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¿Cómo seleccionar un motor para ambientes explosivos?

Un área potencialmente explosiva se define como un lugar en el que los gases, vapores, niebla o polvo, mezclados con el aire pueden formar una mezcla inflamable. El equipo eléctrico instalado en estos lugares debe ser diseñado y probado de forma tal que no cause altas temperaturas o arco eléctrico, lo que provocaría una fuente de ignición.

Las atmósferas explosivas ocurren cuando los gases inflamables, niebla, vapores o polvo, se mezclan con el aire, creando así un riesgo de explosión. La cantidad de una sustancia necesaria para crear una atmósfera explosiva depende de la sustancia en cuestión. La zona donde existe esta posibilidad se define como una atmósfera potencialmente explosiva. Estos ambientes se pueden encontrar en todas las industrias, desde la química, farmacéutica y alimentaria, a la energía, y el procesamiento de la madera. Los lugares también pueden ser conocidos como “zonas peligrosas” o “zonas de riesgo”.

El número de sustancias que son inflamables cuando se mezclan con el aire es muy grande. Esto significa que hay muchos sectores industriales que pueden tener una atmósfera potencialmente explosiva en alguna parte de su proceso, y algunos de estos no son tan evidentes. Por ejemplo, los aserraderos, por defecto, no son una atmósfera potencialmente explosiva, pero si se permite que el aserrín se acumule en grandes cantidades, el área en cuestión se convertirá en una.

En atmósferas explosivas, es de suma importancia garantizar el uso seguro de los aparatos eléctricos. Con este fin, muchos países tienen reglamentos relativos tanto al diseño como al uso de tales aparatos. Estas regulaciones se están armonizando cada vez más en el marco de las recomendaciones IEC y las normas europeas.


Normas para atmósferas explosivas

IECEx: De la Comisión Electrotécnica Internacional, es un sistema voluntario de certificación que verifica el cumplimiento de las normas IEC relacionadas con la seguridad en atmósferas explosivas. Los productos con la marca IECEx han recibido el Certificado de Conformidad, lo que ratifica que el producto tiene la protección adecuada para su uso en atmósferas explosivas y que ha sido fabricado según el sistema de vigilancia periódica por organismos de certificación.

ATEX. Esta directiva europea, comúnmente conocida como ATEX, "ATmosferas EXplosivas”, es una combinación de dos directivas de la UE: Directiva a la protección de los trabajadores 1999/92/ CE y la Directiva del Producto 2014/34/ UE. Proporciona directrices similares a las del Sistema IECEx, con algunas excepciones y sin la certificación de las instalaciones de servicios y certificación de las competencias del personal.

Grupos. A nivel internacional, la norma IEC 60079-0 y EN 60079-0 en Europa define grupos para atmósferas potencialmente explosivas. Hay tres grupos: el Grupo I cubre las minas subterráneas o minas con peligro de desprender grisú; el Grupo II, con entornos de superficie con gas; y el Grupo III, con entornos de superficie con polvo.

En la directiva de productos 2014/34/UE solo hay dos grupos definidos: Grupo I (para minas subterráneas o con peligro de desprender grisú y/o polvo combustible), y Grupo II (para todas las instalaciones de superficie).

La designación de grupo se basa esencialmente en dónde se puede utilizar el equipo (clasificación del equipo).


Subgrupos y clases de temperatura

Gases explosivos, vapores y polvos tienen diferentes propiedades químicas que afectan la probabilidad y severidad de una explosión. Tales propiedades incluyen la temperatura de la llama, la energía mínima de ignición, los límites superior e inferior de explosión, y el peso molecular. Sobre la base de la naturaleza del explosivo gas/polvo, los gases se agrupan en IIA, IIB y IIC y para polvos en IIIA, IIIB y IIIC.

Las clases de temperatura se definen para los equipos en función de su temperatura máxima de la superficie. Cuando se selecciona una pieza de equipo para una atmósfera potencialmente explosiva, la temperatura máxima de la superficie del equipo debe ser inferior a la temperatura de ignición de la posible potencial de gas o de la mezcla de polvo.

La selección de motor se inicia mediante la recopilación de los requisitos del cliente para las condiciones ambientales, por la tensión de alimentación y la frecuencia, la carga de salida del motor, tipo de carga y el requisito de sobrecarga, los requisitos de eficiencia, y en especial la zona, grupo de gas/polvo, clase de temperatura y el tipo de protección Ex necesarios.

Dependiendo de la naturaleza de la atmósfera potencialmente explosiva, es responsabilidad del usuario determinar el grupo y temperatura máxima de la superficie.


Antideflagrante (Ex d y Ex de)

La carcasa del motor está diseñada de tal manera que ninguna explosión interna puede ser transmitida a la atmósfera explosiva que rodea el motor. La carcasa debe soportar, sin sufrir daños, cualquier nivel de presión causada por una explosión interna. La forma, longitud y distancia de las juntas de los conjuntos de piezas, en las aberturas de eje, entradas de cables, etc., deben estar diseñados para permitir la estrangulación y el enfriamiento de los gases calientes que escapan hacia el exterior.


Seguridad incrementada (Ex e)

El diseño de este tipo de motor impide la aparición en funcionamiento (incluyendo en la partida y las situaciones de rotor bloqueado), en todas las partes interiores y exteriores del motor, de chispas, arcos o puntos calientes que podrían llegar a la temperatura de auto-ignición de la mezcla inflamable existente en la atmósfera explosiva.


Anti chispa (Ex nA)

El uso de este tipo de protección está permitido en áreas peligrosas correspondientes a la zona II. El diseño se conoce como “anti chispa”, debido a que el motor debe estar diseñado de tal manera que no hay chispas que puedan ocurrir en cualquier condición, cuando se utiliza dentro de los márgenes especificados por el fabricante, y que no se presenten temperaturas demasiado elevadas en condiciones normales de funcionamiento, lo que excluye los requisitos térmicos debido a la partida o interrupción accidental.


Por Leonardo Vargas, Product Marketing Specialist LV IEC Motors de ABB en Chile. www.abb.com
Junio 2016
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