Vamos explicar um pouco sobre Área Classificada e Atmosfera Explosiva.
Apesar de sensores de temperatura, como Termopares e Pt-100 serem classificados como sensores simples conforme o item 5.7 da norma ABNT NBR IEC 60079-11, a Samrello Automação Industrial segue todos os critérios de segurança e integridade para aplicações em Área Classificada e Atmosfera Explosiva. Pesando nisso, vamos explicar um pouco a diferença entre elas.
Área Classificada é a classificação da planta, quando uma planta está identificada como zonas. Essas zonas indicam a quantidade de mistura explosiva existente no local sendo classificadas em Zona 0, Zona 1 e Zona 2.
Zona 0: Local onde uma atmosfera explosiva na forma de gás, vapor ou névoa está presente, frequentemente, continuamente, ou por longos períodos.
Zona 1: Local onde uma atmosfera explosiva na forma de gás, vapor ou névoa poderá ocorrer, ocasionalmente em operação normal.
Zona 2: Local onde é improvável de ocorrer (em condições normais) uma atmosfera explosiva na forma de gás, vapor ou névoa, e se ocorrer será por um curto período.
Nota: equipamento certificado para Zona 1 também é adequado para Zona 2. Equipamento certificado para Zona 0 é adequado para Zonas 1 e 2.
Zona 20: Local onde uma atmosfera explosiva na forma de poeira combustível em nuvem no ar está presente frequentemente, continuamente, ou por longos períodos.
Zona 21: Local onde uma atmosfera explosiva na forma de poeira combustível em nuvem no ar poderá ocorrer, ocasionalmente em operação normal.
Zona 22: Local onde é improvável de ocorrer (em condições normais) uma atmosfera explosiva na forma de poeira combustível em nuvem no ar, e se ocorrer será por um curto período.
Nota: Equipamento certificado para Zona 21 também é adequado para Zona 22. Equipamento certificado para Zona 20 é adequado para Zonas 21 e 22.
Atmosfera Explosiva, é a mistura com o ar, em condições atmosféricas, de substâncias inflamáveis sob a forma de gases, vapores, névoas ou poeiras, onde, após ignição, a combustão se propague a toda a mistura não queimada. Simplificando: é uma área onde existe a possibilidade de ocorrer explosões.
Para ocorrer uma explosão é necessário a combinação de três elementos:
- Fonte de ignição: que podem ser faíscas elétricas ou efeito térmico (temperaturas muito elevadas);
- Comburente: que neste caso é o oxigênio (como o ar é composto por oxigênio, então este elemento está presente em toda parte);
- Substância inflamável ou combustível: gás, vapor, poeira combustível e fibra combustível.
OBS.: Explosão é a “propagação de uma zona de combustão a uma velocidade na ordem de m/s” (a velocidade de combustão para vapores de petróleo pode atingir 25m/s). Com forte ruído proveniente do aumento de pressão 3 a 10 bar.
Um exemplo simples de Atmosfera Explosiva pode ser gerado dentro da nossa própria casa, quando deixamos o gás vazar por um certo tempo. Todos nós já ouvimos dizer que quando isso acontece, não devemos acender a lâmpada ou, muito menos, um fósforo ou isqueiro. O porque disto é simples: nossa cozinha já tem, naturalmente, oxigênio (presente no ar). O gás que vazou e tomou conta do ambiente é uma substância inflamável e está em contato com o oxigênio. Então já temos dois elementos presentes no ambiente. Se nós acendermos a lâmpada, vamos gerar uma faísca no interruptor…essa pequenina faísca, vai reagir com os outros dois elementos e vai causar a explosão. O mesmo pode acontecer se acendermos um fósforo ou um isqueiro. Mas não se assustem….a explosão vai ocorrer se o gás vazar por muito tempo e ‘tomar conta’ de todo o ambiente. Em um ambiente industrial considerado Atmosfera Explosiva, existe, naturalmente, a presença dos elementos comburente e substância inflamável/combustível. Então quer dizer que, se uma simples faísca elétrica for gerada, os três elementos reagem e ocorre a explosão. É daí que surge a necessidade de se desenvolver normas e equipamentos específicos para trabalharem nessas áreas.
A relação existente entre Áreas Classificadas e Atmosferas Explosivas é a seguinte: em Áreas Classificadas, sempre temos Atmosferas Explosivas (por exemplo, um tanque de armazenamento de álcool), porém, nem todos os lugares onde existem Atmosferas Explosivas são considerados Áreas Classificadas (por exemplo, a cozinha de casa com vazamento de gás). Quando se desenvolve um projeto para Áreas Classificadas, temos a certeza de que vamos trabalhar em Atmosferas Explosivas.
