ANALISIS DE CLASIFICACION ELECTRICA DE AREAS

PELIGROSAS

GERENCIA DE SALUD, SEGURIDAD, MEDIOAMBIENTE Y RELACIONAMIENTO SOCIAL

Noviembre-2014

AREAS CLASIFICADAS

Se entiende por Áreas Clasificadas o

peligrosa a aquellos lugares donde pueden

presentarse fuego o explosiones debido

gases o vapores (líquidos inflamables), polvo

combustible o fibras que puedan incendiarse.

La presencia de éstos materiales pueden

representar una condición de incendio si se

exponen a una fuente de ignición.

EQUIPO ELÉCTRICO EN AREAS CLASIFICADAS

Los equipos eléctricos deben ser

seleccionados e instalados de manera

que no provean una fuente de ignición.

Donde se encuentren normalmente

presentes otras fuentes de ignición, las

áreas normalmente NO se clasifican.

ROL DEL NEC EN AREAS CLASIFICADAS

El NFPA 70 “National Electrical

Code”(Código Nacional Eléctrico) sirve,

principalmente, como una norma de

instalación.

Proporciona los requerimientos para las

instalaciones eléctricas en áreas

clasificadas como peligrosas.

Generalmente, se requieren de otras

normas para clasificar las áreas (NFPA 497,

API 500, API 505, IEC 60079,etc).

ARTÍCULOS RELATIVOS A LUGARES PELIGROSOS

Artículo 500 Requerimientos Generales.

Artículo 501 Clase I—Gases, Vapores y

Líquidos

Artículo 502 Clase II—Polvos Combustibles

Artículo 503 Clase III—Fibras o Pelusas

Artículo 504 Sistemas Intrínsecamente Seguros

Artículo 505 Clase I, Zona 0, Zona 1, ó Zona 2

Artículos 510–517 Ocupaciones Específicas

DOCUMENTOS PARA CLASIFICACIÓN DE AREAS

• 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.

• NFPA 499.- Recommended Practice for the

Classification of Combustible Dusts and of

Hazardous (Classified) Locations for Electrical

Installations in Chemical Process Areas

CLASIFICACIONES

La clasificación de las Áreas Peligrosas está basadas

en la naturaleza de los materiales que están o pueden

estar presentes.

Clase I — Líquidos, Gases y Vapores

Inflamables

Clase II — Polvos Combustibles

Clase III — Fibras de Fácil Combustión o

Pelusas

AREAS CLASE I

Definición:

Áreas en las que están ó pueden estar

presentes en el aire, gases o vapores

inflamables en cantidades suficientes

para producir una mezcla inflamable o

explosiva.

LÍQUIDO INFLAMABLE

Definición:

Cualquier líquido con un punto de

inflamación (flash point) menor a 37.8oC

(100 °F) y una presión de vapor reid que

no exceda la presión absoluta de 40 psi

(276 kPa a 37.8 °C (100oF)

Photo by Mark Hilbert

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

COMBUSTIBLES CLASE I

• Los materiales combustibles se clasifican en los Grupos

A, B, C y D con base en:

– MESG — Maximum Experimental Safe Gap

(Distancia Máxima de Abertura Segura de la Rejilla)

– MIC Ratio — Minimum Igniting Current Ratio

(Relación de Corriente Mínima de Ignición)

– Una alta presión de explosión puede modificar la

clasificación del grupo.

MESG

(Maximum Experimental Safe Gap)

(Distancia Máxima de Abertura Segura de la Rejilla)

DEFINICIÓN: – Es la separación máxima entre dos superficies

metálicas paralelas que se han encontrado, en condiciones de prueba especificadas, para evitar que una explosión en la cámara de prueba se propague a la cámara secundaria que contiene el mismo gas o vapor en concentración igual.

RELACIÓN MIC

(MIC Ratio)

DEFINICIÓN:

– Es 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 una chispa

inductiva para encender el metano.

