Áreas de riesgo explosivo

Instrumentación en áreas de riesgo explosivo

Parte 1: Áreas de Riesgo Explosivo – Clasificación

Ings. Guillermo Canale – Raúl A. PessacqDIQ- Facultad de Ingeniería - UNLP

1.- Introducción

Numerosas industrias y procesos operan con gases, líquidos, polvos o fibras que son inflamables. En determinadas circunstancias, normales (carga de un tanque de combustible, piletas API de separación de hidrocarburos) o anormales ( rotura de sello de una bomba, tareas de mantenimiento, defecto en una junta, fisuras en un caño, venteo de válvulas de seguridad), se produce la liberación de tales sustancias a la atmósfera con el consiguiente riesgo de explosión. Aunque menos conocidos, tales riesgos se extienden también a sustancias tan insospechadas como la harina, el polvillo de cereal en los silos, azúcar, aserrín y fibra de papel. En esas condiciones, se habla de áreas peligrosas, con riesgo de explosión, o sintéticamente áreas explosivas.

Desgraciadamente, el conjunto de cuestiones asociada a las áreas de riesgo explosivo y las que se desprenden de la necesidad de operar equipos eléctricos y electrónicos en tales áreas, no son tratadas, en general, con el cuidado que merecen.

Para que ocurra una explosión en una zona peligrosa por la presencia de gases o polvillos inflamables deben estar presentes simultáneamente la sustancia combustible, oxígeno1 en una proporción que caiga dentro del intervalo comprendido entre el Límite Explosivo Inferior y el L.E. Superior y una fuente de energía suficiente para detonar la mezcla explosiva. Es el clásico triángulo del fuego que se enseña en los cursos básicos de combate contra el fuego.

Como estas tres circunstancias deben presentarse simultáneamente, sucede con frecuencia que instalaciones inadecuadas sobreviven sin incidentes simplemente 1 O sustancias que lo contengan. Siendo el oxígeno del aire el caso más común, no analizare-mos los riesgos asociados a combinación explosiva con peróxidos u otros oxidantes menos comunes./tt/file_convert/5695d36d1a28ab9b029de235/document.doc 1/ 16

ComburenteCombustible

Energía

por una afortunada combinación probabilística. En otros casos, la duda o la ignorancia llevan a la sobre especificación, con carísimas instalaciones y/o equipamiento cuando en realidad no son necesarios.

En las vísperas de la Guerra del Golfo, y como prueba del potencial militar iraquí, se habló y escribió mucho sobre un tipo de bomba a la que bautizaron pomposamente “la bomba atómica de los pobres”. Sintéticamente, constan de una carga detonante base, capaz de pulverizar una importante masa de combustible ( kerosén o gas oil) en un período de tiempo breve, pero suficiente como para que la niebla en expansión forme una mezcla explosiva con el aire que la circunda. Inmediatamente después estalla una segunda carga que actúa como detonante de la mezcla. Visto en cámara lenta, se trata de una onda expansiva que, a medida que va progresando en su reacción de oxidación violenta y altamente exotérmica, en la expansión de los gases de combustión comprime a su vez a la mezcla vecina, de manera que el frente de la explosión avanza de manera exponencial, encontrando cada vez una mezcla más comprimida y por ende más reactiva. Así, el efecto final es una detonación de resultados devastadores, con ondas de presión de enorme poder destructivo. Esta descripción ajusta perfectamente en la cinética de una detonación de gases inflamables en un espacio no confinado. En tales casos, aunque resulte difícil de imaginarlo, el aire que circunda a la mezcla en condiciones de explotar, funciona como el “soporte” contra el cual ocurre la creciente compresión de la mezcla.

En el caso de las explosiones en los ámbitos industriales, numerosos objetos, paredes, sótanos, canaletas y aún la propia envolvente de un tanque, actúan como más eficientes paredes de contención, descriptos como espacios semi confinados o confinados, y los efectos de la explosión son más dañinos. Debe tenerse en cuenta que el frente de una explosión, el punto de progreso de esa bola de fuego que va avanzando, progresa a velocidades muy grandes, entre 0,3 á 3 metros por segundo.

Como sabemos todos por experiencia doméstica cotidiana, no siempre que hay un triángulo de fuego lo que se obtiene es una explosión. Al encender una hornalla de la cocina, acercamos un fósforo o una chispa a una masa de metano – aire en proporciones adecuadas, y solamente tenemos un fuego controlado. La cinética involucrada puede ser la misma, pero la masa en juego hace la diferencia. Si lo analizamos en el caso de encender un horno o un calefón, las condiciones de límite entre uno y otro efecto se verán más claramente.

Otra conclusión interesante es que la única condición en el triángulo, a la hora de ver el vértice de la energía, es que esté presente por encima de un umbral mínimo que variará según la mezcla explosiva en juego. La magnitud será cuestión de la masa puesta en juego y otras circunstancias de contorno. Pero la misma chispa sirve para todos los casos.

