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Clasificación de Áreas Peligrosas según NFPA/NEC y ATEX/IEC

La clasificación de áreas según zonas o divisiones es la base o la parte fundamental que nos permite diseñar nuestros sistemas eléctricos y sus características. Por lo tanto, existen diversas variables y características de los equipamientos que deben ser seleccionadas en función de la clasificación, y que son equivalentes entre los principales estándares existentes.

Las zonas con peligro de explosión pueden describirse como aquellas ubicaciones donde se instalan equipos eléctricos y que, por su naturaleza, presentan una condición que podría volverse explosiva si elementos de ignición están presentes. Muchos gases, vapores y polvos pueden formar atmósferas inflamables (explosivas) cuando se mezclan en concentraciones apropiadas con aire.

Desafortunadamente, las sustancias inflamables no siempre son evitables. Por lo tanto, es de gran importancia que un usuario de equipamiento eléctrico -como los pulsadores y las luces pilotoesté consciente del entorno en el que se instalarán estos productos. La comprensión del peligro ayudará a garantizar que el equipo se seleccione, instale y opere correctamente para proporcionar un sistema operativo seguro.

Como parte de la gestión de riesgos y para garantizar la seguridad de una operación, se realiza una clasificación de áreas peligrosas, donde se necesitarán precauciones especiales para evitar que los dispositivos eléctricos causen una fuente de ignición debido a la presencia de una atmósfera inflamable.

Se deben considerar diferentes variables para determinar correctamente esta clasificación, incluyendo propiedades y comportamientos de los materiales, volúmenes, presiones, temperaturas, flujos, tuberías y equipos, construcción, clima, disposiciones de construcción, adecuación de la ventilación mecánica, sistemas de detección de gas, interfaces de operador, entre otros.

La recopilación y análisis de todos los datos, junto con la aplicación y desarrollo de técnicas de ingeniería, establecerá un esquema de clasificación de áreas consistente y seguro. Un área peligrosa y el estudio de clasificación implican el desarrollo y la obtención de información tal como:

Los materiales inflamables que puedan estar presentes.

Las propiedades físicas y características de cada uno de los materiales inflamables.

La fuente de posibles liberaciones de los materiales.

Formación de atmósferas explosivas o acumulación en equipos que permiten que se acumule el calor.

Temperaturas y presiones de operación predominantes.

Presencia, grado y disponibilidad de ventilación (forzada y natural).

La probabilidad de cada escenario de liberar elementos combustibles o inflamables.


Estándares para clasificar las áreas peligrosas

Existen dos principales estándares para la clasificación de las zonas con riesgo de explosión: NFPA/NEC e IEC/ATEX. El primero clasifica principalmente los recintos con vapores o gases como “Clase I”; con polvo, “Clase II”; y con fibras, “Clase III”. Luego, “División 1” indica que la atmósfera explosiva está presente o es probable que esté presente en la operación normal, mientras que “División 2” considera que la atmósfera explosiva no está presente en operación normal, pero puede estar presente en operación anormal del proceso, tal como se muestra en la figura 1.

Por otra parte, IEC/ATEX clasifica las atmósferas mediante zonas. La “zona 0” (gas) y “zona 20” (polvo) son áreas en las que las atmósferas explosivas están continuamente presentes, por prolongados períodos o frecuentemente. En tanto, en la “zona 1” (gas) y la “zona 21” (polvo), la atmósfera explosiva es probable a presentarse en normal operación. En la “zona 2” (gas) y “zona 22” (polvo), las atmósferas explosivas no son probables de producirse en normal operación del proceso y si ocurren será por un corto tiempo, tal como se indica en la figura 2.


Diferencias entre NFPA/NEC e IEC/ATEX

Ambos sistemas de clasificación entregan soluciones efectivas para el equipamiento eléctrico utilizado en lugares peligrosos. La diferencia más significativa es que la probabilidad de presencia de una atmósfera inflamable se divide en tres áreas en el sistema IEC/ATEX, mientras que en NFPA/NEC, son solo dos, tal como se muestra en la figura 3.

