Instalaciones Electric As en Areas Peligrosas

8/2/2019 Instalaciones Electric As en Areas Peligrosas

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INSTALACIONES ELECTRICAS EN AREAS PELIGROSAS

PABLO A. HUAMBACHANO C.ING.CIP 22627

DPRISA - AIS S.R.L. - DEMEM S.A.

RESUMEN

Existen diferentes maneras de desarrollar eldiseo elctrico de instalaciones en reasPeligrosas, en este trabajo vamos a mostraralgunos procedimientos para seleccionar yaplicar adecuadamente los mtodos msapropiados. Esto requiere un conocimientoadecuado de las normas y recomendacionesprcticas aplicables, un adecuado criterio yuna real inventiva para encontrar diseoseconmicos sin sacrificar la calidad ni la

seguridad de las instalaciones.

Durante los ltimos aos, ha ocurrido unamezcla de tecnologas derivada comoconsecuencia de los traslados de los capitales propietarios de las industrias en el mundo.Esta mezcla de tecnologas, es algo quenosotros hemos apreciado en las plantasindustriales de nuestro pas desde hace

mucho tiempo. Aquellos que estuvieronfamiliarizados con el sistema deClasificacin por Divisin usado en el Cdigo Nacional de Electricidad, han tenidooportunidad de conocer equipos que a primera vista no podan ser usados enatmsferas peligrosas. Por otro lado aquellosque estuvieron familiarizados por el mtodoeuropeo de Clasificacin por Zonas se hanvisto en la necesidad de considerar equipos

que se vean como fuera de lugar, en laszonas peligrosas de sus industrias.

Durante este trabajo vamos a mostrar:1. Bases para entender la clasificacinde un rea Peligrosa2. Clasificacin de las reas Peligrosas3. Tipos de equipos que se usan en estoslugares.

INTRODUCCION

Las instalaciones de una refinera decombustible, una planta petroqumica, y unaplataforma de perforacin de pozo petrolero,lucen como lugares de trabajo riesgosos, y loson. Pero incluso lugares que se muestrancomo lugares seguros para trabajar, puedentener reas que son peligrosas debido a la presencia de elementos combustibles en elambiente. Muchas veces no se entiende bienque cierto tipo de metales pueden quemarse,y que cuando los polvos de estos metales sondepositados en una superficie caliente, estos

pueden encenderse y explotar violentamente.Similarmente, finos fragmentos (flotantes) dealgodn y otras fibras que flotan en el airepueden encenderse si estn presentes en lasconcentraciones apropiadas.Incluso la ms peligrosa de estasinstalaciones, puede ser segura para el trabajode las personas en estas reas, siempre que sehayan tomado las debidas precauciones para

asegurarse que estn bien. Ciertamente, no se permiten fuegos abiertos en estasinstalaciones, est prohibido el uso deherramientas que producen chispas, y lageneracin de electricidad esttica debetambin ser prevenida. Siguiendo un esfuerzoriguroso de normas de trabajo, todas estas potenciales fuentes de ignicin pueden serfcilmente eliminadas.

Los sistemas elctricos instalados dentro deestas instalaciones, sin embargo, tambin

tienen la posibilidad de incendiar unaatmsfera peligrosa. Por esta razn lasnormas de electricidad locales, nacionales einternacionales y los laboratorios decertificacin calificados y otras partesinvolucradas se preocupan de que lasinstalaciones elctricas en estos lugares detrabajo no sean los responsables de estassituaciones.


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1.0 BASES PARA ENTENDER LA CLASIFICACION DE UN AREA PELIGROSA

1.01 CAUSAS DE INCENDIOS Y EXPLOSIONES

Los incendios o explosiones requieren tres

ingredientes:

Combustible, Oxgeno y Energa, cada uno en cantidad suficiente.