2.- Lo que explota

Intuitivamente podemos comprender que hay sustancias que son capaces de formar atmósferas más proclives a explotar que otras. Efectivamente, no es lo mismo una mezcla nafta - aire que una gas oil - aire. Lo que no impide que ambas sean extensamente empleadas para producir explosiones controladas en los motores nafteros y diesel respectivamente. De igual modo, en zonas frías, solía ser una práctica habitual para arrancar maquinaria vial pesada por la mañana, acercar

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un pedazo de estopa mojado con éter etílico a la toma de aire del motor. Se logra así un inicio inmediato de la serie de explosiones que arrancan al motor.

Hay una serie de métodos experimentales que apuntan a medir de una manera reproducible esta propiedad de ciertas sustancias.

2.1 Intersticio Experimental Máximo de Seguridad (IEMS)

Uno de los métodos para medir y cuantificar la explosividad, se logra mediante un dispositivo denominado Explosímetro de Westerberg2, que simplificándolo resulta ser una cámara dividida en dos compartimentos, ambos llenos de la misma mezcla explosiva. La pared que los separa, tiene una ranura de 25 mm de largo cuyo ancho es variable a voluntad mediante un micrómetro. La presión y temperatura, en general se adoptan normalizadas (20 ºC y 1 bar). En una de las cámaras se genera una chispa, que produce una explosión. En esas condiciones, se va ensayando desde intersticios muy pequeños subiéndolos de a poco cada vez. En ranuras muy cerradas, la energía de gases calientes que logran pasar de una cámara a la otra no alcanza como para hacer que la mezcla allí explote. El intersticio se va aumentando paulatinamente en ensayos sucesivos, hasta que la explosión en una cámara se propaga a la otra. La última lectura de ranura que no dio propagación, se toma como el Intersticio Experimental Máximo de Seguridad (IEMS) .

Cámara de Explosión real

Como para tener idea del ancho de ranura, los ensayos se realizan típicamente entre 0,1 á 0,01 mm. La base de esta técnica experimental es determinar de una manera reproducible, cuál es el umbral de energía a partir del cual la reacción de oxidación violenta procede espontáneamente. De este método deriva una escala para cada sustancia, que curiosamente se mide en unidades de longitud (mm).

2 Esta técnica está definida en la norma IEC 79-1A/tt/file_convert/5695d36d1a28ab9b029de235/document.doc 3/ 16

Corte Transversal

2.2 Energía Mínima de Ignición (EMI)

Para cada gas, en su concentración volumétrica más explosiva, se determina expe-rimentalmente la energía mínima que han de tener electrodos normalizados para ser capaces que esa mezcla explote3. En tanto se usen mezclas en una proporción de volúmenes distintas que la más explosiva, se obtendrán curvas como la que se muestran en la Figura 1.

Debe tenerse en cuanta que estos métodos representan aproximaciones experi-mentales y su valor es orientativo. De hecho, una vez que se inicia una explosión, las condiciones en que se desarrolla están en cambio continuo. Las conclusiones

3 La norma IEC 79-3 describe el dispositivo de ensayo y sus condiciones operativas/tt/file_convert/5695d36d1a28ab9b029de235/document.doc 4/ 16

sobre EMI resultan aplicables a determinado diseño de electrodo y en condiciones normalizadas. Pero al ser sistemáticas, reproducibles y cubrir una amplia gama de sustancias, permite establecer el ránking de los malos.

De la observación de ambas trazas se desprende que el hidrógeno forma mezclas explosivas que detonarán con más facilidad (Energía Mínima de Ignición 20 J) y en una gama más amplia de concentraciones gas – aire que el propano (EMI 250 J). De la observación de la curva para el Propano, por encima del 40% en volumen se infiere que la energía necesaria para que la mezcla explote es muy alta o simplemente, se puede inferir, no ocurrirá explosión.

Esto nos sirve para introducir el concepto de Límite Explosivo. Para cada gas explosivo, en condiciones normalizadas de temperatura y presión, es posible establecer el umbral por debajo del cual la mezcla es demasiado pobre y no habrá explosión. Este es el Límite Explosivo Inferior (LEI o LEL en inglés). A partir de ese punto, habrá una gama de concentraciones gas aire en que todas las mezclas serán explosivas, hasta llegar a un punto máximo, por encima del cual la concentración volumétrica es demasiado rica y no habrá explosión. Ese será el Límite Explosivo Superior (LES o UEL en inglés ).

La circunstancia física descripta no justifica hacer un tratamiento desaprensivo de los problemas asociados a, por ejemplo, sustancias poco explosivas. Al igual que ocurre con la energía eléctrica, no se trata de tenerle miedo, sino de respetarla.

Para respetar a la problemática de las áreas peligrosas, en primer lugar debemos conocer los peligros intrínsecos asociados a la naturaleza de las sustancias puestas


en juego (lo que explota), y luego todos los parámetros físicos y temporales del entorno en que esas sustancias podrían explotar (el área en sí, y el modo de operación de los distintos dispositivos y equipos que en ella están).

