zona 0 Zona 0

Zona 0 Zona 1 Zona 2Zona 0 (*)

Zona 1 Zona 2 No Pelig.+ +

PrimarioZona 0 Zona 1 Zona 1


Zona 1 Zona 2 Zona 2 No Pelig.

Secundario

Zona 0Zona 2 Zona 2 Zona 2 Zona 2

No Peligrosa

Zona 2 (*)

Zona 1 No Pelig.

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ó + +

y

(*) Zona de extensión insignificante.

+ Significa “alrededor de”.

Proceso de Clasificación de Áreas PeligrosasProceso de Clasificación de Áreas Peligrosas

Según IP 15Según IEC 60079 Parte 10Según API 500 (NFPA 497)

Ejemplos prácticosEjemplos prácticos

Esquemas típicos de clasificación de áreas peligrosas� Compresor� Separador trifásico� Regeneración de MEG� Inyección de MEG� Turbocompresor

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Detalles de la instalación/planta o procesos

Es suficiente la cantidad de sustancia inflamable emitida para requerir una clasificación? (1.2.1)

Se puede asignar una clasificación IP a la sustancia? (1.6.6 y Tabla A1)

Puede ocurrir una emisión inflamable?

Propiedades de la sustancia (flash point, punto de ebullición, temperatura ambiente, presión de proceso y capacidad de formar niebla)

Asignar clase de Petróleo:•Sustancia emitida por encima de su flash point (Clases I, II(2), III(2), U(2))•Sustancia capaz de formar niebla o

Asignar clase de petróleo no inflamable:Sustancia emitida por debajo de su flash

Clasificación no requerida. No obstante considerar otras medidas de seguridad.Área No Peligrosa

Si

Si

Si

No

No

No

Proceso según IP 15

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spray (Clases II(1), III(1), U(1)).(Tabla A3)

El equipo es de tipo común como lo definido en 1.3.1? (tanque de almacenamiento, piletas, etc.)

Determinar la extensión y la zona del área peligrosa usando:Aproximación Directa por Ejemplos(capítulos 3 y 4)

Asignar categoría de fluido:A, B, C, G(i), G(ii)(1.6.7 y Tabla 1.2)

Se conoce la tasa de emisión? (diámetro del orificio y presión)

Determinar la extensión y zona usando: Aproximación en Punto de Emisión (Capítulo 5)Teniendo en cuenta la ventilación(Capítulo 6)

Sustancia emitida por debajo de su flash point, no capaz de formar niebla o spray o de vaporizar sobre una superficie caliente (Clases II(1), III(1), U(1))(Tabla A3)

Determinar la extensión y la zona del área peligrosa usando:Aproximación por Análisis de Riesgo(Capítulo 5 y Anexo C)

No

Si

No

Si

Clasificación de Abertura

Identificación de Fuentes de

Emisión

Grado de Emisión

Propiedades

Condiciones Fluido (P y T)

Definir Orificio (Experiencia)

Tasa de Venteo


Cálculo del Grado de Ventilación

Proceso según IEC 60079 Parte 10

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Ventilación

Determinar Zona (Tabla B.1)

Tipo de área Extensión del área

Clasificación de Área Peligrosa

Líquidos clase I, II o III (Sect. 5)

HLV (líquidos de alta volatibilidad)

(Sect. 5)

Gases más livianos que el aire (Sect.5)

Condiciones de proceso (P y T)

Determinación de GrupoA, B, C, D

Aberturas

Probabilidad de ocurrencia

Proceso según API 500 (s/ NFPA 497)

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Fuente

División 1División 2

Aberturas

Ventilación

Tipos de instalación

8) Aplicaciones comunes a distintas instalaciones

9) Refinería onshore

10) Instalaciones de perforación y de producción en superficie y en plataformas marinas fijas

11) Instalaciones de perforación offshore móviles

12) Instalaciones de perforación y producción flotantes (barcos y plataformas)

14) Instalaciones de transporte por oleoductos

Esquemas típicos de extensión de área peligrosa

Modos de Protección

según IEC 60079

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según IEC 60079

Se definen los modos de protección como:Se definen los modos de protección como:

“una serie de reglas constructivas y requisitos técnicos, de aplicación en

el diseño,la producciónel control de los materiales y equipos eléctricos

de forma tal que sean seguros y aptos para su utilización en una atmósfera

Modos de Protección s/ IEC 60079

de forma tal que sean seguros y aptos para su utilización en una atmósfera explosiva específica”

Los dispositivos en los que simultáneamente, las tensiones, intensidades, energía y potencia puestas en juego, sean inferiores respectivamente a 1.2 V, 0.1 A, 20 µJ y 25 mW, no requieren certificación, ni marcado, considerándoselos no peligrosos.

