categoría de zonas peligrosas
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BOLETÍN TÉCNICO GING-BT-006-11
Contenido
1. Introducción
2. Definición de lugares peligrosos
3. Algunas definiciones
4. Criterios de Clasificación de área peligrosas
5. Clasificación por: Clase, División y Grupo
6. Clasificación por: Zona y Grupo
7. Comparación de clasificación IEC y NEC
8. Pasos para clasificar Áreas
9. Métodos para la reducción de peligros
10. Extensión de las áreas clasificadas
11. Conclusiones
Fig. N° 1. Clasificación de áreas de Estación Sayari, vista en corte:
manitol y sala de Máquinas.
1. INTRODUCCIÓN
En nuestra empresa al manejar productos derivados de
hidrocarburos los mismos que crean atmósferas explosivas o
inflamables (mezcla de aire con gases inflamables), una
fuente de energía es todo lo que necesita para que suceda
una explosión, recordemos el triángulo del fuego.
(eliminando uno de los vértices se elimina el fuego)
Fig. N° 2 Triángulo del Fuego
El objetivo de este boletín es facilitar la familiarización del
personal de YPFB Logística, en cuanto a la clasificación de
los lugares peligrosos. Al leer el artículo del Anexo A,
“Explosiones en refrigeradores de Laboratorio – Clasificación
eléctrica”, preparadas por Beacon”. Se tienen preguntas.
La información aquí mostrada ha sido recopilada con
esmero a manera de resumen, siendo que para mayor
información se deberá consultar a los textos de referencia.
Este boletín muestra la clasificación de los lugares peligrosos
por clases y zonas, además de los pasos para clasificar áreas
peligrosas.
2. DEFINICIÓN DE LUGARES/ ÁREAS PELIGROSAS
Es un lugar en el cuál existe un potencial riesgo temporal o
permanente para la generación de fuego o explosión por
efecto de presencia de gases, líquidos inflamables, fibras,
polvos y otros, que podrían generar una ignición.
Según la NB 777-1997: Se consideran locales con riesgo de
incendio o explosión todos aquellos en los que se fabriquen,
manipulen, traten o almacenen cantidades peligrosas de
materias sólidas líquidas o gaseosas, susceptibles a
inflamación o explosión.
La clasificación de áreas/ Lugares peligrosos, forma parte
básica para definir el tipo de protecciones a aplicar en las
diferentes zonas y áreas de las instalaciones industriales,
comerciales y domiciliarias.
3. ALGUNAS DEFINICIONES RELACIONADAS A LUGARES
PELIGROSOS
Accidente. Evento no planificado, que resulta en muerte,
enfermedad, lesión, daño u otra pérdida.
Incidente. Evento no planificado que tiene el potencial de
llevar a un accidente. El término incluye “cuasi-accidente”.
Ambiente Inerte o purgado (Atmósfera no explosiva). Es
todo ambiente o recinto que dispone de aire limpio o inerte
a un determinado flujo y presión positiva, que garantiza la
no concentración de mezcla inflamable y posterior ignición.
Pueden utilizarse los productos estándar para la instalación
eléctrica en estos ambientes.
Atmósfera explosiva (Hazardous Área/ Hazardous Location).
Es una atmósfera en la que existe o está presente una
mezcla de aire con gases, vapores o nieblas inflamables en
condiciones atmosféricas normales, en la que luego de
producida la ignición (chispa) la combustión se propaga a
través de toda la mezcla de gas o vapor dispersada en el
área.
Atmósfera Equipo Eléctrico y Electrónico (Electrical and
Electronic Equipment). Los materiales, accesorios,
dispositivos, artefactos o similares que son parte de, o están
en conexión con una instalación eléctrica. El equipo portátil
ÁREAS O LUGARES PELIGROSOS – CLASIFICACION POR CLASE Y ZONAS
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOS
1 DE AGOSTO DE 2011
o móvil que tiene su propia fuente de suministro, como el
equipo operado por batería, pudiera ser potencialmente
una fuente de ignición en lugares peligrosos (clasificados).
Área no peligrosa. Es un área en la cuál no se espera que
exista una atmósfera explosiva en cantidades tales como
para requerir precauciones especiales.
Se puede también indicar los siguientes casos:
1. Adecuada e inadecuadamente ventilados donde las
sustancias inflamables estén contenidas en sistemas
cerrados de tuberías, adecuados y bien mantenidos
y no contengan válvulas, accesorios, bridas o
equipos similares.
2. Donde los materiales combustibles son manejados
en recipientes adecuados, de acuerdo a lo
establecido en la norma NFPA 30.
3. Áreas que rodean fuentes permanentes de ignición
o superficies calientes tales como: calderas, hornos,
otros, dado que estos proveen la energía suficiente
para incendiar una mezcla de gases o vapores
inflamables. En el caso de fuentes de ignición
intermitentes, la clasificación del área dependerá
del análisis individual de cada situación
4. Localizados encima de áreas división 2 que estén
dentro de los siguientes casos: Ubicación exterior
sin ventilación restringida y dentro de un
instalación (edificio cerrado) tal com una sala de
control o subestación o tablero de potencia para
uso exterior o centro de control, cuyo nivel de piso
está por encima del área División 2 y con el espacio
por debajo de piso bien sea relleno o abierto en al
menos 3 lados. Si el gas es más liviano que el aire,
el piso no debe tener aberturas ni bordes inferiores.
