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Olavarr铆a 4042 - B1678HVF - Caseros - Buenos Aires - Argentina
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L铆neas Envasadoras para la industria Qu铆mica, Farmac茅utica, Cosm茅tica y Alimenticia

Antiexplosivo

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Instalaciones el茅ctricas en zonas peligrosas: Definiciones y generalidades

Para realizar el presente trabajo se han analizado normas provenientes de Underwriter Laboratories, National Electrical Code, Instituto Argentino de Racionalizaci贸n de Materiales, D.I.N., adem谩s de experiencias y pautas de trabajos elaborados para empresas petroleras, gas铆feras, destiler铆as, laboratorios, aceiteras y otras afines.

En primer t茅rmino nos introduciremos al tema exponiendo los criterios b谩sicos para toda instalaci贸n antiexplosiva.

Con motivo del creciente uso de artefactos y equipos el茅ctricos en lugares donde la atm贸sfera presenta signos de peligrosidad (debido a que el aire puede contener en suspensi贸n elementos que produzcan mezclas inflamables o explosivas), se hizo necesario desarrollar elementos y t茅cnicas que aseguraran su uso sin peligro de posibles accidentes en los lugares mencionados ni da帽os en las instalaciones y determinar claramente los diferentes tipos de ambientes y clasificarlos seg煤n los elementos que componen su atm贸sfera.

Para definir a que se denomina “zona peligrosa” debemos remitimos a la norma IRAM IAP A20-1 y al art铆culo 500 del National Electrical Code, que la definen como aquella en la que pueden producirse deterioro en las instalaciones debido a la explosi贸n o ignici贸n de vapores, l铆quidos, gases y polvos, debido a ataques de productos qu铆micos o a propagaci贸n de fuego, de mezclas de elementos contenidos en la atm贸sfera.

Ambiente Clase I

Son aquellas zonas en que el aire contiene o puede contener en suspensi贸n gases o vapores en cantidades que puedan producir mezclas inflamables o explosivas (acetileno, hidr贸geno, 茅ter et铆lico, gasolina, butano, gas natural, etc.).

Divisi贸n I

Define los lugares con las siguientes caracter铆sticas:

a) Ambiente con concentraciones peligrosas de gases y vapores inflamables en condiciones normales de funcionamiento.

b) Ambiente donde dichas concentraciones pueden existir con frecuencia por p茅rdida o reparaciones.

c) Ambiente donde pueden liberarse concentraciones peligrosas de gases o vapores inflamables por fallas o chispas en el funcionamiento de los equipos el茅ctricos.

Los lugares referidos en la Clase I Divisi贸n I son aquellos donde se trasvasan l铆quidos vol谩tiles o gases licuados inflamables, operaciones de pintado o rociado con l铆quidos vol谩tiles, secadores con evaporaci贸n de disolventes inflamables, lugares usados para extracci贸n de gases con disolventes, lavaderos que usan l铆quidos vol谩tiles inflamables, plantas generadoras de gas con posibilidad de escapes, salas de bombeo de gases inflamables y otros lugares en que la concentraci贸n de gas o vapor inflamable puede adquirir valores peligrosos.

Divisi贸n II

Define lugares con las siguientes caracter铆sticas:

a) Ambiente donde se usan, procesan o manufacturan l铆quidos vol谩tiles y gases o vapores inflamables, pero ellos se encuentran en recipientes o ca帽er铆as cerradas, de los cuales pueden salir 煤nicamente por alg煤n accidente, rotura o mal funcionamiento del equipo.

b) Ambiente donde se evitan las concentraciones peligrosas de gases o vapores inflamables por medio de ventilaci贸n forzada, pero que al producirse una falla o mal funcionamiento del equipo, representa peligro.

c) Lugares vecinos a los de la Clase I Divisi贸n I, a los que pueden introducirse vapores y gases inflamables a menos que cuenten con ventilaci贸n forzada con un sistema de seguridad que impida fallas en el equipo de ventilaci贸n.

La Divisi贸n II de la Clase I define lugares donde se emplean corrientemente l铆quidos vol谩tiles, gases y vapores peligrosos, que representan peligro solamente en los casos de fallas, aver铆as, accidentes o del anormal funcionamiento de las instalaciones. Para delimitar el 谩rea peligrosa en estos casos debe tenerse presente la cantidad de elementos peligrosos que pueden escapar, capacidad de ventilaci贸n, vol煤menes de los locales, etc.

Ambientes Clase II

Son aquellas zonas en que el aire presenta polvo combustible en suspensi贸n en cantidades que pueden producir ignici贸n o explosi贸n (polvo de aluminio, polvo de Magnesio, negro de humo, carb贸n de piedra, polvo de coque, polvo granulado de fl煤or, etc.).