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La ignición de una atmósfera explosiva puede originarse por la acción de cuatro tipos fundamentales de fuentes de energía:

Arcos eléctricosCuerpos a alta temperaturaChispas de origen mecánico


Chispas de origen electrostático

El empleo de material eléctrico en el seno de ambientes potencialmente explosivos da lugar a riesgos de ignición originados principalmente por arcos y chispas producidos por aperturas y cierres de circuitos, o debido al calentamiento por efecto Joule o pérdidas por histéresis.

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Clase de temperatura:

La primera clasificación para el material eléctrico que permitirá seleccionarlo adecuadamente en relación con la atmósfera explosiva considerada, es según su CLASE DE TEMPERATURA.

Como se vio anteriormente, la clase de temperatura se define en función de la temperatura de autoignición del combustible involucrado en la atmósfera explosiva existente.

Clase de Temperatura

Temperatura superficial máxima

Temperatura de autoignición del gas


Temperaturasuperficial máxima del equipo eléctrico

autoignición del gas o vapor

T1 ≤450 °C >450 °C

T2 ≤300 °C >300 °C

T3 ≤200 °C >200 °C

T4 ≤135 °C >135 °C

T5 ≤100 °C >100 °C

T6 ≤85 °C >85 °C

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Confinar la eventual explosión controlando sus efectos� Envolvente Antideflagrante Ex “d”


Las técnicas de los Modos de Protección:

Separar la atmósfera explosiva del aporte energético� Inmersión en aceite Ex “o”� Relleno pulverulento Ex “q”

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� Relleno pulverulento Ex “q”� Encapsulado Ex “m”� Sobrepresión interna Ex “p”

Reducir la energía o impedir su aporte en forma de chispa, arco o calentamiento

� Seguridad aumentada Ex “e”� Seguridad intrínseca Ex “i”� Antichispa Ex “n”

ZONA MODO DE PROTECCIÓN

0 1 2Seguridad intrínseca Ia

Especiales para Zona 0

Todo modo de protección adecuado para Zona 0

Seguridad intrínseca Ib


Relación Zona / Modo de Protección:

1 2

Envolvente antideflagrante d

Seguridad aumentada e

Sobrepresión interna p

Relleno pulverulento q

Inmersión en aceite o

Encapsulado m

Especiales para Zona 1

2Todo modo de protección adecuado para Zona 0 y 1

Antichispa n

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Finalmente la selección del material eléctrico se realizará cumpliendo simultáneamente:


Su modo de protección debe ser adecuado a la zona de instalación (según tabla anterior)

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(según tabla anterior)

Su clase de temperatura debe ser inferior a la temperatura de autoignición más baja entre los gases presentes

Para los casos Ex “d” y Ex “i”, el grupo de gases debe ser el adecuado a la zona de instalación.


IEC 60079 Parte 1: Envolvente Antideflagrante Ex “d”

“Modo de protección en el cual el material eléctrico capaz de inflamar una atmósfera explosiva está contenido en una envoltura no estanca resistente a la presión de una eventual explosión interna, al mismo tiempo que impide que dicha explosión se propague a la atmósfera circundante, externa a la envoltura”

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Nota:Las normas establecen que independientemente de toda consideración y/o acción, nada impedirá el ingreso de la mezcla explosiva de la atmósfera circundante al interior de la envoltura.



Este modo de protección permite la utilización de componentes eléctricos convencionales en el interior de la envoltura, sometidos solo a algunas limitaciones en cuanto a su disipación térmica, dado que puede afectar la Clase de Temperatura de la envolvente.