Si al combustible almacenado en forma delquido en un depsito bajo alta presin(como el propano) se le deja salir solo de unamanera regulada, el combustible se evaporarcomo gas a la presin atmosfrica y slo semezclar con el aire alrededor de la fuente de

ignicin y producir una llama. Desde que segenera calor con la combustin, el gasescapado continuar quemndose en ese punto cuando la fuente de encendido seaapagada o retirada.

Por otro lado, cuando un gran volumen decombustible gaseoso es mezclado en la proporcin correcta, de tal forma que cadamolcula de combustible tenga suficienteoxgeno, y la temperatura de unas pocasmolculas de la mezcla alcance o supere su

temperatura de ignicin, ocurrir unacombustin instantnea (una explosin).

Cuando a un combustible lquido o slido se

le aplica calor, el combustible gradualmentese convertir en gas que, cuando se mezclecon el oxgeno del aire y se encienda,provocar una combustin lenta (un fuego).

El encendido de polvos puede ocurrir bajodiferentes conjuntos de condiciones: Primerconjunto, un polvo combustible estpresente, y el polvo est suspendido en el aireen las proporciones requeridas para produciruna mezcla que se pueda encender, tambindebe haber una cantidad suficiente de esta

mezcla en la vecindad del equipo elctrico, ydebe haber una liberacin de energa delsistema elctrico, suficiente para encender lamezcla en suspenso; Segundo conjunto, unpolvo combustible debe estar presente, y elpolvo se debe haber depositado por capas enel equipo elctrico en espesores suficientes para interferir con la disipacin de calor, permitiendo que la capa alcance latemperatura de encendido del polvo, y latemperatura externa del equipo elctrico debeser lo suficientemente alta para que provoque

que el polvo alcance su temperatura deignicin.

1.02 DEFINICION DE ALGUNOS TERMINOS

Punto Flash de un liquido, es la temperaturamnima a la que el lquido entrega vapor enconcentracin suficiente para formar unamezcla inflamable con el aire cercano a lasuperficie del liquido.Los combustibles lquidos tienen un puntoflash en o sobre los 37.8 C.

Los lquidos inflamables son aquellos conun punto flash debajo de los 37.8C y tienenuna presin de vapor que no excede los 40psia a 37.8C.La presin de vapor es la presin de unvapor confinado en equilibrio con su lquidoa una temperatura especfica. Generalmente,cuanto mayor sea esta presin, mayor ser lapresin de explosin mxima resultante.

Temperatura de Ignicin de una sustancia,sea esta slida, lquida o gaseosa, es latemperatura mnima requerida para iniciar ocausar una combustin auto sostenidaindependientemente del elemento calefactor.La temperatura de ignicin observada bajociertas condiciones puede ser variada

substancialmente por un cambio de lascondiciones de observacin. Por esta razn,las temperaturas de ignicin se vern solocomo aproximaciones. Algunas de lasvariables que se sabe que afectan latemperatura de ignicin son; la composicinporcentual de la mezcla de vapor o gas con elaire, la forma y dimensiones donde ocurre elencendido, el grado y duracin del


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calentamiento, tipo y temperatura de la fuentede encendido y concentracin del oxigeno.La temperatura de ignicin de uncombustible slido es influenciada por elflujo de aire, grado de calentamiento, y eltamao de la muestra.

Limites de Inflamacin o de Explosividad:En el caso de gases o vapores que formanmezclas inflamables con el aire u oxigeno,existe una concentracin mnima de lasustancia en el aire u oxigeno, debajo de lacual la propagacin de la llama no ocurre encontacto con una fuente de encendido.Propagacin de la llama se entiende a laexpansin de la llama desde una fuente deencendido a travs de la mezcla inflamable.Los gases y vapores pueden formar mezclasinflamables en atmsferas diferentes que el

aire u oxgeno, por ejemplo hidrgeno encloro. Existe tambin una proporcin mximade vapor o gas en el aire sobre la cual lapropagacin de la llama no ocurre.Estas mezclas lmites de vapor o gas con aire,que si se encienden propagan la llama, seconoce como los lmites de explosividad