CLASE I GRUPOS

Grupo Ejemplo MIC MESG (mm)

A Acetileno 0.28 0.25

B Hidrógeno 0.4 0.45

C Eter Etílico 0.40 - 0.80 0.45 - 0.75

D Gasolina >0.80 >0.75

CLASIFICACION

CLASE I-DIVISION

1.- Donde pueden existir concentraciones de gases inflamables ,vapores

producidos por líquidos inflamables o combustibles en condiciones normales

de operación.

2.- En las que por operaciones de mantenimiento, reparación o frecuencia

de fugas o derrames pueden existir concentraciones de mezclas inflamables de

gases o vapores.

3.- En las que por falla del equipo o proceso pueden liberarse concentraciones

de mezclas inflamables de gases o vapores y, pueden causar simultáneamente

falla del equipo eléctrico, permitiendo que éste sea la fuente de ignición.

AREAS CLASE I, DIVISIÓN 1

1.- En las que existen gases o líquidos volátiles inflamables manejados,

procesados o usados, pero éstos se encuentran normalmente confinados

en contenedores o sistemas cerrados, de los cuales sólo pueden escapar

en caso de ruptura o falla accidental de equipos o sistemas o por operación

anormal.

2.- En las que la presencia de vapores o gases inflamables se previenen por

medio de ventilación mecánica positiva y el riesgo sólo se puede presentar

por falla en este sistema.

3.- Las adyacentes a una División 1 y, por comunicación, ocasionalmente tener

presencia de gases o vapores inflamables, a menos que cuenten con

ventilación positiva desde una fuente que garantice aire limpio y esté protegido

contra fallas.

AREAS CLASE I, DIVISIÓN 2

18

ESTACIÓN DE LLENADO DE TAMBORES

Sitios bajo el nivel del piso,

tales como trincheras o drenajes

División 1

Radio 3 ft (915 mm)

División 2

Radio de 5 ft (1.52 m)

Tambor

Nivel de piso

Venteo Tubo de llenado

10 ft

(3.05 m)

18 in. (457 mm)

CLASIFICACIÓN DE SITIOS COMO

DIVISIÓN 1 O DIVISIÓN 2

¿Velocidad de liberación de vapores?

¿Ventilación?

¿Densidad del vapor?

¿Volumen liberado?

¿Temperatura?

¿Presión?

¿Límites alto y bajo de inflamabilidad?

¿Temperatura de inflamación (flash point)?

¿Temperatura de autoignición?

CLASIFICACION

CLASE I-ZONA

International Electrical Commision

Es un método alternativo de clasificación.

Aplica sólo a líquidos, gases y vapores

inflamables.

La clasificación por zonas proporciona métodos

alternativos de protección no reconocidos bajo la

clasificación por Divisiones

CLASIFICACIÓN POR ZONAS

Comparación entre División y Zona

División 1

Están presentes concentraciones inflamables

de gases o vapores:

• continuamente

• por largos periodos

• bajo condiciones normales de operación

• durante operaciones de reparación

• donde la paralización o falla de

operaciones de mantenimiento en equipo

de proceso, también causa la falla

simultánea del equipo eléctrico

Adyacente a la Zona 0

Zona 0

Zona 1

CLASIFICACIÓN POR ZONAS

División 2

Donde líquidos o gases inflamables, normalmente

están confinados en contene-dores o sistemas

Donde la concentración de gases o vapores

inflamables se previenen normalmente mediante

ventilación positiva mecánica

En áreas adyacentes a sitios en los cuales

concentraciones de gases o vapores infla-mables

pudieran ocasionalmente fluir

Zona 2

Comparación entre División y Zona

CLASIFICACIÓN POR ZONAS

1.- En las que están presentes continuamente gases o

vapores inflamables.

2.- En las que están presentes por largos periodos gases o

vapores inflamables.

CLASE 1 ZONA 0

1.- En las que están presentes concentraciones de gases o vapores inflamables

bajo condiciones normales de operación.

2.- En las que frecuentemente están presentes concentraciones de gases

o vapores inflamables por reparaciones, operaciones de mantenimiento,

fugas o derrames.

3.- Donde se operan equipos o realizan procesos de naturaleza tal que su daño

o falla puede producir la liberación de concentraciones inflamables de gases

o vapores y causar simultáneamente fallas en el equipo eléctrico haciendo

que este se convierta en una fuente de ignición.