Finalmente, una y otra vez, cuando atendemos cuestiones de Seguridad, tanto de personas, de equipos y aún ambiental, terminamos adoptando enfoques que combinan el Peligro intrínseco de la cosa con la probabilidad de ocurrencia de la circunstancia que desencadena un incidente asociado a ella. A esa combinación, habitualmente una multiplicación, es lo que llamamos Riesgo. 4

2.3 Temperatura mínima de auto ignición

Resta todavía una propiedad más de las sustancias. La fuente de energía para iniciar el proceso de oxidación no necesariamente ha de ser una chispa. El contacto con una superficie suficientemente caliente alcanza para que en su proximidad se inicie la explosión. Falta, entonces, definir qué se entiende por suficientemente caliente. Los ensayos dan lugar a determinar con buena repetibilidad una temperatura mínima por encima de la cual una mezcla dará lugar a una explosión. Las sustancias fueron agrupadas según un cierto intervalo de temperaturas de auto ignición (AIT, Autogenous Ignition Temperature en inglés), como se indica en la tabla siguiente:

T máxima (ºC)

Identificación

450 T1300 T2280 T2A260 T2B230 T2C215 T2D200 T3180 T3A165 T3B160 T3C135 T4120 T4A100 T585 T6

Tabla 1: Identificación de Temperaturas de auto ignición

De la observación de estas propiedades de las mezclas explosivas, resulta práctico agruparlas según la facilidad con que pueden iniciar una explosión, en grupos que presentan características similares. Así, se pueden establecer parámetros de diseño operativo para circuitos electrónicos limitando la energía disponible por debajo de

4 Este enfoque es un clásico de la actividad de Seguros. Resulta fácil de entender que la pri-ma de seguro de vida de una persona mayor sea más cara que la de un individuo mucho más joven, siendo que es más probable que muera uno antes que el otro. A menos que el segundo sea piloto de autos de carrera. En cuyo caso, la situación se invertirá. De la misma manera, una planta de molienda de talco pagará menos prima que una envasa-dora de Gas Licuado de Petróleo. Finalmente, lo que se asegura es un Riesgo./tt/file_convert/5695d36d1a28ab9b029de235/document.doc 6/ 16

la energía mínima de ignición de las mezclas que pueden estar presentes en un lugar particular. Eso es justamente lo que hacen las normas de caracterización de áreas peligrosas.

3.- Clasificación de áreas

Hasta la actualidad, y pese a los esfuerzos por uniformar los criterios de clasifica-ción de áreas a nivel internacional persiste una cierta diversidad. No es sencillo opi-nar sobre por qué sucede algo así, pero la verdadera razón seguramente tendrá que ver con intereses comerciales de países o bloques de países, desarrollo desigual de experiencias de normalización, trabas burocráticas de organismos para guberna-mentales, y la condición no inequívoca de la experiencia práctica de cada rama de la industria. Sin embargo, recientemente se han producido dos avances dignos de mención: por este lado del Atlántico, luego de muchos años de discrepancias, la NFPA ha emitido una clasificación paralela y prácticamente equivalente a la clasificación europea CE-NELEC y la internacional IEC, en el artículo 505 del National Electrical Code (NEC), emitido en 1999. No obstante, para uso doméstico, mantiene la tradicional triada “Clase – Grupo - División” (Artículos 500 á 503) que desarrollaremos más adelante.

El esquema llamado “europeo” de Clasificación de Áreas con riesgo explosivo, que se describe en la segunda parte de este apunte, ha producido una novedad que ha-brá de ser obligatoria en su aplicación al 1º de Julio de 2003, la directiva ATEX5.

Como una primera aproximación, se presenta a continuación una tabla comparativa

País / Entidad PeligroPermanente

Peligro Intermitente

Peligro bajo condi-ciones anormales

EE.UU. NEC Art. 500-503 División 1 División 1 División 2IEC / CENELEC /Europa / NEC Art. 505

Zona 0(Zona 20 en Polvos)



Categoría de Seguridad Vapores *

G1 G2 G3

Categoría de Seguridad Polvos*

D1 D2 D3

* El Artículo 505 del NEC cubre solamente gases y polvos explosivos de acuerdo con la directiva europea 94/9 (ATEX).

3.1 Clasificación Americana

Los artículos 500 al 503 del NEC cubren los requerimientos para equipos eléctricos y electrónicos y cableado eléctrico para todos los voltajes en áreas de riesgo explo-sivo. Aunque está bastante desperdigada, la metodología de clasificación de áreas es co-herente a través de los distintos tipos de actividades. El esquema básico se puede describir como sigue:

5 Contracción de los términos en francés Atmosphères Explosibles/tt/file_convert/5695d36d1a28ab9b029de235/document.doc 7/ 16

CLASE: la normativa norteamericana clasifica las atmósferas peligrosas en tres cla-ses según el origen del peligro

Clase I : Gases y vapores6 Clase II : PolvosClase III: Fibras y escamas7

GRUPO: Dentro de cada grupo, los distintos niveles de explosividad definen conjun-tos de sustancias que tienen características similares. Los grupos A hasta D inclusi-ve son grupos de Gases, y los grupos E hasta G corresponden a Polvos. No hay gru-pos en la Clase III. En el Anexo al presente trabajo, se encuentra un listado de pro-piedades de sustancias (gases y vapores) y con el Grupo indicado en la primera co-lumna.