Equipo a prueba de explosión. (Explosión Proof) Es un
equipo cerrado y protegido de manera que sea capaz de
resistir la explosión de un gas o vapor especificado, que
pueda ocurrir en su interior y de impedir, en forma efectiva
que la explosión o disturbios internos (chispas, destellos,
etc.) produzcan una explosión en el exterior del equipo, si
éste se encuentra en una atmósfera explosiva o inflamable.
Equipos designados como: d.
Equipo intrínsecamente seguro. Equipo que en condiciones
normales o anormales de operación, no libera energía que
pueda inflamar cualquier mezcla (circuitos de corrientes y
voltajes bajos para control e instrumentación). Equipos
designados como: ia y ib.
Equipo con presión positiva. Es un equipo Es un equipo que
en su interior contiene aire limpio o gas inerte a mayor
presión que la ambiental, por lo cual no permite la entrada
de mezclas explosivas o inflamables. Equipos designados
como: p.
Equipo de seguridad aumentada. Es un equipo que bajo
condiciones normales de operación no provoca, ni genera
arcos, chispas o calentamientos excesivos. Equipos
designados como: e.
Fuente de Ignición. Es todo aquello capaz de provocar el
incendio de una mezcla inflamable, pudiendo ser: una
superficie caliente (con elevada temperatura), arco eléctrico,
energía estática, chispas, uso de equipo eléctrico no
aprobado.
Fuente de liberación. Es el lugar a partir del cual se puede
liberar al ambiente: gas, vapor, niebla o líquido inflamable
de tal forma se origine una atmósfera explosiva.
Mezcla Explosiva. Es la mezcla de aire y vapores ó gases ó
de aire y polvos ó fibras combustibles en tales proporciones
que, en contacto con una energía calorífica, ocasiona una
explosión o fuego.
Producto Inflamable. Todo producto líquido que tiene su
punto de inflamabilidad (flash point), por debajo de los
37,8 °C, se clasifican en productos Clase IA, IB, IC, ver NFPA
70, Tabla A-1-7.3 Clasificación comparativa de los líquidos.
Punto de inflamabilidad. Temperatura mínima a la cual un
producto líquido inflamable o combustible emite suficientes
vapores como para formar una mezcla inflamable con aire.
LEL- Límite Inferior de explosividad. Es la concentración o
cantidad mínima de gas, vapor inflamable con respecto al
aire, por debajo de la cual no se formará una atmósfera
explosiva.
UEL – Límite Superior de Inflamabilidad. Es la
concentración, cantidad de gas, vapor inflamable con
respecto al aire, por encima de la cual no se formará una
atmósfera explosiva.
Intrínsecamente seguro. Aparato, equipo, sistema cuya
energía de funcionamiento (inducida) está por debajo de la
energía requerida para poder empezar una ignición (energía
de ignición).
Identificación de peligro. Un proceso de reconocer que un
peligro existe y definir sus características.
Peligro. Una fuente o situación con el potencial de provocar
daños en términos de lesión, enfermedad, daño al medio
ambiente o una combinación de éstos
Riesgos. Evaluación de un evento peligroso asociado con su
probabilidad de ocurrencia y sus consecuencias.
Evaluación de riesgo. Proceso global de estimar la magnitud
de los riesgos y decidir si un riesgo es o no es tolerable. La
evaluación consiste en un examen sistemático de aspectos
del trabajo para determinar:
Qué puede causar daño o lesión;
Si los riesgos pueden eliminarse y, si no es el caso,
Qué medidas de prevención o de protección se han
adoptado o deben adoptarse para controlar los
riesgos.
Temperatura de ignición/ punto de inflamación. Es la más
baja temperatura que aplicada a una mezcla explosiva,
puede producir el encendido de dicha mezcla, ocasionando
una explosión o fuego continuo.
4. CRITERIOS DE CLASIFICACION DE AREAS
Fig. N° 3 Clasificación de áreas
Una inadecuada clasificación puede llevar por un lado a
costosas instalaciones y por otro a instalaciones inseguras.
La clasificación de un área peligrosa puede ser un asunto
muy complejo, pues deberá tomar en cuenta variados
factores como:
La cantidad de material peligroso presente en el área.
Diversidad de productos combustibles, sus características
referentes a protección contra explosión (flashpoint,
temperatura de auto ignición, etc.).
Situaciones operacionales y mantenimiento
La topografía del lugar.
Liberación de combustible y su dispersión.
Las construcciones presentes y aquellos eventos
(explosiones o incendios) que se pudieran haber
presentado en otras instalaciones semejantes a la
estudiada y que pudieran sentar un precedente en la
clasificación.
Ventilación Natural o artificial. (efectos de viento)
Diseño del proceso.
Normativas relacionadas a la clasificación en los
regulaciones pertinentes (NEC, IEC, NB, otros).