Resulta evidente que para el modo de protección “d” “la temperatura

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Resulta evidente que para el modo de protección “d” “la temperatura que condiciona y determina la Clase de Temperatura, es la alcanzada por su superficie externa”.

Las características principales de las envolventes antideflagrantes se logran fundamentalmente, a través de un adecuado y particular diseño de las denominadas “juntas antideflagrantes”, además de proveer a la envolvente de suficiente resistencia mecánica, limitar su temperatura superficial , etc.



Junta antideflagrante - Camino de llama

Equipo eléctrico convencional(puede generar arcos, chispas, alta temperatura, etc)

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Placa de certificación

Caja de fundición de hierro o aluminio



Se denomina “junta antideflagrante” al sector donde los gases procedentes de la explosión interna, se laminan y enfrían lo suficiente para evitar la propagación de la explosión al exterior de la envolvente.

Su longitud es el camino más corto entre el interior y el exterior de una envolvente.

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El Intersticio Experimental Máximo de Seguridad de una mezcla explosiva (IEMS) es el mayor intersticio de una junta de 25mm de longitud que impide toda transmisión de una explosión al realizar 10 ensayos de acuerdo a la norma IEC 60079-Parte 1.

Estudios experimentales en explosiones demuestran que para cada gas, existe una determinada longitud de junta y un determinado intersticio para los cuales, una

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determinada longitud de junta y un determinado intersticio para los cuales, una explosión originada en el interior de una envoltura no estanca, no se transmite al exterior de dicha envolvente.

Es justamente a partir de este hecho, que se clasifican las Envolventes Antideflagrantes, por cuanto genera una subdivisión A, B y C para el grupo de gases II.

Grupo II A: IEMS > 0.92mm (metano, propano)

Grupo II B: IEMS > 0.65mm y < 0.92mm (etileno)

Grupo II C: IEMS < ó = 0.35mm (hidrógeno)


IEC 60079 Parte 7: Envolvente de Seguridad Aumentada Ex “e”

Se denomina protección por seguridad aumentada aquella en la que se aplican ciertas precauciones especiales como para evitar, con un coeficiente de seguridad elevado, calentamientos inadmisibles, o la aparición de arcos o chispas en aparatos que en servicio normal no las producen.

Resulta evidente que para el modo de protección de seguridad aumentada “la

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Resulta evidente que para el modo de protección de seguridad aumentada “la temperatura que condiciona y determina la Clase de Temperatura es la máxima alcanzada por cualquier superficie externa y/o interna”.



La seguridad aumentada no es aplicable a equipos que en condiciones normales generan chispas o arcos eléctricos, como interruptores o motores con escobillas, ni a componentes semiconductores para los que no es posible garantizar la limitación de temperatura que el coeficiente de seguridad aplicado requiere.

Esto nos indica claramente que:

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Esto nos indica claramente que:

“su concepción está fuertemente basada en la limitación del calentamiento”

El modo Ex “e” se aplica en:

Equipos con devanados (transformadores, motores asincrónicos, etc)Elementos de conexiónLuminarias


Placa de continuidad de tierra

Conector externo de PAT


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Terminales certificados Ex “e”

Conector externo de PAT

Caja plástica reforzada (antiestática)


IEC 60079 Parte 2: Sobrepresión interna Ex “p”

Se define como protección por sobrepresión interna aquella en la que el material eléctrico está provisto de una envolvente (o bien está instalado en una sala) en el que se impide la entrada de los gases o vapores inflamables del medio circundante, manteniendo en su interior aire u otro gas inerte (no inflamable) a una presión superior a la de la atmósfera exterior.

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Se aplica a salas y a equipos de gran potencia donde sería antieconómico e impracticables la aplicación de los modos de protección “d” o “e” (motores de más de 500 kW).



El aire o gas inerte no inflamable se aplica según los siguientes dos criterios:

Por “dilución continua”, es decir aportándolo en forma permanente.

Por “compensación de fugas”, vale decir aportando únicamente aquella parte de gas que se pierde por las juntas.

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parte de gas que se pierde por las juntas.

