Explosión eléctrica y zonificación de áreas a prueba de explosiones, ¡se explica claro esta vez!

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1. Gases explosivos, vapores de líquidos y polvos. Como es bien sabido, los gases, líquidos y polvos inflamables y explosivos pueden arder intensamente y provocar una explosión cuando se mezclan con el aire (oxidante) hasta alcanzar cierta concentración, y bajo ciertas temperaturas o energía de ignición. Por lo tanto, en las zonas con riesgo de explosiones, todos los equipos eléctricos deben ser de tipo a prueba de explosiones. Sustancias explosivas: gases explosivos, líquidos inflamables y líquidos combustibles cuyo punto de inflamación es igual o inferior a la temperatura ambiente, polvos explosivos o fibras inflamables, entre otros. Mezclas explosivas: Bajo condiciones atmosféricas, sustancias inflamables en forma de gases, vapores, nieblas, polvos o fibras se mezclan con el aire. Al prenderse fuego, la combustión se propaga rápidamente por toda la mezcla. 2. ¿Qué es la protección contra explosiones eléctricas? La protección contra explosiones eléctricas consiste en colocar las partes de los equipos que generan arcos eléctricos o chispas durante su funcionamiento normal dentro de una carcasa a prueba de explosiones. También se pueden utilizar otros métodos de protección, como el sellado, el relleno con arena, el relleno con aceite o el uso de presión positiva, con el fin de evitar explosiones. El límite de explosión se considera, por lo general, como el rango de concentración o temperatura necesario para que una sustancia explote. Dependiendo de la forma en que se presente la sustancia y de las condiciones específicas, el límite de explosión se divide en dos categorías: el límite de concentración para la explosión y el límite de temperatura para la explosión. Límite de concentración explosiva. Es el rango de concentraciones más alto o más bajo de sustancias explosivas; se le conoce como límite de explosividad. La concentración máxima que puede provocar una explosión se denomina límite superior de explosividad, mientras que la concentración mínima que puede causar una explosión se llama límite inferior de explosividad. Este rango de temperaturas se conoce como rango de temperatura de explosión. Dado que la concentración de vapor del líquido varía con los cambios de temperatura, además de un límite de concentración explosiva, el líquido también tiene un límite de temperatura explosiva. El límite de temperatura de explosión se refiere al rango de temperaturas en el cual la concentración de vapor producido por la evaporación de un líquido inflamable es igual al límite de concentración para que ocurra una explosión. El límite inferior de temperatura de explosión se refiere a la temperatura a la cual el líquido evapora una concentración de vapor igual al límite inferior de concentración para que ocurra una explosión. El límite inferior de la temperatura de explosión de un líquido es su punto de inflamación. La temperatura límite de explosión se refiere a la temperatura a la cual el líquido evapora una concentración de vapor igual a la concentración límite para la explosión. 4 Clasificación de sustancias explosivas. Las sustancias explosivas se pueden dividir en tres categorías: Categoría I: Metano en minas ； Clase II: Mezclas de gases explosivos (que incluyen vapores y nieblas) ； Clase III: Polvos explosivos (con fibras). 5 Principios de clasificación de las mezclas explosivas. La peligrosidad de una mezcla explosiva está determinada por su límite de explosión, su capacidad de propagación de la explosión, su temperatura de encendido y su corriente mínima necesaria para provocar la ignición. Las diversas mezclas explosivas se clasifican según el mayor espacio de seguridad para pruebas y la corriente mínima necesaria para su encendido, además de ser agrupadas según su temperatura de ignición. Principalmente, se hace para equipar con los dispositivos eléctricos adecuados, con el fin de lograr una producción segura. 