4.- Las adyacentes a una Clase I Zona 0 y, por comunicación, ocasionalmente

tener presencia de gases o vapores inflamables, a menos que cuenten

con ventilación positiva desde una fuente que garantice aires fresco y

esté protegido contra fallas.

CLASE 1 ZONA 1

1.- En las que las concentraciones de gases o vapores inflamables no es

probable que ocurran durante operaciones normales y, en caso de

ocurrir es por periodos breves.

2.- En las que existen gases o líquidos volátiles inflamables manejados,

procesados o usados, pero éstos se encuentran normalmente confinados

en contenedores o sistemas cerrados, de los cuales sólo pueden escapar

en caso de ruptura o falla accidental de equipos o sistemas o por operación

anormal.

3.- En las que la presencia de vapores o gases inflamables se previenen por

medio de presión positiva y el riesgo sólo se puede presentar por falla en

este sistema.

4.- Las adyacentes a una División 1 y, por comunicación, ocasionalmente tener

presencia de gases o vapores inflamables, a menos que cuenten con

ventilación positiva desde una fuente que garantice aire fresco y esté

protegido contra fallas.

CLASE 1 ZONA 2

PRECAUCIONES ESPECIALES PARA

CLASE I, ZONA 0, ZONA 1, Y ZONA 2

Un Ingeniero Profesional con

Certificación de Especialidad

Se Permite la Clasificación Dual

Se Permite la Reclasificación

¿Quién es Responsable de la Clasificación?

Más de una entidad con jurisdicción puede ser responsable

OSHA cubre los centros de trabajo.

Normatividad eléctrica local o inspectores de construcción y

jefes de bomberos .

MSHA cubre plataformas estacionarias costa afuera.

U.S. Coast Guard cubre plataformas flotantes y buques.

Inspectores de seguros contratados.

Profesionales certificados y con experiencia.

MÉTODOS DE PROTECCIÓN

Hay tres métodos básicos:

Eliminar el combustible

Eliminar el aire (oxígeno)

Eliminar la fuente de ignición

MÉTODOS DE PROTECCIÓN EN

AREAS CLASE I, DIVISIÓN 1

Sistemas intrínsecamente

seguros

Purgado y Presurización

Equipo a prueba de explosión

SISTEMAS

INTRISECAMENTE

SEGUROS

SISTEMAS INTRÍNSECAMENTE SEGUROS

Circuito Intrínsecamente Seguros

Baja Energía

En Condiciones Normales y Anormales

Funciones de los Aparatos Asociados

Mantener la Seguridad Intrínseca

SISTEMAS

PRESURIZADOS

TIPOS DE PRESURIZACIÓN

Clase I, División 1

– Tipo X – reduce el interior a no

peligroso

• Detecta pérdidas de flujo o presión

• Desconecta automáticamente la

energía

– Tipo Y – reduce el interior a División 2

• Solamente hace sonar la alarma

INSTALACIÓN TÍPICA DE PURGADO

TIPO X y Y

SISTEMAS

A PRUEBA DE

EXPLOSION

SUPOSICIONES DE DISEÑO PARA GABINETES A PRUEBA

DE EXPLOSIÓN

Que la mezcla inflamable entrará al gabinete

Que la mezcla inflamable arderá dentro del

gabinete

Que el gabinete estará rodeado de una mezcla

inflamable

Que el gabinete debe estar aislado como fuente de

ignición

TECNICAS DE

PROTECCIÓN

División 1 y 2 Zona 0, 1 y 2

A(acetileno) IIC Acetileno e Hidrogeno

B(Hidrogeno)

C(etileno IIB Etileno

D (Propano) IIA Propano

COMPARACION DE GRUPO DE GAS - DIVISION Y CLASE

TECNICAS DE PROTECCIÓN – CLASE 1 -DIVISION Y ZONA

Área Técnica de Protección

División 1 • Intrínsecamente Seguro • A prueba de explosión • Purgado/Presurizado X/Y