La puesta en servicio de los sistemas provistos con este modo de protección exigen una serie de controles a fin de garantizar la ausencia de mezcla explosiva en el interior de la envolvente presurizada. Esto se logra con un barrido previo con el gas de protección, de al menos 5 veces el volumen libre interno.El control de sobrepresión interna, que será de al menos 0,5 mBar, ha de asegurarse mediante dispositivos tales como presostatos diferenciales, los cuales desenergizarán el equipo, y darán alarma, en caso de descender la sobrepresión por debajo del valor mínimo dado.



Equipo presurizador de tableros. Permite la instalacion de equipamiento estándar dentro de envolventes estancas en una zona peligrosa. Dependiendo del tipo de área, un modelo distinto de presurizador debe ser usado.

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Interruptor de baja presión (activa cuando se

desactiva el sistema presurizador)

Válvula reguladora de presión interna

Manómetro (presión interna del tablero)

Manómetro barrido

Válvula de barrido


IEC 60079 Parte 11: Seguridad Intrínseca Ex “i”

“Se define la seguridad intrínseca como las medidas adoptadas en un circuito eléctrico para que ninguna chispa, arco o efecto térmico, producidos en las condiciones de ensayo previstas en las normas, bien sea en funcionamiento normal o en las condiciones especificadas de falla, sea capaz de provocar la inflamación de una atmósfera explosiva determinada”.

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Como las energías de ignición son muy bajas (EMI), este modo de protección estará restringido a circuitos eléctricos o electrónicos de muy baja potencia, ya sean resistivos, inductivos, capacitivos o mixtos.



“Concentración de máxima inflamabilidad" (CMI): es aquella concentración para la que se requiere la mínima cantidad de energía para producir la inflamación de la mezcla.

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producir la inflamación de la mezcla.

“Energía mínima de ignición" (EMI): es la menor cantidad de energíaque puede producir la combustión de la mezcla considerada. En talcaso, la mezcla deberá estar en su CMI.



Clasificación de los Gases IIA, IIB y IIC según la EMI

Los subgrupos de gases IIA, IIB y IIC que clasificamos según el diferente IEMS para diferenciar las envolventes del modo “d”, también presentan experimentalmente distinta relación del EMI, frente a la del

Grupo EMI CH4 µµµµJ

I 1 280

IIA > 0,8 250

IIB > 0,45 ; < 0,8 96

IIC < 0,45 20

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presentan experimentalmente distinta relación del EMI, frente a la del metano tomado como unidad (según la IEC 60079 Parte 3).

Formas de Evaluar la interconexión entre dispositivos


Existen básicamente dos formas de trabajar con circuitos de seguridad intrínseca:


Examinando el sistema completo: El cableado de un dispositivo de seguridad

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Examinando el sistema completo: El cableado de un dispositivo de seguridad intrínseca en particular y los dispositivos asociados (también en particular) deberán estar de acuerdo con el esquema de conexionado de control (la definición de Control Drawing es: “un dibujo o documento provisto por el fabricante del dispositivo de seguridad intrínseca o del dispositivo asociado que detalla las interconexiones permitidas entre ambos”)

Con Entity Concept: Cada aparato es examinado separadamente por laboratorios reconocidos que le asignan los llamados Entity Parameters a través de cuya observación se puede considerar la interconexión de gran variedad de dispositivos con mayor flexibilidad

Categoría de circuitos Ex “i”


Las condiciones de ensayo que se mencionan en la definición, dan lugar a las siguientes dos categorías para los circuitos dotados con este modo se protección:

Circuitos “ib”: la protección se mantiene en caso de un fallo, con un


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Circuitos “ib”: la protección se mantiene en caso de un fallo, con un coeficiente de seguridad K= 1,5.

Circuitos “ia”: la protección se mantiene en caso de un fallo, con un coeficiente de seguridad K= 1,5 y K= 1 en el caso de dos fallos simultáneos.

“Fallo”, significa una falta de cualquier componente o defecto de conexión entre componentes. Las resistencias son consideradas infalibles.



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IEC 60079 Parte 18: Encapsulado Ex “m”

“Modo de protección en el que los componentes que pueden inflamar una atmósfera explosiva circundante, están situados en el seno de una resina suficientemente resistente a las solicitaciones del entorno, como para que no sea posible dicha inflamación”.