6 Clasificación de las mezclas gaseosas explosivas (1) Clasificación según el margen de seguridad máximo de prueba (MESG). El mayor espacio de seguridad de prueba es el mayor espacio existente entre las dos partes de la cavidad del recinto, bajo condiciones de prueba estándar, después de que se encienda la mezcla de gas o vapor a probar con aire en todas las concentraciones presentes dentro del recinto; dicho espacio debe ser de al menos 25 mm para evitar que se encienda la mezcla de gases explosivos que se encuentra fuera del recinto. Las mezclas gaseosas explosivas se clasifican en las categorías IIA, IIB y II C, según el tamaño del espacio de seguridad máximo permitido durante las pruebas. El margen de seguridad de IIA es el mayor y el riesgo es el mínimo; el margen de seguridad de IIC es el menor y el riesgo es el máximo. (2) Clasificación según la corriente mínima de ignición (MIC). La corriente mínima de encendido es la corriente mínima capaz de encender la mezcla más fácil de inflamar, obtenida mediante 3000 pruebas de chispa realizadas en un circuito de corriente continua compuesto por inductores huecos, bajo las condiciones de prueba de 20-40 °C de temperatura, 24 V de voltaje y 95 mH de inductancia, utilizando un generador de chispas conforme a la norma IEC. Las mezclas gaseosas explosivas de tipo II se dividen, según el valor de la corriente mínima necesaria para su encendido, en tres categorías: IIA, IIB e IIC. Cuanto menor sea la corriente mínima necesaria para el encendido, mayor será el nivel de peligro. (3) Agrupar según la temperatura de ignición. La temperatura mínima a la cual una mezcla explosiva puede encenderse sin la necesidad de un fuego directo se denomina temperatura de ignición. Cuanto más baja sea la temperatura de encendido de una sustancia, más fácil es que se encienda. Las mezclas gaseosas explosivas se clasifican en seis grupos, según la temperatura de ignición: T1, T2, T3, T4, T5 y T6. La temperatura de encendido de T6 es la más alta, mientras que la de T1 es la más baja. 7 Clasificación de las mezclas de polvo explosivo
Las mezclas de polvo explosivo se clasifican en dos categorías, IIIA e IIIB, según las características del polvo (conductor o no conductor) y el nivel de temperatura de ignición; además, se dividen en tres grupos: T11, T12 y T13. 8 Zonas de riesgo de explosión en los lugares de trabajo. Los entornos peligrosos por explosiones se dividen, según el estado físico de las sustancias presentes en el lugar, en entornos con gases explosivos y entornos con polvos inflamables. Un ambiente con gases explosivos se refiere a aquel en el que, bajo condiciones atmosféricas normales, una mezcla de sustancias combustibles en forma de gas, vapor o niebla, al encenderse, provoca que la combustión se propague a toda la mezcla aún no quemada. Un entorno con polvos inflamables se refiere a aquel en el que, bajo condiciones atmosféricas normales, la mezcla de polvos o sustancias fibrosas inflamables con el aire se enciende, y la combustión se propaga a toda la mezcla aún no quemada. Tabla de categorías y niveles de áreas con riesgo de explosión: http://www.isofans.com/data/attachment/forum/201610/23/085831qf9zf9z1jkg149mr.jpg 9 Principios de protección contra explosiones: En los equipos eléctricos utilizados en entornos con riesgo de explosión, es necesario tomar medidas adecuadas tanto para proteger el propio equipo como para evitar factores que puedan provocar una explosión. Hay dos razones por las que los equipos eléctricos pueden inflamar sustancias explosivas*: la primera es la chispa o el arco eléctrico generados por los equipos eléctricos; la segunda es el calentamiento de la superficie de dichos equipos (es decir, la superficie en contacto con las sustancias explosivas*). 10 Medidas de protección eléctrica contra explosiones 1. Mantenerse alejado de zonas de peligro de explosión. Los equipos eléctricos y las líneas que generan chispas, arcos eléctricos y temperaturas peligrosas durante su funcionamiento normal, deben instalarse en entornos con menor riesgo de explosión o donde no exista dicho riesgo. 2. Utilizar equipos eléctricos a prueba de explosiones. Bajo la condición de satisfacer los requisitos de producción y seguridad, se debe reducir la cantidad de equipos eléctricos a prueba de explosiones. 3. Puesta a tierra eléctrica. En las zonas con riesgo de explosión, aquellas partes que, según las normas técnicas relativas al diseño de puestas a tierra de equipos eléctricos, generalmente no requieren puesta a tierra, deben igualmente conectarse a tierra. Los cuerpos metálicos de los equipos eléctricos deben conectarse a tierra de manera fiable. 