superior e inferior, y son usualmenterepresentados en trminos de porcentaje porvolumen del gas o vapor en el aire.En trminos corrientes, una mezcla pordebajo del lmite inferior de explosividad esmuy "pobre" para quemarse o explotar y una

mezcla sobre el lmite superior deexplosividad es demasiado "rico" paraquemarse o explotar.Los valores de lmites de explosividad dadosen las tablas han sido determinados contemperaturas y presiones atmosfricasnormales, a menos que se indique locontrario. Pueden haber considerablesvariaciones en los limites de explosividad apresiones y temperaturas mayores o menoresque las anormales. El efecto general deelevar la temperatura o presin es el de

disminuir el limite inferior y elevar el limitesuperior, es decir aumenta el rango deexplosividad. El disminuir la temperatura opresin, por el contrario, aumenta el lmiteinferior y disminuye el lmite superior; esdecir disminuye la amplitud del rango deexplosividad.

LIMITE DE INFLAMABILIDAD SUPERIOR E INFERIOR DE LA CONCENTRACION DE LOS GASES

REPRESENTATIVOS DE LOS GRUPOS DE LA CLASE I

2.5% 4.0% 2.7% 2.1%

81.0%75.0%

36.0%

9.5%

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

GRUPO A.- Acetileno GRUPO B.- Hidrgeno GRUPO C.- Ethyleno GRUPO D.- Propano

GASES REPRESENTATIVOS DE LOS GRUPOS DE LOS GASES DE LA CLASE I

PORCENTA

JEDECONCENTRACION

DELOSGASES

PELIGROSOSEN

ELAIRE


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Densidad del Vapor es el peso de unvolumen de vapor o gas (sin presencia delaire) comparado con el peso de un volumenigual de aire seco a la misma temperatura y presin. Se le calcula como la relacin al peso molecular promedio del aire (29). Un

valor de densidad menor que 1 indica que elvapor o gas es menos pesado que el aire y

tendra tendencia a irse hacia arriba enatmsferas relativamente tranquilas. Unvalor de densidad mayor que 1 indica que elvapor de gas es ms pesado que el aire ytiende a viajar por los niveles inferiores aconsiderables distancias y llegar a una fuente

de encendida e inflamarse.

1.03 MATERIALES PELIGROSOS Y LA CLASIFICACION DE AREASCOMPARACION ENTRE CENELEC-IEC / NEC

CENELEC / IEC NECMATERIAL

INFLAMABLEPROTEC-

CIONZONA GRUP

OSUBDIVI-

SIONCLASE DIVI-

SIONGRUPO

GASES Y VAPORESAcetileno d, e 1, 2 II C I 1, 2 AHidrgeno d, e 1, 2 II C I 1, 2 B

Oxido de Propileno d, e 1, 2 II B I 1, 2 B

Ethil xido d, e 1, 2 II B I 1, 2 BButadieno d, e 1, 2 II B I 1, 2 B

Ciclopropano d, e 1, 2 II B I 1, 2 CEthil Eter d, e 1, 2 II B I 1, 2 CEtileno d, e 1, 2 II B I 1, 2 CAcetona d, e 1, 2 II A I 1, 2 DBenzeno d, e 1, 2 II A I 1, 2 DButano d, e 1, 2 II A I 1, 2 DPropano d, e 1, 2 II A I 1, 2 DHexano d, e 1, 2 II A I 1, 2 D

Solventes de Pintura d, e 1, 2 II A I 1, 2 DGas Natural d, e 1, 2 II A I 1, 2 D

POLVOS COMBUSTIBLESMagnesio D/DIP 21, 22 II 1 EAluminio D/DIP 21, 22 II 1 E

Polvos metlicos conR=10^5 Ohms x cm

D/DIP 22 II 2 G

FIBRAS Y POLVOSRayn III 1, 2 (1)

Algodn III 1, 2 (1)Lino III 1, 2 (1)

Madera III 1, 2 (1)Camo III 1, 2 (1)Estopa III 1, 2 (1)