Es un modo de protección que no requiere mantenimiento, dado que

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Es un modo de protección que no requiere mantenimiento, dado que estos equipos Ex “m” forman un conjunto monolítico, y por lo general, sin posibilidades de reparar.

Resina es todo material termoendurecible, termoplástico o elastómero, con o sin aditivos, que permite el cumplimiento de la norma.


IEC 60079 Parte 5: Relleno pulverulento Ex “q”

“Modo de protección en el cual la envolvente que contiene el material eléctrico está rellena de un material aislante en estado pulverulento de manera tal que, un calentamiento excesivo o un arco que se produzca en su interior, no puede producir la inflamación de la atmósfera circundante”

El material pulverulento aislante es generalmente arena de cuarzo, harina

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El material pulverulento aislante es generalmente arena de cuarzo, harina de sílice u otro material similar.

Se lo utiliza principalmente en condensadores, transformadores y material electrónico. No constituye una dificultad para el mantenimiento.


IEC 60079 Parte 6: Inmersión en aceite Ex “o”

“Modo de protección en el cual el material eléctrico o partes del mismo están sumergidos en aceite, de forma tal que una atmósfera explosiva que se encuentre por encima del nivel de aceite o en el exterior de la envoltura, no se pueda inflamar”.

Se aplica ocasionalmente en transformadores. Las normas están

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Se aplica ocasionalmente en transformadores. Las normas están evaluando el uso de líquidos menos inflamables que los aceites, como es el caso de los fluidos de siliconas.


IEC 60079 Parte 15: Antichispa Ex “nA”

“Modo de protección aplicado a un material o equipo eléctrico de modo que en condiciones normales de funcionamiento no sea capaz de inflamar una atmósfera explosiva circundante, ni presentar de modo probable, un defecto capaz de provocar la inflamación”

Este modo de protección está basado en un diseño de los equipos

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Este modo de protección está basado en un diseño de los equipos eléctricos similar al de la seguridad aumentada “e”, aunque menos exigente de tal forma de representar una opción más económica para instalar exclusivamente en Zona 2.


Marcación de equipos según IEC / ATEX

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Marco legal

La Argentina como parte integrante del Comité Electrotécnico Internacional (CEI) ha decidido adoptar las Normas IEC (International Electrotechnical Commission).

Así mismo el IRAM (Instituto Argentino de Racionalización de Materiales), en conjunto con el IAP ( Instituto Argentino del Petróleo) editó las normas IRAM-IAP-IEC 79, basadas en el grupo de normas IEC 60079.

La legislación argentina, Ley Higiene y Seguridad en el trabajo N° 19587, establece que se deberán respetar las recomendaciones de la AEA (Asociación Electrotecnia Argentina) en relación a las instalaciones en áreas con riesgo de explosión, y precisamente esta asociación exige en su reglamentación, el cumplimiento de las

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precisamente esta asociación exige en su reglamentación, el cumplimiento de las normas IRAM-IAP.

La ley establece adicionalmente, que los fabricantes del material eléctrico para uso en ambientes especiales, suministrarán al usuario copia de los Certificados de Aprobación. Esto lleva implícita la necesidad de realizar una Clasificación de Áreas a los efectos de poder hacer un uso racional de dicho material eléctrico.

Por otra parte se indica taxativamente que "es responsabilidad del usuario, la selección del material adecuado para cada tipo de ambiente, teniendo en cuenta el riesgo".

Nivel de Ventilación

Bajo Medio Alto


Regular o Buena

PobrePobre o Regular

Buena Pobre Regular Buena

Tabla B1

Continuo Zona 0Zona 0 Zona 0


Zona 1 Zona 2 No Pelig.

PrimarioZona 0 Zona 1 Zona 1


Zona 1 Zona 2 Zona 2 No Pelig.

SecundarioZona 0

Zona 2 Zona 2 Zona 2 Zona 2No

Peligrosa

Zona 2 (*)

Zona 1 No Pelig.

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+

ó +

+

+

y

(*) Zona de extensión insignificante.