4. Instalar dispositivos de alarma contra incendios por fugas de corriente y sistemas de apagado de emergencia. Antes de que los equipos eléctricos puedan fallar, se deben tomar las medidas correctivas correspondientes o se debe interrumpir automáticamente el suministro de energía en las zonas donde existe riesgo de explosión. 5. Utilizar equipos eléctricos a prueba de explosiones de manera segura. Es decir, clasificar correctamente las categorías de entornos con riesgo de explosión, seleccionar e instalar adecuadamente los equipos eléctricos a prueba de explosiones, y realizar su mantenimiento y reparación de forma correcta. 6. Suelo antichispas. En los edificios de clase A que emiten gases inflamables o vapores inflamables más pesados que el aire, así como en los edificios de clase B con riesgo de explosión por polvo o fibras, se debe utilizar un pavimento antichispas. 11 Modelos de equipos eléctricos a prueba de explosiones 1. Tipo a prueba de explosiones (d): Los componentes del equipo que podrían provocar la ignición de mezclas gaseosas explosivas se encuentran completamente encerrados dentro de una carcasa. Esta carcasa es capaz de resistir las explosiones que puedan ocurrir dentro de ella debido a mezclas inflamables que penetren por alguna junta o espacio estructural de la carcasa, sin sufrir daños. Además, evita que se produzca una explosión en el exterior, causada por uno o varios gases o vapores. Este tipo de equipo es adecuado para entornos peligrosos de Zona 1 y Zona 2. 2. Tipo de mayor seguridad (e): Se toman medidas adicionales en los equipos eléctricos que, bajo condiciones normales de funcionamiento, no generan arcos eléctricos ni chispas. Esto tiene como objetivo mejorar su nivel de seguridad y evitar que estos equipos alcancen temperaturas peligrosas, así como que generen arcos eléctricos o chispas. No incluye los dispositivos que generan chispas o arcos eléctricos en condiciones normales de funcionamiento. Este tipo de equipos se utiliza principalmente en entornos peligrosos de zona 2; algunas de sus variantes pueden emplearse en zona 1. 3. Seguridad intrínseca (i): En los circuitos internos del equipo, cualquier chispa eléctrica o efecto térmico que se genere bajo las condiciones establecidas por las normas (incluso en condiciones normales de funcionamiento o en condiciones de fallo especificadas) no puede provocar la ignición de los gases explosivos presentes en el entorno. Este tipo de protección contra explosiones se divide en dos clases: ia e ib. Este tipo de equipos solo puede utilizarse en dispositivos de baja tensión. El tipo ia es adecuado para entornos peligrosos de zona 0, zona 1 y zona 2, mientras que el tipo ib es adecuado para entornos peligrosos de zona 1 y zona 2. 4. Tipo de presión positiva (p): Posee una carcasa con presión positiva, lo que permite mantener la presión del gas protector en su interior por encima de la presión del ambiente explosivo circundante, evitando así que las mezclas externas ingresen a la carcasa. Este tipo de equipos, según su método de protección, puede utilizarse en entornos peligrosos de zona 1 y zona 2. 5. Tipo sumergido en aceite (O): Todo el equipo o sus componentes se sumergen en aceite (líquido de protección), lo que impide que los gases explosivos presentes por encima de la superficie del aceite o fuera de la carcasa puedan causar una explosión. Este tipo de equipo es adecuado para entornos peligrosos de Zona 1 y Zona 2. 6. Tipo con relleno de arena (q): Se llenan los recintos con granos de arena u otros materiales en polvo con propiedades específicas, de modo que, bajo las condiciones de uso prescritas, ni el arco eléctrico ni las altas temperaturas generadas en el interior del recinto puedan provocar la ignición de los gases explosivos presentes en el entorno. Este tipo de equipo es adecuado para entornos peligrosos de Zona 1 y Zona 2. 7. Tipo sin chispas (n): Bajo condiciones normales de funcionamiento, no es posible que se encienda el ambiente de gases explosivos circundantes, y es poco probable que ocurran fallos que puedan provocar esa ignición. Este tipo de equipos solo es adecuado para entornos peligrosos de zona 2. 