Siendo que la empresa operadora es la responsable de la
seguridad de los equipos, por lo que es su deber, clasificar
los lugares peligrosos. Y de allí dividir en Zonas o divisiones.
Los criterios definidos por códigos, estándares nacionales e
internacionales. La clasificación de lugares peligrosos,
normalización de equipos, códigos de instalación y
conducción de energía eléctrica, se dividen en dos sistemas
básicos en todo el mundo.
Europa y la mayoría de los países del mundo han sido
influenciado por el sistema de aproximación a tres Zonas de
la IEC (International Electrotechnical Commision). La Norma
de IEC separa la atmósfera potencialmente explosiva en
Zonas 0,1 y 2 basado en probabilidades de ocurrencia,
longitud y tiempo en que la mezcla potencialmente
explosiva se presente.
Norte América y otras partes del mundo influenciados por
este país tradicionalmente utilizan el sistema de Clase y
División (por las normas NEC 1999, API RP 500). Las clases
identifican el riesgo presente como: gases o vapores, polvo
combustible y fibras inflamables. Divisiones definen la
condición normal o anormal en la cual el material de riesgo
puede estar presente.
En nuestro país e incluso en nuestra empresa coexisten
ambos sistemas. En norte América, hasta fines de los años
80, los sistemas de clase y división era la única opción para
la clasificación e instalación de equipos de alto riesgo.
Siendo que el sistema de tres zonas basado en IEC ha sido
desarrollado grandemente para Norte América. Siendo que
API y NEC (desde 1996) entre otras, ha desarrollado guías
para la clasificación en base a las normas IEC (API RP 505).
Diversas organizaciones han publicado guías para la
clasificación como la: NB 777-99, API RP 500, API RP 505,
NFPA 497/ 70, IP 15, IEC 79-11, ANSI/ UL 1203 – 1999,
NEC 1999, ISA, OSHA. Estas guías promueven la
uniformidad en la clasificación. La NEC es una marca
registrada de la NFPA
En la NB 777-1997 así como su primera revisión, APNB 777-
2005, parágrafo 13.2, indica que la clasificación se
considera por Clase y División.
Los trabajos de clasificación de áreas/ lugares peligrosos con
atmósferas explosivas realizadas por Estudio Solano en
plantas de nuestra empresa en el año 2004, fueron
realizados bajo la clasificación: International Electrotechnical
Commission (IEC).
5. CLASIFICACION DE AREAS, POR CLASE Y DIVISIÓN,
NATIONAL ELECTRIC CODE (NEC), API RP 500
5.1 CLASE I
Estos son áreas dónde en su atmósfera están o pueden
estar presentes gases o vapores inflamables en cantidad
suficiente como para producir una mezcla inflamable o
explosiva.
Los varios gases y vapores están organizados en cuatro
grupos: Grupo A, Grupo B, Grupo C y grupo D.
5.2 CLASE II
Estos son áreas que son peligrosos debido a la presencia de
polvos combustibles.
Los varios polvos se categorizan en: grupo E, Grupo F y
grupo G.
5.3 CLASE III
Estas áreas son donde existe peligrosidad debido a la
presencia de fibras o materiales que produzcan pelusas
inflamables. Esta clase de área no tiene grupos específicos
que las identifiquen.
5.4 DIVISIÓN
Dentro de las clases mencionadas el NEC considera:
5.4.1 DIVISIÓN 1
Son Áreas en donde existen concentraciones peligrosas,
gases, vapores, polvos o fibras inflamables en:
En forma continua o periódica.
Bajo condiciones de operación normales
Donde puede existir frecuentemente
concentraciones peligrosas de tales sustancias
debido a operaciones de mantenimiento o
reparación, o debido a fugas
Áreas donde la interrupción de servicio u
operaciones defectuosas de los equipos o
procesos que pueden liberar concentraciones
peligrosas de las sustancias inflamables.
Fallas simultáneas de equipo eléctrico.
5.4.2 DIVISIÓN 2
Son áreas donde líquidos, vapores, gases, polvos o
fibras inflamables son manejados, procesados o usados,
pero estas substancias inflamables pueden
normalmente ser confinados dentro de depósitos o
sistemas desde donde ellos pueden escapar sólo en
caso de ruptura accidental o falla de tales depósitos o
sistemas, o en caso de operación anormal de los
equipos; o en lugares en donde las concentraciones
peligrosas de gases o vapores son normalmente
prevenidas por ventilación artificial pero que pueden
llegar a ser peligrosas debido a fallas u operación
anormal del equipo de ventilación o áreas adyacentes a
áreas de la División 1, desde donde pueden
ocasionalmente ser comunicadas concentraciones
peligrosas de gases o vapores, a menos que tal
comunicación sea prevenida, primero por adecuada
ventilación de presión positiva desde una fuente de aire
limpio, y segundo por precauciones efectivas contra
fallas de ventilación.
5.5 GRUPO DE GASES
No todos los grupos de gases se comportan de igual
forma en una ignición, por lo que los gases y vapores se
clasifican en grupos:
La clasificación de los gases y temperatura de ignición
se relacionan con las mezclas de gas y aire a temperatura y
presión.