Divisi贸n I

Define los lugares con las siguientes caracter铆sticas:

a) Ambiente donde en condiciones de funcionamiento normal, habr谩 en forma peri贸dica o continua polvo combustible en condiciones de producir ignici贸n o explosi贸n.

b) Ambiente donde por posible desperfectos, mal funcionamiento o accionamiento de m谩quinas o equipos, pueden producirse mezclas inflamables que provoquen ignici贸n o explosi贸n.

c) Lugares donde puede haber polvo conductor de electricidad.

La Divisi贸n I de la Clase II comprende en general plantas de almacenamiento de granos (silos), plantas de pulverizaci贸n,limpieza, mezcladoras, elevadoras, colectoras y todo equipo similar productor de polvo, todo lugar o dep贸sito donde en condiciones normales de funcionamiento existe en el aire polvo que produzca mezcla inflamable o explosiva; los polvos muy peligrosos son conductores de la electricidad, al igual que los de coque y carb贸n vegetal. Los polvos no conductores de la electricidad pero combustibles, son los producidos en el manipuleo de granos, molienda del cacao y el az煤car y toda materia org谩nica que pueda producir polvos combustibles.

Divisi贸n II

Considera aquellos lugares donde en condiciones normales no es posible que exista polvo combustible en suspensi贸n en el aire pero que pueda afectar de 隆as siguientes formas:

a) Que la cantidad de polvo depositado sea suficiente para impedir la disipaci贸n del calor de los equipos el茅ctricos.

b) Que por el polvo acumulado sobre y/o el 隆interior de los equipos el茅ctricos 茅ste pueda inflamarse debido a chispas o amos producidos por el polvo.

Los lugares donde pueden darse estas condiciones son fundamentalmente las vecinas a las de Clase II Divisi贸n I, adem谩s los lugares que cuentan con transportadores, ventiladores y tolvas cerradas y equipos donde pueden desprenderse cantidades de polvos en condiciones de funcionamiento anormales.

Ambientes Clase III

Son aquellas zonas en que el aire presenta en suspensi贸n fibras y vol谩tiles inflamables, pero no en cantidades suficientes para producir mezclas explosivas o inflamables.

Divisi贸n I

Son los lugares donde se emplean o fabrican fibras de f谩cil inflamabilidad y materiales productores de vol谩tiles combustibles.

Esta divisi贸n incluye f谩bricas de ray贸n, algod贸n y textiles, carpinter铆as, f谩bricas para tratado de lino, etc., en general f谩bricas que procesen fibras y vol谩tiles f谩cilmente inflamables. tales como ray贸n, nylon, algod贸n, estopa, c谩帽amo, etc.

Divisi贸n II

Incluye los lugares donde se almacenan o manipulan fibras y vol谩tiles pero que no est谩n en proceso de fabricaci贸n.

Grupos atmosf茅ricos

Para realizar los ensayos y comprobaciones se han definido y agrupado mezclas atmosf茅ricas seg煤n su peligrosidad en:

Clase I

Grupo A : con Acetileno.
Grupo B : con Hidr贸geno, gas de alumbrado o equivalentes.
Grupo C : con 茅ter et铆lico, etileno cloropropano.
Grupo D : con gasolina, butano, propano, alcohol, acetona, gas natural.
Clase II
Grupo E : con polvo met谩lico de aluminio, magnesio y sus aleaciones.
Grupo F : con negro de humo y polvo de carb贸n.
Grupo G : con polvo de granos: harina, almid贸n, etc.

FUENTE: fisicanet.com.ar

Protecci贸n contra explosiones


Condiciones previas para que se produzca una explosi贸n

El t茅rmino 鈥渆xplosi贸n鈥 designa la reacci贸n exot茅rmica con ox铆geno de una sustancia combustible o de una atm贸sfera peligrosa y potencialmente explosiva, en la que se libera una gran cantidad de energ铆a.

Dependiendo de la velocidad del proceso de combusti贸n, se habla de deflagraci贸n, explosi贸n o detonaci贸n.

El peligro aumenta en funci贸n de la velocidad de propagaci贸n, siendo la detonaci贸n la situaci贸n m谩s peligrosa de todas.

Existe riesgo de explosi贸n siempre que se mezclan gases, vapores o polvos inflamables con aire u ox铆geno.

Este riesgo no s贸lo afecta a las instalaciones de la industria qu铆mica o minera: una planta embotelladora de licores con alto contenido alcoh贸lico o un silo de cereales tambi茅n constituyen posibles fuentes de explosi贸n.

Cualquier explosi贸n no controlada supone un riesgo potencial para la salud, la integridad f铆sica y la vida de las personas, adem谩s de provocar graves da帽os materiales.

Las sustancias combustibles presentes en forma de gases, vapores, neblinas o polvo y estrechamente mezcladas con ox铆geno crean atm贸sferas peligrosas potencialmente explosivas que, en caso de ignici贸n, pueden resultar peligrosas para la seguridad de las personas y para eL entorno.
La energ铆a de ignici贸n necesaria var铆a notablemente de una sustancia a otra.

Fuentes de ignici贸n

Para inflamar una atm贸sfera potencialmente explosiva se requiere una fuente de ignici贸n que aporte la energ铆a m铆nima necesaria.