Veja abaixo uma relação de lugares que podem se tornar potencialmente explosivos:
Pelo vazamento de gases e vapores:
- Postos de gasolina;
- Distribuidoras de GLP;
- Comércio;
- Hospitais;
- Estações de tratamento de esgoto;
- Galerias de concessionárias;
- Condomínios etc.
Por poeiras combustíveis:
- Indústrias alimentícias;
- Farmacêuticas;
- Carvão;
- Madeira;
- Cervejarias;
- Moinhos;
- Negro de fumo etc.
Por fibras combustíveis:
- Indústrias Têxteis;
- Papel e celulose;
- Cereal etc.
Em uma indústria os requisitos de segurança estão sendo cada vez mais exigidos devido à necessidade de se proteger o patrimônio e, principalmente, os trabalhadores do local. Então, em ambientes industriais considerados Áreas Classificadas, exige-se o uso de equipamentos certificados para trabalharem nesses locais. Essa certificação assegura que uma possível faísca gerada dentro do equipamento, não causará uma explosão. Porém, nessas indústrias, existem vários ambientes que exigem diferentes ‘tipos’ de segurança. Esses ‘tipos’ são chamados de métodos de proteção e são classificados em:
- Pressurizado;
- Imersos em óleo;
- Imersos em areia;
- Encapsulados;
- Segurança aumentada;
- Prova de explosão;
- Segurança intrínseca.
Os dois métodos mais usados nas indústrias são: Prova de Explosão e Segurança Intrínseca e são eles que eu vou explicar aqui no nosso artigo.
Prova de Explosão (Exd)
Quando dizemos que um equipamento é certificado como ‘a prova de explosão’, queremos dizer que, caso ocorra algum problema no circuito eletrônico dele que possa gerar uma faísca, o próprio equipamento será capaz de conter essa faísca dentro dele, não deixando que ela saia, pois se isto ocorrer, vai gerar uma explosão.
Este método é baseado no princípio do confinamento, já que ele consegue fazer com que a faísca fique confinada dentro do equipamento. Porém, ele pode ser colocado à prova caso haja no equipamento ou na instalação como um todo (prensa-cabo, conduíte etc) algum tipo de corrosão.
O princípio do confinamento requer o uso de quatro elementos na ‘construção’ e instalação do equipamento. Para a instalação são necessários unidade seladora, cabo e eletroduto, todos certificados para trabalharem nessas áreas e, para construção é necessário que o equipamento tenha um interstício.
Segurança Intrínseca (Exia)
Este método tem como objetivo limitar a energia produzida em campo, fazendo com que este valor fique em um nível considerado seguro e insuficiente para causar uma ignição. O princípio utilizado aqui é o da Supressão.
Para limitar a energia nessas áreas é necessário a instalação de uma Barreira de Segurança Intrínseca. É ela quem vai assegurar que os limites de tensão, corrente, potência, capacitância e indutância permaneçam sempre dentro de valores considerados seguros. Além disto, ela é instalada em uma Área não-Classificada, a uma certa distância da Área Classificada. Analogamente, a Barreira de Segurança Intrínseca é como se fosse o conjunto “Limitador de Energia, Energia Armazenada e Elemento de Campo”,
Apenas ressaltando: Circuito com energia limitada, não resulta em centelhas com energia suficiente para causar uma explosão!
Os níveis considerados seguros na entrada e saída das barreiras são:
Características de segurança intrínseca:
Umáx = 76,373 mV; Imáx = 1,5 mA; Po = 28,63 mW
Para o subgrupo IIC: Lo/Ro = 1,24 H/Ω;
Para o subgrupo IIB: Lo/Ro = 4,96 H/Ω;
Para o subgrupo IIA: Lo/Ro = 9,93 H/Ω;
A indutância (Li) e capacitância (Ci) são consideradas desprezíveis. Os valores para os cabos dos sensores devem respeitar os valores de (Lo) e capacitância (Co), descritos abaixo:
Para o subgrupo IIC: Lo = 15,80 μH; Co = 1000 μF;
Para o subgrupo IIB: Lo = 63,21 μH; Co = 1000 μF;
Para o subgrupo IIA: Lo = 126,42 μH; Co = 100 μF;
A Samrello possui todo o know-hall necessário para fabricar sensores a prova de explosão para as mais variadas necessidades de utilização em áreas classificadas. Atendemos aos requisitos e normas técnicas contando atualmente com as certificações: Exd, Exia (IP67W e IP68) e Ext.
Para maiores informações consulte nossos vendedores, ou verifique algumas fotos dos produtos já fabricados pela Samrello no link: https://www.samrello.com.br/produtos/sensores-de-temperatura-linha-ex-a-prova-de-explosao-areas-classificadas/
Referências:
BULGARELLI (org), Rob. et al. O ciclo total de vida das instalações em atmosferas explosivas. 1 Ed. Jundiaí, Paco editorial, 2018.