5.5.1 GRUPO A
Estas son atmósferas que contienen acetileno
5.5.2 GRUPO B
Estas son atmósferas de gas/ vapor inflamables con una
abertura de seguridad experimental máxima (MESG),
menor o igual a 0.45 mm o una proporción de
corriente de encendido mínima (MIC) de menor o igual
a 0.4 mm
5.5.3 GRUPO C
Estas son atmósferas de gas/vapor inflamables con un
(MESG) mayor de .45mm y menos de .75mm o una
proporción (MIC) mayor de .40mm y menos de o igual
a .80mm.
5.5.4 GRUPO D
Estas son atmósferas de gas/vapor inflamables con un
(MESG) mayor de .75mm o una proporción (MIC)
mayor de .80mm.
5.5.5 GRUPO E
Estas son atmósferas que contienen polvos de metales
combustibles, incluyendo aluminio, magnesio, y sus
aleaciones comerciales, u otros polvos combustibles
cuyo tamaño de partícula, abrasividad, y conductividad
presentan peligros similares en el uso de equipo
eléctrico.
5.5.6 GRUPO F
Éstas contienen polvos carbonaceos combustibles que
tienen más de 8% de volátiles atrapados en total o que
han sido sensitizados por otros materiales para que
presenten un peligro de explosión. Los polvos
representativos son carbón, negro carbón, carbón
doméstico y otros
5.5.7 GRUPO G
Éstos contienen otros polvos combustibles, incluyendo
harina, grano, harina de madera plástico y químicos.
En la actualidad, el código NEC y las normas UL están
mutando con la finalidad de acercarse más a la estructura
de CENLEC e IEC (Artículo NEC 505 y 506), en la que se
incluyen una clasificación de zonas y requisitos de
instalación similares a los estándares IEC.
6. CLASIFICACION DE AREAS, POR ZONA Y GRUPO,
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMITEE (IEC)/
CENELEC, API RP 505
La IEC distingue las siguientes categorías de zonas
peligrosas en las atmósferas (con gases, vapores o nieblas)
con riesgo de explosión:
6.1 ZONA 0
Zona en la cual una mezcla explosiva de gases, vapor o
niebla, está presente de modo permanentemente, o por un
período de tiempo prolongado, o con frecuencia.
Ejemplo:
Por regla general, las condiciones de la zona cero sólo se
dan en el interior de recipientes o instalaciones
(Evaporadores, recipientes de reacción, etc.), aunque
también pueden presentarse cerca de respiraderos y otras
aberturas.
6.2 ZONA 1
Zona en la cual una mezcla explosiva de gases, vapor o
niebla es susceptible (ocasional) de formarse en servicio
normal de la instalación o en condiciones normales de
operación,
Ejemplo:
Se incluyen:
La proximidad de la zona 0,
la proximidad inmediata de bocas de carga,
la proximidad inmediata de aparatos o
conductos frágiles de vidrio, cerámica o similar,
salvo si el contenido es insuficiente para formar
una atmósfera explosiva peligrosa,
la proximidad inmediata de prensaestopas
insuficientemente herméticos, p.ej. en bombas,
válvulas, compuertas correderas,
el interior de instalaciones como evaporadores
o recipientes de reacción.
6.3 ZONA 2
Zona en la cual una mezcla explosiva, no es probable en
condiciones normales de operación, la formación de una
atmósfera explosiva consistente en una mezcla con aire de
sustancias inflamables en forma de gas, vapor o niebla o en
la que, en caso de formarse, dicha atmósfera sólo
permanece durante breves períodos de tiempo.
Ejemplo:
Las áreas que rodean a las zonas 0 ó 1
fugas o negligencias de utilización.
6.4 ZONA 20
Esta es una zona en donde existe una atmósfera explosiva,
en forma de una nube de polvo combustible mezclado con
aire, todo el tiempo o durante largos periodos o
frecuentemente.
6.5 ZONA 21
Esta zona es aquella en la que la atmósfera explosiva en
forma de nube de polvo combustible, mezclado con aire
ocurre ocasionalmente durante la operación normal.
6.6 ZONA 22
En esta zona la atmósfera explosiva en forma de una nube
de polvo mezclado con aire no está presente durante la
operación normal del equipo. Sin embargo puede estar
presente durante periodos breves.
Tabla Designación de zonas según la probabilidad de
formación y duración.
Frecuencia y duración de la atmósfera
explosiva
Zona
Gas Polvo
Permanente o presente frecuentemente 0 0
Probable, de forma ocasional 1 1
Improbable y por poco tiempo 2 2
No cabe esperar su formación Sin riego
Tabla Relación del grado de escape con la zona y frecuencia
de formación de la atmósfera explosiva
Grado de
escape
Zona Probabilidad de
atmósfera
explosiva en
365 días
Duración
global
(horas/año)
Gas Polvo
Continuo 0 20 P > 10-1 > 1000
Primario 1 21 10-1 P > 10-3 10 - 1000
Secundario 2 22 10-3 P > 10-5 0,1* – 10
Cuando la duración de la atmósfera explosiva no llega a 0.1
h al año, el lugar no se considera generalmente peligroso,
especialmente si se debe a operaciones diferentes
espaciadas. De todas formas, debe comprobarse que no
presenta peligro de explosión mediante un análisis de riesgo
7. COMPARACIÓN DE CLASIFICACION IEC Y NEC Y
RELACIÓN DE VARIABLES.