En las áreas de menor riesgo, los sistemas de Zonas y Clase/División son básicamente idénticos. Sin embargo, en las áreas donde se espera que exista un peligro en la operación normal, la clasificación mediante Zonas permite clasificar los recintos de mayor riesgo por separado.

Además, el sistema NFPA/NEC requiere que las ubicaciones donde la falla o el funcionamiento defectuoso del equipo o los procesos que puedan liberar concentraciones inflamables de gases o vapores, y que también puedan causar que la falla de los equipos eléctricos sea una fuente de ignición, se clasifiquen como División 1.

La clasificación de áreas según zonas o divisiones es la base o la parte fundamental que nos permitirá diseñar nuestros sistemas eléctricos y sus características. Por lo tanto, existen variadas variables y características de los equipamientos que deben ser seleccionadas en función de la clasificación, y que son equivalentes entre ambos estándares. Por ejemplo, existen características de temperatura del equipo, operación segura, clasificación de gases, métodos de protección, entre otros. Estas características también son equivalentes y aplicables para los diferentes recintos, donde siempre se debe considerar la aplicación de un equipo de igual o mayor desempeño técnico.


Errores comunes

Un error común en la clasificación de áreas y posterior clasificación del equipamiento, es que se tiende a instalar equipamiento Clase 1-Div 1 o Zona 0 (gases) en ambientes clasificados como Clase II-Div 1 o Zona 20, debido a que los equipos para atmósferas con gases lucen más robustos o con una mejor cubierta. Esta suposición es completamente errónea, debido a que las partículas de gas y polvo tienen características muy diferentes entre sí, como, por ejemplo, comportamientos mecánicos, tiempos de permanencia en el interior de los equipos o en la atmósfera, entre otras.

Por lo tanto, siempre se debe instalar equipamiento aprobado para la clasificación de zonas realizada, y si el recinto posee polvos y gases en la atmósfera con peligro de explosión, el equipo deberá encontrarse aprobado para ambas clasificaciones y no bastará solo con encontrarse aprobado para gases.


Otras consideraciones

Ambos son sistemas tienen un buen desempeño técnico y han sido desarrollados independientemente. Cada uno tiene su propio enfoque para la clasificación de áreas y ninguno de los dos ha demostrado ser más seguro que el otro.

En general, las comparaciones de costos de los dos no son concluyentes y, actualmente, el sistema IEC tiene un amplio uso en la mayor parte del mundo (excepto en EE.UU.), en las industrias química y petroquímica. Con la actividad petrolera en decenas de países diferentes, el enfoque estandarizado de IEC se adapta bien a este tipo de industrias. Por su parte, el esquema de Clase/División (NFPA/NEC) es el método utilizado en EE.UU. y a través de NEC, está destinado a atender todas las áreas peligrosas, desde el tratamiento de aceite a aguas residuales, a las ubicaciones de pulverización de pintura en las estaciones de servicio diarias.

Finalmente, el método de Clase/División (ATEX/IEC) es sencillo, deja pocas dudas sobre una clasificación y qué material eléctrico puede o no puede usarse. Aprender el método IEC no es tan fácil, pero probablemente ofrece más opciones que la forma de manejar una aplicación en particular.


Por Patricio Valdés Gacitúa, Master of Science in Fire Safety Engineering de la Universidad de Gante (Bélgica). / www.mapafire.com
Marzo 2019
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Comentarios acerca de este artículo
JOSE JUVENAL TORRES CRISTANCHO INDEPENDIENTE (14/09/2020)
Un favor. En el caso concreto de la minería subterránea, En los socabones se presentan multiples gases que estarían dentro de la clase II. Igualmente en la parte externa de los socabones hay presencia de polvo de carbon que ya seria CLASE II.
Me puden colaborar con indicaciones que se deban tener en cuenta especialmente con parte electrica que se instale dentro del socabon??
Mil gracias.
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