8. Encapsulado (m): Consiste en encapsular en un compuesto de encapsulado las partes de los componentes eléctricos que puedan generar chispas, arcos eléctricos o temperaturas peligrosas, capaces de provocar una explosión en un ambiente con gases inflamables, de modo que no puedan encender dicho ambiente. Este tipo de equipo es adecuado para entornos peligrosos de Zona 1 y Zona 2. 9. Tipo especial (S): Se refiere a los tipos a prueba de explosiones que **no están incluidos en las normas estándar**. Al utilizar este tipo de equipos eléctricos, las autoridades competentes deben establecer regulaciones provisionales, y estos equipos solo pueden ser utilizados como equipos eléctricos especiales a prueba de explosiones después de haber sido inspeccionados y aprobados por una entidad certificadora especializada en este campo. Este tipo de equipos se desarrolla en función del uso real, pudiendo aplicarse en entornos peligrosos correspondientes. 10. Tipo a prueba de explosiones por polvo (DIP): Utiliza la limitación de la temperatura máxima de la superficie del carcasa, así como carcasas “herméticas al polvo” o “resistentes al polvo”, para evitar que entre polvo combustible y así prevenir su ignición. Debido a sus propiedades a prueba de explosiones, puede utilizarse en entornos peligrosos de zona 20, zona 21 o zona 22. 12 Categorías de equipos eléctricos a prueba de explosiones. 1. Los equipos eléctricos para entornos con gases explosivos se dividen en dos categorías: la categoría I y la categoría II. Clase I: Equipo eléctrico para minas de carbón. Clase II: Equipo eléctrico para entornos con gases explosivos que no sean minas de carbón. 2. El equipo eléctrico para entornos con polvos inflamables se divide en equipos a prueba de polvo de tipo A, equipos a prueba de polvo de tipo B, equipos a prueba de polvo de tipo A y equipos a prueba de polvo de tipo B. Los equipos eléctricos a prueba de explosiones, destinados a entornos con gases explosivos de categoría II, se dividen en seis grupos según su temperatura superficial máxima: T1, T2, T3, T4, T5 y T6. Es necesario seleccionar los equipos que pertenezcan al grupo correspondiente (T1 a T6) de modo que su temperatura superficial máxima no supere la temperatura de ignición de cualquier gas o vapor presente en ese entorno. http://www.isofans.com/data/attachment/forum/201610/23/085832fjjhlveqjuhv74vv.jpg 14. Símbolos de protección contra explosiones: Los símbolos que indican la clasificación de los equipos eléctricos a prueba de explosiones incluyen: tipo de protección contra explosiones + categoría del equipo + temperatura. Tipo de aislamiento explosivo: Exd I ； Tipo IIB, a prueba de explosiones, grupo T3: ExdⅡBT3 ； En el caso de los equipos a prueba de explosiones por polvo, como aquellos que pueden utilizarse en la zona 21, la temperatura superficial máxima permitida es de 170 °C. La marca de certificación para estos equipos es: DIPA21 TA170°C o bien DIP A21 TA, T3 ； 15 Principios para la selección de equipos eléctricos a prueba de explosiones 1. El tipo de protección contra explosiones del equipo eléctrico debe ser adecuado para la zona con riesgo de explosión. 2. La capacidad de resistencia a las explosiones de los equipos eléctricos debe ser adecuada al nivel de peligrosidad de las sustancias presentes en entornos con riesgo de explosión. 3. Debe adaptarse a las condiciones ambientales. 4. Debe cumplir con los principios generales de protección contra explosiones: ser seguro y fiable, económico y razonable, además de fácil de utilizar y mantener. 16 Inspección y aceptación de equipos eléctricos a prueba de explosiones. La inspección y aceptación de los equipos eléctricos a prueba de explosiones se divide en revisión documental y inspección visual. 1. La revisión formal consiste en verificar los certificados de autorización para la producción de productos industriales (con excepción de las lámparas a prueba de explosiones), así como los certificados de conformidad para dichas lámparas; estos deben estar disponibles para su consulta en línea. 2. La inspección visual consiste en verificar si en la superficie del equipo eléctrico a prueba de explosiones existe una marca permanente EX (DIP). También se comprueba si el número de certificado de conformidad para equipos a prueba de explosiones indicado en la placa identificativa coincide con el número que figura en el propio certificado. ——FIN——