Tabla. Comparación entre NEC e IEC
Material
Peligroso NEC 500 - 503
IEC
CENELEC
NEC 505
Gas o vapor
Clase I, División 1
Clase II, División 2
Zona 0 y 1
Zona 2
Polvo
Clase II, División 1
Clase II, División 2
Zona 10
Zona 11
Fibras y pelusas
Clase III, División 1
Clase III, División 2
Zona 10
Zona 11
Tabla Clasificación de áreas: Zonas, divisiones y categorías
Peligro
continuo
Peligro
intermitente
Condiciones
peligrosas y
anormales
NEC 500 - 503
Norte América División
1 División 1 División 2
IEC/ CENELEC/NEC
505
Europa
Zona 0
zona 20
Zona 1
Zona 21
Zona 2
Zona 22
Categoría de
seguridad
para vapores
G1 G2 G3
Categorías de
seguridad
para polvos
D1 D2 D3
Zonas, Divisiones y Categorías de seguridad: medida de la
probabilidad que el peligro este presente.
Otra diferencia importante respecto a este tema son las
envolventes según la NEC 500 usa la realizada por la
Asociación Nacional de Manufactura Eléctrica (NEMA), la
IEC usa los índices de protección IP, estas se muestran en el
anexo G.
8. PASOS PARA CLASIFICAR ÁREAS PELIGROSAS
Usualmente son empresas especializadas en el tema que
realizan la clasificación de las áreas.
La razón para incluir este punto: clasificación de áreas, es la
de resaltar los pasos aproximados comúnmente utilizadas
para dicha clasificación. Los detalles de las curvas de
derivación y los métodos exactos de cálculo no se presentan
en este artículo pues no se consideran pertinentes para nivel
de boletín. Para condiciones únicas se justifica la inversión
en elementos de ingeniería para determinar de una forma
más realista la clasificación del área.
En el parágrafo de este boletín se hizo notar lo complejo
que resulta clasificar un área peligros, de a las muchas
variables que se manejan. Pero esto sí se debe realizar
debido a costos de que implican no clasificar
adecuadamente, es decir si se clasifica por error áreas
División 1, Zona 0, resulta sustancialmente más costosa que
se hubiese clasificado correctamente como División 2, Zona
2. De forma inversa se corre el riesgo de clasificar división 2,
zona 2 en lugares donde debería ser División 1, zona 0.
Fig. N° 7 Clasificación de áreas, terminal Oruro
Los pasos para clasificar áreas peligrosas son:1
1. Determinar objetivo, alcance del área a clasificar y
formar el equipo de evaluación
2. Definir las leyes, normas y reglamentaciones para la
aplicación de este.
3. Indicar la terminología a usar, se puede tomar
como referencia las definiciones del parágrafo 3 de
este Boletín
4. Definir los criterios de clasificación de áreas y la
aplicación según NEC o IEC.
5. Tener en manos un plano a escala con vista de
planta y corte transversal y longitudinal de las
partes donde se desea realizar detalles. Este plano
deberá mostrar: todos los recipientes, tanques,
bombas, equipos de proceso, pileta API, separador,
quemador, motores, generadores, instrumentación,
zanjas, patio de tanques, afectaciones de dispersión
de cualquier líquido, gas o vapor. (Tamaño del
equipo, caudal, presión máxima)
El plano deberá mostrar la dirección de los vientos
dominantes y los de menor influencia.
1 Estos pasos a seguir son solo de forma referencial, para su
aplicación deberán tener respaldo de normas.
Adicional al plano se deberá contar con el
diagrama de flujo de la planta o en su caso el P&ID,
donde se identifique la presión, temperatura,
velocidad de flujo, caudal.
6. Definir operacionalmente términos tales como
normal vs. Anormal y frecuente vs. No frecuente.
7. Definir los productos (inflamables/ combustible)
que se van a manejar, su localización respecto al
plano. Para lo cual se debe clasificar los materiales
según sus propiedades físicas (Densidad, punto de
auto ignición, TVR, grupo de gas según NEC ó IEC,
temperatura de operación, otros.).
8. Definir si el peligro está debajo o sobre el nivel del
piso, de acuerdo a la densidad respecto a la
densidad del aire.
9. Determinar la fuente de peligro y su grado de
peligrosidad de esas, además del tipo de fuga de
producto combustible/ inflamable (razón de fuga,
cantidad de fuga, esquemas, drenajes, otros), de
no existir fuga no se clasifica como área no
peligrosa.
10. Determinar las distancias de las áreas peligrosas y
graficarlos en el plano con vistas de planta y perfil,
estas distancias deberán estar de acuerdo a los
lineamientos establecidos en las normas
establecidas en los puntos 2 y 4., (ver punto 10 de
este boletín) las simbologías aplicadas para este fin
son el achurado y la delimitación de áreas
peligrosas. 2
11. Obtener un plano donde se clasifique las áreas
peligrosas, la cual mostrará las clase y división o en
su caso Zona.