+ Significa “alrededor de”.

Clases de líquidos

Clase ISustancias que son manejadas por encima de su flash point y consecuentemente podrían producir una atmósfera inflamable

Clase II

Sustancias que son manejadas por debajo de su flash point y consecuentemente es poco probable que produzcan una atmósfera inflamable. Los vapores no tienen grandes chances de ignición, por lo que normalmente, salvo cerca de la fuente de emisión, no se produce suficiente cantidad de vapores para ser tenidos en cuenta en la clasificación de áreas peligrosas.

Normalmente no producen suficiente cantidad de vapores para ser

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Clase III

Normalmente no producen suficiente cantidad de vapores para ser considerados en la clasificación de áreas peligrosas.. Solo emitirán vapores inflamables si se calientan por encima de su flash point, pero la extensión de la clasificación generalmente será muy pequeña y cerca del punto de emisión.

Grupos de líquidos

Grupo A Atmósferas que contienen acetileno,

Grupo BAtmósferas que contienen hidrogeno, o gases o vapores de peligrosidad equivalente

Grupo CAtmósferas que contienen ciclopropano etileno, etil-eter, o gases o vapores de peligrosidad equivalente

Los materiales se clasifican de acuerdo a los valores de MESG (Maximum Experimental Safe Gap) y MIC (Minimum Ignition Current).

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vapores de peligrosidad equivalente

Grupo DAtmósferas que contienen acetona, alcohol, amoniaco, gas natural, propano, o gases o vapores de peligrosidad equivalente

Clase de Petróleo IP, basado en flash points (excepto LGP) Categoría de fluido

Clase DescripciónManipulado por encima de flash

point

Manipulado por encima de punto de ebullición

Puede formar niebla durante el

escape

Manipulado por debajo de punto de ebullición y no puede formar

niebla durante el escape

0 LPG SI A A A

I Flash point <21°C SI B C C

II(1) 21°C < Flash Point < 55°C NO N/A (*) C N/A (*)

Relación entre Clase de Petróleo y Categoría de Fluido

Tabla A3

II(1) 21°C < Flash Point < 55°C NO N/A (*) C N/A (*)

II(2) 21°C < Flash Point < 55°C SI B C C

III(1) 55°C < Flash Point < 100°C NO N/A (*) C N/A (*)

III(2) 55°C < Flash Point < 100°C SI B C C

U (1) no clasificado

Flash Point > 100°C NO N/A (*) C N/A (*)

U(2) no clasificado

Flash Point > 100°C SI B C C

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(*) No aplica porque los líquidos no manipulados por encima de su flash point no pueden estar por encima de su punto de ebullición.

Clase 0 LPG

Clase I Líquidos con flash point <21°C

Clase II(1) Líquidos con flash point de 21°C a 55°C manipulados por debajo del mismo

Clase II(2) Líquidos con flash point de 21°C a 55°C manipulados por encima del mismo

Clase III(1) Líquidos con flash point de 55°C a 100°C manipulados por debajo del mismo

Clase III(2) Líquidos con flash point de 55°C a 100°C manipulados por encima del mismo

Clase de Petróleo

Tabla A1

Clase III(2) Líquidos con flash point de 55°C a 100°C manipulados por encima del mismo

No clasificado (U) Líquidos con flash point mayores a 100°C

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Categoría de Fluido

Descripción

A

Un líquido inflamable que, durante el escape, vaporizará rápidamente. Esta categoría incluye:

(a) cualquier gas licuado de petróleo o líquido inflamable más liviano(b) cualquier líquido inflamable a una temperatura suficiente para producir,

durante el escape, más del 40% de vaporización sin una fuente extra de calor que el medio ambiente

Categoría de Fluido

Tabla 1.2

calor que el medio ambiente

BUn líquido inflamable, no de categoría A, pero a una temperatura suficiente para hervir durante el escape.

CUn líquido inflamable, no de categoría A o B, pero que puede, durante el escape, estar a una temperatura por encima de su flash point o formar una niebla o spay inflamable.

G(i) Un gas típico, mayormente compuesto de metano (gas natural)

G(ii) Hidrógeno de refinería.

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