División: La categoría División es una medida de cuán probable resulta la presen-cia de gases o polvos en condiciones explosivas en un lugar dado.

Clase I División 1: es un área en la que

a) en condiciones normales de operación pueden existir concentraciones incendia-bles de gases inflamables o

b) concentraciones explosivas de tales gases pueden existir frecuentemente debido a pérdidas o por operaciones de reparación y/o mantenimiento o

c) un área en la cual la rotura o falla en un equipo o proceso puede liberar concentraciones de gases inflamables capaces de ser encendidas y pueden tam-bién causar la falla simultánea de equipos eléctricos de modo que pudiera di-rectamente convertir a tal equipo eléctrico en una fuente de ignición.

Esta clasificación habitualmente incluye lugares:

1. Donde se transfieren de un recipiente a otro líquidos o gases inflamables2. Interiores de cámaras de pulverización, sopleteado o pintura o en los alrededo-

res de los sitios en los que tales operaciones ocurren y en las que se usan sol-ventes inflamables

3. Lugares que tienen tanques abiertos a la atmósfera o bateas con líquidos voláti-les inflamables.

4. Cámaras de secado o compartimentos para la evaporación de solventes inflama-bles

5. Lugares donde se hay equipos de extracción con solventes volátiles e inflama-bles de grasas o aceites

6. Areas de plantas de limpieza y teñido en las que se usan líquidos inflamables

6 La distinción entre Gases y Vapores es herencia antigua. Sabemos que cuando una sustan-cia pasa del estado líquido al gaseoso, podemos llamarle indistintamente “gas” o “vapor”. Sin embargo, fluidos que con presión y frío obtenibles en los inicios de la Revolución Indus-trial podían retornar al estado líquido, condensando, eran llamados vapores, diferenciándo-los de los gases tales como el Nitrógeno, o el Helio, que eran “no condensables”. Actualmen-te, pueden licuarse, pero la diferencia entre fácilmente condensables y difíciles de conden-sar mantiene vigente la nomenclatura separada.

7 La norma NEC emplea el término inglés Flyings literalmente “lo que vuela” o “capaz de vo-lar”. Al diferenciarlo de las fibras, se interpreta de toda partícula cuya relación masa / volu-men no la aproxime a una fibra ni a una mota de polvo. En la industria, las más comunes son las escamas, y usaremos ese término como acepción de la palabra inglesa.


7. Zonas de generación de gases u otras áreas de plantas de elaboración o proce-samiento de gases en las cuales pueden producirse fugas de gases inflamables

8. Salas de bombas de gases o líquidos volátiles inflamables mal ventiladas9. El interior de heladeras y congeladoras en las que se almacenen materiales in-

flamables volátiles en envases abiertos, endebles o fáciles de romper.10. Todo otro lugar en el cual sea probable que durante las operaciones normales

haya concentraciones de gases o vapores inflamables posibles de ser encendi-dos.

Debe tenerse en cuenta (y esta es la principal diferencia histórica entre la clasifica-ción norteamericana y la europea) que la División 1 incluye los lugares en los que frecuentemente o continuamente hay mezclas explosivas en la atmósfera (la Zona 0 de los europeos), como por ejemplo, el interior de tanques de combustibles voláti-les venteados a la atmósfera, ductos de ventilación de áreas con concentraciones explosivas de gases inflamables, etc.

Clase I División 2: es un área en la que

a) se usan, manipulan o procesan líquidos volátiles inflamables o gases combusti-bles pero en la cual normalmente tales sustancias están confinadas en recipien-tes o sistemas cerrados de los cuales sólo pueden escapar en caso de rotura ac-cidental o falla de tales recipientes o sistemas o donde

b) la presencia de concentraciones explosivas de gases está evitada por una ade-cuada ventilación, y que podría volverse peligrosa en caso de falla o rotu-ra del equipo de ventilación o que

c) está adyacente a un área clasificada Clase I División 1 y ocasionalmente concentraciones explosivas de gases pueden llegar a ella, a menos que tal evento esté inhibido por una adecuada ventilación con presión positiva y des-de una fuente de aire limpio, con enclavamientos y prevenciones adecuados de manera de asegurar que no falle esa ventilación.

Las áreas clasificadas Clase I División 2 habitualmente incluyen sitios donde se usan líquidos y/o gases inflamables pero, a criterio de un evaluador capacitado, sólo se tornarían peligrosos en caso de accidente o que ocurra un evento absolutamente fuera de lo común.