12. Se deberá revisar los casos específicos donde se
debe considerar la extensión o acortamiento de las
áreas peligrosas en toda la instalación y que son
dependientes del grado de ventilación, dirección de
los vientos, operación, mantenimiento, áreas
tuberías adyacentes al camino, donde fuentes de
incendio estén presentes bajo condiciones normales
de operación. Impacto de instalaciones o historia
operacional de cada equipo,
13. El dibujo de áreas peligrosas deberá ser revisado y
aprobado por especialistas.
14. Determinar el grupo de protección al cual
pertenece el área y se delimita las características de
los equipos a utilizar dentro de esta área. En esta
parte también se realiza observaciones y
recomendaciones de adecuación de la protección
de los equipos según la NEC o IEC.
15. El documento reporte completo deberá ser revisado
y aprobado por especialistas. Que básicamente
contendrá: Criterios que se usó para clasificar las
áreas, Información del material de proceso crítico
obtenido normalmente de MSDS´s, Lista de todas
las fuentes de puntos de emisión que aparecen en
2 Esta actividad también se puede realizar usando curvas dadas
en las guía para el cálculo extensiones o el cálculo directo para derrames frecuentes.
los dibujos, Excepciones especiales extraordinarias
que se tomaron cuando se clasificó una localización
en especial, Los resultados o descubrimientos
obtenidos de la auditoria d cumplimiento, Toda
documentación de clasificación de área se deberá
poner bajo la protección del control de proceso
(Administración de cambio).
En el anexo K se muestra un ejemplo de la aplicación de
estos pasos para clasificar zonas.
9. MÉTODOS PARA LA REDUCCIÓN DE PELIGROS
Reducir el peligro, es el medio por el cual las instalaciones
reducen la probabilidad o riesgo de daño significativo a la
propiedad y/o pérdida de vidas, como resultado de una
explosión de fuego. Ayuda para asegurar que la instalación
de equipo eléctrico en una localización peligrosa no
aumente significativamente el riesgo o probabilidad de una
explosión o incendio. Este es el punto donde se toman
pasos para cumplir con la evaluación de clasificación de
área.
A continuación se dan diferentes métodos de protección en
áreas clasificadas:
1. Aislar físicamente el lugar peligroso o relocalizar el
productor de arco normal de equipos eléctricos en
un área no peligrosa. (usada cuando el equipo para
el área clasificada no se tienen disponible)
2. Confinar una explosión: es el método más común,
usado y aceptado.
3. Limitar energía: se le conoce como seguridad
intrínseca, el cual previene el encendido al limitar la
energía soltada de fallas del cableado y los
componentes. Estos aparatos son incapaces de
soltar suficiente energía bajo condiciones normales
o anormales, para causar encendido de una
atmósfera peligrosa específica en sus más fáciles
concentraciones de encendido.
4. Sellar herméticamente: esto asegura que el arco o
aparato productor de calor estén sellados contra
ingreso de vapor peligroso.
5. Presurizar el aparato eléctrico: esto asegura que el
gas peligroso no ingrese al equipo eléctrico, la
presurización se realiza con una aire limpio de tal
forma que el aporte de este aire sea protectivo con
un flujo y presión positiva. (ver NFPA 496)
6. Ventilación.
7. Cumplir con las reglas de seguridad indicadas por
las instalaciones.
Lo anterior se puede resumir en el siguiente gráfico:
Figura 9. Acciones frente al riesgo
10. EXTENSIÓN DE LAS ÁREAS CLASIFICADAS
Para delimitar las áreas peligrosas se debe determinar las
posibles fuentes de peligro, que prácticamente resultan
imposibles de evitar en forma absoluta durante la operación
del equipo o bien durante su mantenimiento, estas fuentes
pueden ser: fugas por sello, prensa estopas de válvulas,
bombas, bocas de medición en tanques, purgas, válvulas de
alivio, entre otros. La extensión es referida a la distancia que
abarca la cosificación según la NEC (Clase División) o IEC
(Zona).
Una evaluación cuidadosa debe considerar los siguientes
factores:
1. Material combustible o inflamable
2. Densidad de vapor de dicho material
3. Temperatura del material
4. Presión de proceso o almacenamiento
5. Tamaño de fuga
6. Ventilación
El tamaño de la fuga es tal vez el factor de mayor
importancia en la determinación de la extensión de un área
clasificada y es por tanto, el factor que requiere la mayor
dosis de criterios de ingeniería sin perder de vista el
propósito final, como es la instalación de equipo eléctrico.
Los achurados mostrados en los planos que se comúnmente
son usados son:
En la API RP 500 y 505, se pueden encontrar las diferentes
distancias de acuerdo a: su clasificación del producto,
lugares libremente ventilados, Lugares Cerrados, Fosas,
Distribución a granel, Hangares, Llenado de tambores,
Bombas, Compresores, Tanques de almacenamiento,
tanques de almacenamiento sobre el suelo, Tanques de
techo flotante, subterráneo, venteo, trampas de chancho,
pozos de producción de petróleo y gas, Cabezales, válvulas
y controles de gas inflamable, Camiones tanques, cisternas,
locales de anestesia inflamable.