Algunas fuentes de ignici贸n son:

  • chispas y arcos el茅ctricos,
  • superficies calientes
  • descargas electrost谩ticas,
  • descargas atmosf茅ricas (rayos)
  • chispas producidas por fricci贸n
  • mec谩nica e impactos
  • radiaci贸n electromagn茅tica
  • ultrasonidos
  • compresi贸n adiab谩tica (ondas expansivas)
  • radiaci贸n ionizante
  • radiaci贸n 贸ptica
  • reacciones qu铆micas
  • llamas.

La protecci贸n contra explosiones (Ex) secundaria contrarresta estas fuentes de ignici贸n.

Mezclas

La proporci贸n entre la sustancia combustible y el aire disponible se considera peligrosa cuando se sit煤a en el intervalo de posibilidad de explosi贸n.

Los l铆mites de este intervalo se denominan l铆mites superior e inferior de explosi贸n, y fuera de ellos no puede producirse explosi贸n alguna.

Zonas

Las 谩reas en las que existe riesgo de explosi贸n se clasifican en distintas zonas dependiendo de la frecuencia con la que se produce una atm贸sfera potencialmente explosiva y su duraci贸n. En la actualidad existen reglamentos que establecen los requisitos que deben cumplir los equipos para ser utilizados en estas 谩reas concretas, as铆 como m茅todos para verificar su conformidad con estos requisitos m铆nimos.

La definici贸n de estas zonas que ofrece la Directiva comunitaria 1999/92/CE es la siguiente:

La probabilidad de que exista una atm贸sfera potencialmente explosiva disminuye a medida que aumenta la distancia respecto a la fuente de peligro.

Por esta raz贸n, el 谩rea adyacente a la Zona 0 se considera siempre Zona 1, y el 谩rea adyacente a la Zona 1 se considera siempre Zona 2. Para entenderlo, nada mejor que el ejemplo de un avi贸n repostando combustible: los tanques de combustible del avi贸n se encuentran en las alas, es decir, la Zona 0.

En la clasificaci贸n por zonas es necesario distinguir entre gases y polvos, principalmente porque el polvo, a medida que se deposita en un equipo, va formando capas aislantes que pueden hacer aumentar la temperatura de trabajo del equipo hasta niveles peligrosos.

La normativa estadounidense NEC 500, adem谩s de distinguir entre gases y polvo, tiene en cuenta distintos tipos de fibras.

La siguiente sistematizaci贸n en clase I, II y III resulta bastante ilustradora.

Medidas para prevenir una explosi贸n.


Protecci贸n primaria contra explosiones.

La protecci贸n contra explosiones (en lo sucesivo protecci贸n 鈥淓x鈥) tiene el objetivo de evitar que 茅stas se produzcan.

El t茅rmino 鈥減rotecci贸n primaria contra explosiones鈥 se refiere a todas las medidas que pueden adoptarse para evitar que se forme una atm贸sfera potencialmente explosiva.

Normalmente, son medidas que adopta el operador de la instalaci贸n y abarcan los siguientes puntos:

  • rebajar la temperatura de los l铆quidos inflamables por debajo de su punto de inflamaci贸n;
  • evitar los materiales combustibles (sustituy茅ndolos por alternativas que no impliquen riesgos);
  • inertizaci贸n (adici贸n de nitr贸geno o di贸xido de carbono, etc. para desplazar al ox铆geno del proceso);
  • mantener la concentraci贸n fuera de los l铆mites de peligro (v茅anse las mezclas potencialmente explosivas);
  • ventilaci贸n natural o t茅cnica.

Protecci贸n secundaria contra explosiones

En caso de que no pueda descartarse el riesgo de explosi贸n o de que no pueda eliminarse por completo mediante las medidas de protecci贸n primaria, deber谩n aplicarse medidas que eviten la ignici贸n de las atm贸sferas potencialmente peligrosas.

Para ello se debe:

  • evitar las fuentes de ignici贸n.
  • evitar las superficies calientes.
  • definir reglas de conducta para los empleados y el personal (prohibici贸n de encender llamas, fumar y trabajar con amoladoras angulares o equipos de soldadura).
  • Protecci贸n terciaria contra explosiones.

Si no pueden descartarse la existencia simult谩nea de fuentes de ignici贸n y mezclas explosivas, es preciso provocar explosiones controladas o intentar quemar los gases inflamables antes de que alcancen concentraciones peligrosas.

Para evitar que se produzcan lesiones personales es necesario:

  • impedir la presencia de personas en la zona.
  • adoptar medidas estructurales especiales.
  • asegurarse de que las explosiones est茅n controladas (por ejemplo, en un 谩rea de presi贸n encapsulada).

En la Edad Media, los mineros sol铆an quemar los gases de la mina para evitar que se acumularan en exceso.

No era raro que se produjeran muertes en estas operaciones.

Fuente: Fisicanet