Debe observarse que la lógica subyacente en esta categoría de riesgo es que se pueden usar medidas de protección más laxas en tanto y en cuanto la probabilidad de la ocurrencia simultánea de la liberación de gases, la formación de la atmósfera explosiva y la presencia de una fuente de ignición simultáneamente es muy baja.

Clase II División 1 es un área en la cual

a) en condiciones normales de operación hay en el aire polvo en cantidad suficien-te como para producir mezclas explosivas o

b) una falla mecánica u operación anormal de una máquina o equipo podría produ-cir la formación de tal mezcla explosiva y simultáneamente generar una fuente de ignición a través de la falla concurrente de un equipo eléctrico, la operación de dispositivos de protección eléctrica o por otras causas o bien

c) un área en que pueden estar presentes polvos combustibles conductores de la electricidad en cantidades peligrosas.

Se pueden listar numerosos polvos combustibles que NO SON conductores de la electricidad, incluyendo polvos resultantes de la manipulación y procesamiento de


cereales, azúcar en polvo, leche y huevo deshidratado, especias en polvo, almidón, harinas diversas, aserrín en polvo, alimentos oleosos pulverizados, etc.Sólo los polvos del Grupo E se consideran conductores de la electricidad para los efectos de la clasificación de un área en la que estén presentes8. Se debe tener particular cuidado en caso de presencia de polvos conteniendo magnesio o aluminio, atendiendo a las mayores precauciones pare evitar ignición y explosiones.

Clase II División 2 es un área en la cual

a) normalmente no hay en el aire polvo combustible en cantidades suficientes co-mo para producir mezclas explosivas y las acumulaciones de polvo son normal-mente insuficientes como para interferir con la operación normal de equipos eléctricos o de otro tipo, pero sí puede ocurrir en caso de un mal funcionamien-to infrecuente de equipos de procesamiento o manipulación y

b) la acumulación de polvos combustibles sobre, dentro o en las cercanías de equi-pos eléctricos puede llegar a ser suficiente como para interferir con la disipación de calor del equipo eléctrico o puede tomar fuego como resultado de una opera-ción anormal o falla de tal equipo eléctrico.

8 El grupo E incluye mayoritariamente polvos de metales y sus aleaciones, incluyendo alumi-nio, boro, cromo, ferromanganeso, ferrosilicio, hierro, magnesio, manganeso, silicio, titanio, vanadio y zirconio./tt/file_convert/5695d36d1a28ab9b029de235/document.doc 10/ 16

4.- Glosario y definiciones

A Prueba de Explosión (APE): Aparato o instalación cerrado en una envolvente que es capaz de soportar una explosión interna de un gas o vapor y que a su vez no permite que chispas, llama u otros medios accedan al exterior propagando la explo-sión a una atmósfera circundante igualmente peligrosa. Es importante recalcar que no se trata de un diseño que evita la explosión, sino de uno que la permite pero la confina dentro del cerramiento. Por este motivo, es fácil distinguir los equipamien-tos APE por la robustez de su factura.

Aprobado: referido a un componente, instalación o dispositivo, se refiere al resul-tado positivo ante la presentación del fabricante, mediante el cual un ente con au-toridad y jurisdicción (IRAM, CSA, UL, TÜV, )encuentra que cumple con requisitos normativos aplicables referentes a la aptitud para operar en áreas con riesgo explo-sivo definido. Debe tenerse en cuenta que un dispositivo u elemento aprobado no necesariamente asegura que la instalación en la que se encuentra sea efectivamen-te segura.

Área de Uso General (No Peligrosa, No Clasificada): Ubicación en la cual no se espera que haya, ni en condiciones operativas normales ni en circunstancias excepcionales, peligros de explosión ni fuego debidos específicamente a la presencia de gases y vapores inflamables, líquidos inflamables, polvos combustibles o fibras y escamas combustibles. Tales áreas también son mencionadas como Áreas Seguras.

Área peligrosa (Área Clasificada): ubicación en la cual pueden existir peligros de explosión debido a la presencia de una atmósfera explosiva de gases, vapores o líquidos inflamables, polvo combustible o fibras o escamas fácilmente combustibles.

Atmósfera Explosiva: Una mezcla de sustancias combustibles en forma de gas, niebla, polvo o fibras, con aire en la cual, después de una ignición, la combustión de extiende a toda la mezcla.

Barrera de Seguridad Intrínseca: Un componente conteniendo un circuito diseñado para limitar, en condiciones especificadas de falla, la energía (voltaje y corriente) disponible a un circuito externo ubicado en área peligrosa, de modo que sea incapaz de liberar una chispa que pudiera encender una mezcla explosiva particular.

BLEVE: Iniciales de la expresión en inglés Boiling Liquid Expanding Vapor Explo-sion. Caso particular de explosión que involucra a un líquido (típicamente Gas Licua-do de Petróleo) que se vuelca de un envase en el que está contenido, evaporando de inmediato debido a la alta presión de vapor de la sustancia en cuestión a tempe-ratura ambiente.