División 2 • Sellado Hermético • Circuito no incendiario • Componente No incendiario • Libre de Chispas • Sumergido en aceite • Purgado/Presurizado tipo Z • Todos de la Div 1 • Todos de la Zona 0, 1 y 2

TECNICAS DE PROTECCIÓN – CLASE 1- DIVISION Y ZONA

Área Técnica de Protección

Zona 0 • Intrínsecamente Seguro (ia) 2 fallas • Clase 1 Div 1 Intrínsecamente Seguro

Zona 1 • Encapsulado (m) • A prueba de llama (d) • Seguridad aumentada (e) • Intrínsecamente Seguro (1b) 1 falla • Sumergido en aceite (o) • Relleno de polvo (q) • Purgado/presurizado (p) • Todos de la Zona 0 • Todos de la Clase 1 Div 1

Zona 2 • Energía limitada (nC o nL) • Sellado hermético (nC) • No incendiario (nC) • Sin chispa (nA) • Presurizado (nZ) • Respiración restringida (nR) • Sellos (nC) • Todos de Zona 0 y 1 • Todos de Clase 1 Div 1 y 2

INFORMACION DE AREAS PELIGROSAS-RESUMEN

Area

Clasificada

D1

Z1

Z2

D2

Tiempo en el que la mezcla

peligrosa esta presente % Estimación

(Divisiones)

Estimacion % (Zonas)

Continuo

Normalmente presente

Ocasionalmente en

operacion normal

No se presenta

normalmente

<5%

>95%

<2%

>58%

<40%

ZO

Comparación de Zonas y Divisiones y % de

Presencia de Equipos en típicos de planta de YPFB

Transporte

FUENTE DE FUGA O DERRAME EN EL INTERIOR A NIVEL DE PISO,

ADYACENTE A UNA ABERTURA EN LA PARED AL EXTERIOR Y NO

CUENTA CON BUENA VENTILACION (Para líquidos inflamables).

FUENTE DE FUGA O DERRAME EN EL INTERIOR A NIVEL DE

PISO, ADYACENTE A UNA ABERTURA EN LA PARED AL EXTE-

RIOR Y NO CUENTA CON BUENA VENTILACION (Para líquidos

inflamables).

FUENTE DE FUGA O DERRAME EN EL EXTERIOR A NIVEL DE PISO

(Para líquidos inflamables, gases comprimidos o licuados a presión,

o líquidos criogénicos)

TANQUE DE ALMACENAMIENTO EN EL EXTERIOR

(Para líquidos inflamables)

ESTACION DE LLENADO DE TAMBORES UBICADA DENTRO O

FUERA DE UN EDIFICIO CON VENTILACION ADECUADA (Para

líquidos inflamables)

CASA DE COMPRESORES CON VENTILACION INADECUADA

(Gases inflamables más ligeros que el aire)

EXTENSION DE LAS AREAS CLASIFICADAS

a) El material combustible.

b) La densidad de los vapores del material.

c) La temperatura del material.

d) El limite inflamable inferior (LFL) del material

e) El proceso o presión de almacenamiento.

f) El tamaño de la posible fuga o derrame.

g) La ventilación.

La extensión de una División 1 ó 2 ó Zona requiere una cuidadosa evaluación de los siguientes factores:

PROCEDIMIENTO PARA

LA CLASIFICACION DE AREAS

PASO 1.- Determinar la necesidad de clasificación. PASO 2.- Recopilación de la información.

2.1.- Información de la instalación. 2.2.- Historial de la instalación existente. 2.3.- Diagrama de flujo de proceso. 2.4.- Plano general de localización de equipo (plot plan). 2.5.- Propiedades de riesgo de incendio de los materiales.

PASO 3.- Seleccionar el diagrama apropiado de clasificación. PASO 4.- Determinar la extensión del área clasificada.

4.1.- Usar el software de análisis. 4.2.- Ubicar las posibles fuentes de fugas o derrames. 4.3.- Para cada posible fuente determinar el diagrama de clasificación adecuado. 4.4.- Delimitar el área clasificada de acuerdo a las instalaciones.