Fibra de coco III 1, 2 (1)(1) Divisin 1: reas de fabricacin / Divisin 2: reas de almacenamiento


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1.04 NORMAS EN EL MUNDO

Las principales normas que rigen el diseo ylas instalaciones elctricas y la fabricacin demateriales y equipos para atmsferasexplosivas, son: IEC (Internacional Electrotechnical

Commission) / CENELEC ANSI (American National Standard Inst-

itute) / NEC (National Electrical Code)

La IEC es una organizacin internacional queexiste desde 1904, cuyas oficinas principalesquedan en Gnova, Suiza. La mayora de lospases europeos son integrantes de la IEC, losprincipales pases del medio y lejano orientey los E.U. de A. tambin son miembros de laIEC, desde hace mucho tiempo.En 1947, con la creacin de la ISO(International Standards Organization) porlas Naciones Unidas, la IEC se hizoresponsable de la organizacin de la divisinelctrica, mantenindose independiente. LaIEC, a su vez mantiene activa dos sistemaspara aprobar acuerdos: IECEE, trabaja con los fabricantes para

proveer los medios para aprobar losequipos elctricos a un costo adecuado ylo ms pronto posible.

IECO, trabaja con toda la industria decomponentes electrnicos, certificandocomponentes, y suministrandoinformacin sobre fabricantes ydistribuidores calificados.

La IEC incluye ms de 100.000 pginas enms de 3.000 normas.Debido a que la IEC incluye a diferentes pases, y muchos de ellos han incorporadosus propias normas, se form un grupodenominado CENELEC (Comit Europeo de Normalizacin Electrotcnica). Ladesignacin de las normas de la CENELECes con EN (European Normalisation).Actualmente la CENELEC respalda ms de1.000 documentos, que contienen en totalms de 25.000 pginas, ms del 90% de lascuales han sido adoptadas directamente de laIEC.Los objetivos de la CENELEC incluyen:

Normalizar la ingeniera, el diseo y laconstruccin en Europa, en base anormas uniformes.

Retirar barreras para la fabricacininternacional.

Asegurar una alta calidad de los bienes yla seguridad para los consumidores.

Establecer una referencia nica cuyaconformidad significar que los bienesfabricados pueden ser comercializadoslibremente a travs de los 18 paseseuropeos.

A partir de 1996, el NEC usa los nombres delos grupos de gases, clases de temperaturasde equipos y la definicin de reas del IEC.

La ANSI, la NFPA (National Fire ProtectionAssociation), la UL (UnderwritingLaboratories), la API (American PetroleumInstitute), la IEEE (Institute of Electrical andElectronics Engineers), y la NEMA (NationalElectrical Manufacture Association) emiten yrevisan permanentemente, normas que sonmencionadas por el NEC en la clasificacinde distintas ubicaciones y otros asuntos quedeben ser conocidos por aquellos quetrabajan en proyectos relacionados con reas peligrosas y los equipos que van instaladosen ellos.Un electricista acostumbrado a leer y usar lossmbolos ANSI/NEMA/IEEE en los planosde trabajo, tiene dificultad cuando observapor primera vez smbolos y documentos deIEC/CENELEC, lo mismo en el sentidocontrario. Asimismo existen diferencias entrelas frecuencias y niveles de tensin usadas enuna y otra norma.Pero la mayor diferencia entre lasmetodologas de la IEC/CENELEC y lasmetodologas de ANSI/NEC/NEMA/IEEE/ NFPA/API se encuentran dentro de losconceptos de reas Peligrosas. Estasmetodologas son tan diferentes y tandesarrolladas, que el esfuerzo para que estndisponibles universalmente lo mejor de lasdos metodologas, llego a la conclusin finalque era necesario respetar cada una de ellassiendo explicada y mantenida separado unade otra.