Certificado: Término genérico referido a equipamiento que ha sido evaluado por un ente reconocido de ensayos y confirmado como que está de acuerdo con la(s) norma(s) que le resulta(n) aplicable(s). 9

9 Algunas entidades usan el término “Aprobado”,” Listado”, o”Equipo etiquetado” (Labeled Equipment) para indicar cumplimiento con normas aceptables./tt/file_convert/5695d36d1a28ab9b029de235/document.doc 11/ 16

Condiciones normales (Operación normal): Un equipo o una planta se considera que está en condiciones normales de operación cuando mecánica y eléctricamente sus condiciones están de acuerdo con las especificaciones de diseño y están siendo usadas u operadas dentro de los límites especificados por quien las diseñó o fabricó.

Deflagración: Onda de un gas en explosión en la que el frente de propagación de la llama avanza a velocidad subsónica respecto de la mezcla gaseosa inmediata-mente contigua al frente de propagación

Detonación: Onda de un gas en explosión en la que el frente de propagación de la llama avanza a velocidad supersónica respecto de la mezcla gaseosa inmediata-mente contigua al frente de propagación.

Eex: Denominación asignada a un aparato protegido contra explosión conforme la normativa europea.

Ex: Denota un aparato protegido contra explosión.

Explosión: evento que produce un incremento muy rápido de la presión. Este in-cremento puede ser causado por rotura de un recipiente con fluidos sometidos a presión, ignición de explosivos, reacciones fuera de control, combustión violenta de una mezcla de gases combustibles y oxidantes (aire), combustión de polvillo de me-tales o sustancias orgánicas, etc.

Fibras y escamas: se refiere a materiales que habitualmente no están en suspen-sión en el aire y son más grandes en tamaño que el material particulado en polvo. Las fibras y escamas incluyen materiales tales como fibras de algodón, aserrín, fi-bras textiles en general y otras partículas que en general representan más frecuen-temente un riesgo de fuego que uno de explosión.

Flash Point: temperatura mínima a la cual un líquido evapora en suficiente concentración como para dar lugar a la formación de una mezcla explosiva con el aire en la cercanía de la superficie del líquido. Las condiciones para determinar la temperatura están normalizadas.

Grado de Protección: Un sistema para definir niveles normalizados de protección mecánica de aparatos y equipos contra el contacto con partes internas energiza-das o con movimiento por un lado y por la otra contra el ingreso de sólidos o líquido dentro de la envolvente. Clásicamente conocidos como los grados de protección IP, no debe ser confundido con los tipos de protección necesarios para asegurar resguardo contra la ignición en áreas de riesgo explosivo (áreas clasificadas). Son más bien complementarias de estas últimas. Para definiciones y detalles ver norma IEC 529.

Líquido inflamable: para el NEC, cualquier líquido con un Flash Point inferior a 37,8 ºC (100 ºF) y con una presión de vapor inferior a 2,75 bar (40 psi) a 37,8 ºC (100 ºF).

Onda de choque: Una onda de compresión totalmente desarrollada y de gran am-plitud, a través de la cual la densidad, presión y velocidad de las partículas cambian drásticamente.

Onda expansiva: La onda de aire movilizada por una explosión.


Presurización: Técnica mediante la cual se impide o limita el ingreso de una atmósfera exterior conteniendo mezclas potencialmente explosivas dentro de un cerramiento (que puede incluir desde un conmutador hasta el edificio completo de una Sala de Control) manteniendo dentro una presión positiva de un gas protector (usualmente aire) de modo que la concentración de tales gases esté siempre muy por debajo de Límite Explosivo Inferior (usualmente 25% del LEL). Este tipo de protección se conoce como protección tipo “p”.

Presurización tipo X: un método para reducir la clasificación dentro de un cerramiento de División 1 / Zona 1 a No Peligrosa (No Clasificada).

Presurización tipo Y: un método para reducir la clasificación dentro de un cerramiento de División 1 / Zona 1 a División 2 / Zona 2.

Presurización tipo Z: un método para reducir la clasificación dentro de un cerramiento de División 2 / Zona 2 a No Peligrosa (No Clasificada).

Purgado: En un cerramiento Presurizado, la operación mediante la cual, de manera continua o intermitente, una cantidad de Gas Protector (usualmente aire o nitrógeno) pasa a través del cerramiento y ductos de manera que la concentración de una eventual atmósfera de gases explosivos quede por debajo de niveles de seguridad aceptables.

Seguridad Aumentada: Tipo de protección aplicada a equipos eléctricos que no producen en condiciones normales ni anormales (especificadas) chispas ni arco eléctrico, y a las cuales se aplican medidas de protección adicionales de manera de darles una seguridad adicional ante la posibilidad de ocurrencia de arcos, chispas o excesiva temperatura en la superficie del cerramiento que los contiene. Este tipo de protección se conoce como Tipo “e”.