En el Anexo “J” se muestra algunos ejemplos
representativos extraídos en base a norma API RP 500-2002.
11. CONCLUSIONES
Los criterios establecidos en el presente boletín son
aplicables para diferentes casos en nuestras instalaciones.
Se ha hecho mayor énfasis en los productos gases y vapores
y no así en los polvos y fibras combustibles.
Se determina que los requerimientos establecidos por leyes,
reglamentos, decretos o normas oficiales vigentes,
prevalecerán sobre lo contemplado en una clasificación de
áreas. Y como pudo apreciarse que la guía está basada en la
aplicación de las últimas técnicas y prácticas de clasificación
de áreas establecidas por organizaciones a nivel
internacional.
El conocimiento de este tema en sí, fortalecerá las
condiciones de seguridad respecto a las instalaciones
eléctricas en nuestras deferentes áreas de trabajo.
La clasificación de áreas peligrosas se debe aplicar a todo
tipo de industria que utilice o almacene líquidos
inflamables, polvos combustibles y fibras infamantes.
Siendo que es normal que la mayoría de personas asocien
áreas peligrosas únicamente a instalaciones de petróleo y
gas; sin embargo, éstas se presentan en mayor o menor
grado en todo tipo de industrias.
Las fuentes de este boletín se mencionan a lo largo del texto
del mismo.
ANEXOS
ANEXO A Boletín de seguridad por Beacon
ANEXO B Clasificación de atmósferas peligrosa,
según el tipo de Envolvente.
ANEXO C Parámetros de seguridad para gases y
vapores inflamables “grupo de Gases”
ANEXO D Clasificación en base a la temperatura
ANEXO E Modos de Protección (IEC)
ANEXO F Marcado de material para áreas clasificadas
ANEXO G Grado de estanqueidad IP
ANEXO H Tabla de comparación entre NEC e IEC
ANEXO J Ilustraciones guía de extensión de áreas
clasificadas
ANEXO K Ejemplo: La Clasificación de áreas
Dedicado a mis amigos :
Igor López Orlando Varnoux
En agradecimiento por sus enseñanzas, en las operaciones de transporte de hidrocarburos.
Anexo A: Boletín de seguridad por Beacon (www.aich/CCPS/Publications/Beacon/index.aspx)
ANEXO B Clasificación de atmósferas peligrosa, según el tipo de Envolvente.
La Asociación Nacional de Manufactura Eléctrica (NEMA) y el Código Nacional (NEC), de acuerdo al tipo de envolvente, mencionan las siguientes clasificaciones:
NEMA:
TIPO 3.- Equipo o material que se puede utilizar en áreas exteriores, usado principalmente, para prevenir la entrada de polvo hacia el interior, lluvia y formación de hielo en el exterior.
TIPO 4.- Equipo o material que puede ser utilizado en áreas interiores y exteriores, usado principalmente para prevenir la entrada de polvo hacia el interior excluye el agua por lluvia, rocío y agua aplicada directamente en forma de chorro.
TIPO 4X.- Equipo o material que pueden ser utilizados en áreas interiores y exteriores, usado principalmente para prevenir la corrosión, entrada de polvo hacia su interior, excluye el agua por lluvia, rocío y agua aplicada directamente en forma de chorro.
TIPO 7.- Equipo para usos interiores en lugares clasificados como Clase 1 Grupos A, B; C, o D como está definido en el Código Nacional Eléctrico (NEC)
TIPO 9.- Equipo para Usos interiores en lugares clasificados como Clase II Grupos E o G, como está definido en el Código Nacional Eléctrico (NEC).
TIPO 12.- Equipo o material diseñado para usos interiores, usado principalmente para prevenir la entrada del polvo hacia
su interior. Humedad y escurrimiento de líquidos no corrosivos.
ANEXO C Parámetros de seguridad para gases y vapores inflamables " Grupo de Gases
Sustancia Temperatura de
inflamación Clase de
temperatura Grupo de explosión
Acetileno 305 T2 II C
Gasolinas, combustibles ebullición incipiente < 135 220 A 300 T3 II A
Combustibles diesel (DIN 51601) 220 A 300 T3 II A
Combustibles para aviones a reacción 220 A 300 T3 II A
Etano 515 T1 II A
Alcohol etílico 425 T2 II A / II B
Etileno 425 T2 II B
Eter etílico 170 T4 II B
Fuel oil 220 A 300 T3 II A
Hidrogeno IIC
Metano 595 (650) T1 II A
Metanol 455 T1 IIA
n-butano 365 T2 II A
n- hexano 240 T3 II A
Propano 470 T1 II A
Gasolinas especiales ebullición incipiente < 135 200 a 300 T3 II A
Tolueno 535 T1 II A
ANEXO D. Clasificación en Base a la temperatura (según CENELEC / IEC))
Como se indicó en el parágrafo 1 de este boletín, uno de los componentes de una explosión es la temperatura. Por lo cual la temperatura superficial máxima de un aparato (máxima temperatura desarrollada por un aparato eléctrico en funcionamiento en un ambiente de 40º c) no debe exceder la mínima temperatura de ignición de la atmosfera explosiva. Por ejemplo: Supongamos un taller donde se utiliza Acetona, Butanol y Oxido de etileno, la temperatura de ignición más baja es la del butanol (340º c) por lo cual la zona será clasificada como T2 y solo podrán usarse aparatos cuya clasificación sea T6, T5, T4, T3 o T2.