Seguridad Intrínseca: Tipo de protección en la que una porción del sistema eléctrico contiene aparatos, circuitos y cables inherentemente seguros, esto es, que son incapaces de causar el encendido de una atmósfera explosiva particular que los circunde. Ningún dispositivo o cableado individual es por sí intrínsecamente seguro (con excepción de aparatos portátiles autocontenidos tales como equipos de radio llamada, detectores de gases, radios de mano- Walkie Talkie, que son diseñados específicamente como dispositivos autocontenidos intrínsecamente seguros) sino que resulta intrínsecamente seguro solamente cuando se lo emplea como parte de un sistema intrínsecamente seguro adecuadamente diseñado e implementado.

Tipo de cerramiento: sistema normalizado norteamericano referente a niveles de protección mecánica en aparatos eléctricos contra contacto con partes energiza-das o en movimiento, ingreso de sólidos y líquidos, ataque por corrosión y daño por formación de hielo en el exterior. Clásicamente conocidos como los grados de pro-tección NEMA10, no debe ser confundido con los tipos de protección necesarios pa-ra asegurar resguardo contra la ignición en áreas de riesgo explosivo (áreas clasifi-cadas). Son más bien complementarias de estas últimas. Para definiciones y deta-lles ver norma ANSI/UL 50 o ANSI/NEMA 250. Ver también Grado de Protección.

Tipo de Protección: Medidas específicas aplicadas a aparatos eléctricos para evitar el encendido (ignición) de atmósferas explosivas circundantes.

10 National Electrical Manufacturers Association/tt/file_convert/5695d36d1a28ab9b029de235/document.doc 13/ 16

Zona 0(IEC): Un área en la cual la presencia de una atmósfera explosiva es continua o existe durante largos períodos.

Zona 0(NEC): Un área Clase I, Zona 0 es una ubicación en la cual hay presencia continua de mezclas de gases y vapores en concentraciones explosivas o bien en la que tal presencia está presente por largos períodos de tiempo.11

Zona 1 (IEC): Un Área en la cual es probable que exista una atmósfera explosiva durante la operación normal.

Zona 1 (NEC): Un área Clase I, Zona 1 es una en la que (1) es probable que estén presente concentraciones explosivas de gases o

vapores inflamables en condiciones normales de operación o (2) en las que concentraciones puedan existir frecuentemente como resultado

de operaciones de mantenimiento o pérdidas o (3) en las cuales el equipamiento está siendo operado o se realizan procesos de

un modo que la rotura del equipo y falla en el proceso puede resultar en la liberación de concentraciones explosivas de gases o vapores combustibles, y también simultáneamente causar la falla del equipamiento eléctrico de un modo tal que pueda hacerlo ser una fuente de ignición o

(4) un área que está adyacente a una ubicación Clase I, Zona 0 desde la que la cual puedan transmitirse concentraciones explosivas de vapores , a menos que tal transmisión sea prevenida mediante una adecuada presión positiva y ventilación desde una fuente de aire limpio, y se hayan tomado precauciones efectivas contra eventuales fallas en el sistema de ventilación12.

Zona 2 (IEC): Un área en la cual es improbable que exista una atmósfera explosiva en condiciones normales de operación y, si ocurriera, es probable que lo haga con baja frecuencia y sólo por cortos períodos de tiempo. Si se referencia a atmósferas explosivas debido a la presencia de polvo combustible, la zona es clasificada Zona 20.

Zona 2 (NEC): Un área Clase I, Zona 2 es una en la que (1) es improbable que estén presente concentraciones explosivas de gases o

vapores inflamables en condiciones normales de operación y, si ocurriera, es probable que lo haga con baja frecuencia y sólo por cortos períodos o

(2) en la cual se manipulan, procesan o usan líquidos inflamables volátiles, o gases o vapores inflamables pero en las que tales líquidos, gases y vapores normalmente se encuentran confinados dentro de contenedores cerrados o sistemas cerrados de los cuales sólo podrían escapar como resultado de una de una falla o rotura accidental del contenedor o sistema o como resultado de una operación anormal del equipo con el cual los líquidos, vapores o gases son manipulados, procesados o usados, o

(3) área en la cual normalmente las concentraciones de gases o vapores inflamables se evitan mediante ventilación mecánica positiva, pero que pueden volverse peligrosas en caso de falla u operación anormal del equipamiento de ventilación; o

(4) que se encuentra adyacente a una ubicación Clase I, Zona 1 desde la que la cual puedan transmitirse concentraciones explosivas de vapores , a menos que tal transmisión sea prevenida mediante una adecuada presión positiva y ventilación desde una fuente de aire limpio, y se hayan tomado precauciones

11 NEC Edición 1999 Sección 505-9(a)12 NEC Edición 1999 Sección 505-9(b)


efectivas contra eventuales fallas en el sistema de ventilación.13

Zona 21 (IEC): Un área, no clasificada como Zona 20, en la cual es probable que ocurra la presencia de una nube de polvo combustible durante la operación normal, y en cantidad suficiente como para ser capaz de producir una concentración explosiva de polvo combustible al mezclarse con el aire. Esta zona puede incluir, entre otras, áreas inmediatamente vecinas de embolsado o llenado de envases con tales polvos, puntos de descarga de polvo y áreas en las cuales en condiciones normales de operación es probable que se depositen capas de polvo capaces de dar lugar a una concentración explosiva de polvo combustible al mezclarse con el aire.

Zona 22 (IEC): Un área no clasificada como Zona 21 en la cual es poco frecuente que pueda formarse una nube de polvo combustible durante la operación normal, y de hacerlo, ocurre por un período de tiempo corto o en las cuales la acumulación o capas de polvo depositado capaces de dar lugar a una concentración explosiva de polvo combustible al mezclarse con el aire . Esta zona puede incluir, entre otras, áreas en las cercanías de equipos conteniendo polvo, de los cuales pueda escapar o derramarse por pérdidas y formar depósitos (por ejemplo, áreas de molienda, en las que el polvo puede escapar de los molinos y luego depositarse).

Zona: Un método de especificar la probabilidad que una ubicación determinada se vuelva peligrosa por la presencia de concentraciones inflamables de gases y vapores o mezclas de polvos combustibles.

13.- Bibliografía

ANSI – ISA – Area Classification in Hazardous, Classified, Dust Locations – S12.10 – ISA – 1988

ANSI – ISA – Definitions and Information Pertaining to Electrical Instruments in Haz-ardous (Classified) Locations – S12.1 – ISA – 1991

ANSI – ISA – RP 12.6 – Wiring Practices for Hazardous (Classified) Locations Instru-mentation: Intrinsic Safety - ISA – 1995

Canale, Guillermo – Consideraciones sobre Cerramientos Purgados y Presurizados Revista Instrumentación, Medición y Control - Automatización - Año V - N°22 Págs. 44 a 53. – 1980

Earley, Mark W.- 1999 National Electrical Code Handbook – National Fire Protection Agency – 1999

Escalante, Thelmo R. – UVCE – Gerencia Ambiental – Abril 1994

Garside, Robin – Intrinsically Safe Instrumentation – A Guide

IEC –Classification of Hazardous Locations – Std 79.10 – International Electrotechni-cal Committee – 1978

IEC –Electrical Installations in Explosive Gas Atmospheres (other than mines) – Std 79.14 – International Electrotechnical Committee – 1978

Instituto Argentino del Petróleo – Práctica Recomendada IAP –CA-4.05 Clasificación de Areas Peligrosas – IAP – 1990

ISA – Electrical Instruments in Hazardous Atmospheres – RP12.1 – ISA – 1988

13 NEC Edición 1999 Sección 505-9(c)/tt/file_convert/5695d36d1a28ab9b029de235/document.doc 15/ 16

Guillermo Canale, 03/01/-1,

Completar Editorial y Fecha

ISA – Intrinsic Safety – RP12.2 – Instrument Society of America

ISA –Explosion Proof– RP12.3 – Instrument Society of America

ISA –Installation of Intrinsically Safe Systems for Hazardous (Classified) Locations– RP12.6 – Instrument Society of America

ISA –Instrument Purging for Reduction of Hazardous Area Classification– RP12.4 – In-strument Society of America

ISA Standard S12.1 – Definitions and Information Pertaining to Electrical Instru-ments in Hazardous (Classified) Locations – ISA – 1991

Krigman, Alan – Intrinsic Safety: Barriers to Barriers – InTech – January 1984 p 7

Loyd, Richard E. – Electrical Design and Installation Handbook for Hazardous Classi-fied Locations – Delmar Publishers – 1996

Lupi, Daniel – Arrúa, Marcelo – Seguridad Intrínseca - Curso Intensivo – CITEI – INTI – 1990

Magison, E.C. - Electrical Instruments in Hazardous Locations – 4th. Edition – ISA – 1998

Magison, E.C. – Calder W. – Electrical Safety in Hazardous Locations – ISA – 1983

Magison, E.C. – Intrinsic Safety

National Fire Protection Association – NFPA 497 – Recommended Practice for the Classification of Flammable Liquids, Gases or Vapors and of Hazardous (Classified) Locations for Electrical INS. - National Fire Protection Association - 1997

NEC – National Electrical Code 1999 – NEC Committee – 1999

Schram, Peter J. – Earley, Mark W. – Electrical Installations in Hazardous Locations – National Fire Protection Association – 1997

Solano, Eduardo – Sólo la Prevención es eficiente y rentable – Actualidad Energética Nº 48 – 1993 pp . 97 – 106

Strube, Dean M. – Electrical Wiring for Hazardous Locations - Mc Graw Hill – 1996

UL – UI 698 – Standard for Safety for Industrial Control Equipment for Use in Haz-ardous (Classified) Locations – Underwriters Laboratories Inc. – 1995


Áreas de riesgo explosivo

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