Clasificación de Temperaturas
ANEXO E. Modos de protección según (CENELEC / IEC)
ANEXO F. Marcado del Material para áreas clasificadas (CENELEC e IEC)
ANEXO G. Grado de estanqueidad IP
El grado de protección se expresa como IP XX, (primer y segundo dígito) el tercer dígito solo se indica cuando fuese
necesario
Ejemplo: IP 54, Significa que el equipo está protegido del polvo y de los choros de las salpicaduras de agua
Equivalencias de envolventes Tipo NEMA(ver anexo A) A Clasificación IEC, (No se puede se empleada para convertir
clasificación según IEC al tipo NEMA)
ANEXO H.Tabla de comparación entre NEC e IEC, Clasificación de áreas
ANEXO J. Ilustraciones guía que muestran la extensión de las clasificación recomendada para áreas alrededor
de fuentes típicas de gases y/o vapores inflamables
Nota. Hay que tomar en cuenta que las distancias aquí mostradas son dadas para casos típicos y no pretende cubrir toda la gama de
posibles situaciones que se presentan, por lo cual estas figuras no pueden sustituir el criterio de ingeniería del diseñador
ANEXO K. Ejemplo; La Clasificación de áreas
Este ejemplo es referido a; cómo la clasificación de áreas influye en el diseño de instalaciones industriales de nuestro rubro, se
ha tomado un ejemplo con contenido mínimo, y simple en su aplicación y comprensión. (Otros ejemplos salen de los alcances
de este boletín)
1. Objetivo.-
Clasificar el área, de una válvula de línea, para la construcción de su respectivo enmallado
2. Alcance.-
Aplicable a la válvula del OCOLP, ubicado en el sector de Challa, Km del OCOLP
3. Normas y reglamentaciones aplicables.-
D.S. N° 24721 Reglamento para el Diseño, Construcción, Operación y Abandono de ductos
API RP 500 Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations of Petroleum
Facilities Classified as Class I, Division 1 and Division 2.
4. Terminología a usar.-
HVL. (Highly Volatile Liquid) Líquido Altamente Volátil, líquido cuya presión de vapor es superior a 40 psig. El GLP, se
considera como un producto HVL
Ver el parágrafo 3 de este boletín
5. Criterios de clasificación de áreas.-
El criterio a usar es el según la NEC, usando: Clase y división, según a API RP 500
6. Plano del lugar.-
Camino a
Independencia
Localidad
Challa
OCOP
Fotografía de la Válvula
7. Productos que intervienen.-
Los productos que están presentes en esta tubería y sus accesorios son: Diese Oíl, Gasolina Especial, Jet Fuel, Kerosene, GLP
Las características de estos productos se pueden apreciar en las Hojas MSDS de cada producto, siendo el más peligroso por
sus características el GLP y clasificar dentro los productos HVL (Líquido altamente Volatil)
8. Definición de anormal y normal, del proceso (operación).-
En operación Normal la fuga de producto es casi nula, o prácticamente la emisiones que produce una válvula con diseño
API 6D.
9. Fuente de peligro.-
La fuente de peligro está en la formación del triangulo del fuego, En esta y la mayoría de las zonas de nuestras
instalaciones es muy difícil evitar la presencia (probable o posible) de combustible (líquido, gas o vapor) y de comburente
(aire atmosférico), entonces sólo queda la prevención de evitar chispa y sobrecalentamientos (este último no existirá para
nuestro caso), que pueda actuar como fuentes de inflamación o de auto ignición. Las fuentes pueden ser: chispas por
rozamientos, chispas realizadas por pobladores en cercanías de la válvula.
10. Determinar las distancias de las áreas peligrosas.-
Según la API RP 500. Indica las distancias recomendadas para la clasificación de áreas, en la siguiente figura, se ilustra con
un ejemplo, de la sección 14.3.8, de la referencia mencionada anteriormente, o del anexo J de este boletín.
11. Plano de áreas peligrosas.-
Luego se adoptará un cerco rectangular de: 7.2 x 6 metros, de forma mínima, adoptaremos: 7.5 m x 6.2 m. sobre el eje de
la malla perimetral
12. Grupo de protección de pertenencia del área.-
Todo artefacto que cubre la Clase I, División 2.
13. Conclusiones
Este ejemplo ilustrativo muestra la aplicación de los pasos mostrados en el parágrafo 9, de este Boletín, desde luego como
se mencionó en la misma sección, pueden haber diferentes criterios e incluir más variables y no sólo recomendaciones de
distancias como se realizó en este ejemplo. Las variables a tomar fundamentalmente son las condiciones ambientales y las de
entorno.
J O S E L U I S R O D R I G U E Z L O P E Z