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2.00 CLASIFICACION DE LAS AREAS PELIGROSAS

Es difcil eliminar por entero el equipoelctrico de las reas peligrosas. Entonces, elequipo elctrico instalado en estas

ubicaciones puede ser la fuente que cause elencendido de materiales inflamables. Lo realsera, entonces, usar equipos y materialesespecficamente probados y aprobados paraser usados dentro de atmsferas peligrosasespecficas.Un factor principal en la seleccin del equipoes la clasificacin del rea por la naturalezadel material peligroso presente: gas, vapor, polvo, fibras material flotante. Por estarazn es necesario entender claramente suidentificacin.

Las normas europeas e internacionalesdefinen las reas peligrosas de maneradiferente que el NEC. Esto puede verse

comparando el procedimiento declasificacin de reas que sigue cada norma.

La presencia en un rea peligrosa de cajas oenvolturas de plstico con recorridosdesprotegidos de cables que ingresandirectamente a las cajas con conectores decable, es algo que no se entiende fcilmentecuando uno ha estado acostumbrado aefectuar instalaciones elctricas en reaspeligrosas bajo las reglas del NEC, en dondeen instalaciones similares los alambradostienen que estar protegidos por conductosaprobados, con accesorios de sellado a menosde 500 mm de la caja envoltura, que es

generalmente de metal fundido. Obviamente,el mtodo de clasificacin del rea peligrosavara de una a otra.

2.01 CLASIFICACION DE LA PELIGROSIDAD POR LAS REGLAS DEL IEC/CENELEC

Las cajas o envolturas apropiadas para reaspeligrosas son llamadas a prueba de fuego.Las normas disponen la mnima presin deexceso para las que estas cajas o envolturasdeben ser diseadas cuando son usadas en losdiferentes grupos de materiales. Las normas

tambin dan las guas para las longitudes yespesores necesarias de las ranuras requeridas para prevenir el encendido de la mezclaexplosiva fuera de la caja. Adicionalmente, elreglamento especifica los valores mximosde la temperatura de la superficie de lasenvolturas de los equipos en serviciocontinuo.

Una razn de la aparentemente livianaconstruccin de las envolturas aprobadas porCENELEC es que se dedica un considerable

esfuerzo en reducir la peligrosidad debido alsistema elctrico en las reas peligrosas. Porejemplo, los pulsadores, luces piloto,interruptores de carrera, y dispositivossimilares, tienen los contactos que generanarcos elctricos, dentro de compartimentoshermticamente sellados. Un mayor nfasisse toma en el uso de alambrados y

dispositivos intrnsecamente seguros y el usode compartimentos presurizados.

La IEC define tres zonas para la clasificacinde reas peligrosas, por la presencia de gases vapores combustibles (IEC 79.10 de 1995):

ZONA 0 La mezcla explosiva de gas,vapor o polvo est permanentementepresente, por ejemplo la fase gaseosa enel interior de un tanque dealmacenamiento una cmara abierta.

ZONA 1 La atmsfera explosiva estcasi siempre presente, debido a la presencia de gases, vapores polvos,durante la operacin normal del proceso.

ZONA 2 La atmsfera explosiva noest presente durante la operacin

normal, slo est presente durante cortosperiodos y de manera accidental.

Asimismo las zonas con polvos inflamables combustibles se clasifican de la siguientemanera (IEC 94/9 EC):

ZONA 20 Esta es una zona en dondeexiste una atmsfera explosiva, en forma


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de una nube de polvo combustiblemezclado con aire, todo el tiempo odurante largos periodos ofrecuentemente.

ZONA 21 Esta zona es aquella en laque la atmsfera explosiva en forma de

nube de polvo combustible, mezclado

con aire ocurre ocasionalmente durante laoperacin normal.

ZONA 22 En esta zona la atmsferaexplosiva en forma de una nube de polvomezclado con aire no est presentedurante la operacin normal del equipo.

Sin embargo puede estar presente duranteperiodos breves.

2.02 CLASIFICACION DE LA PELIGROSIDAD POR LAS REGLAS DEL NEC

Las denominadas reas Peligrosas sonaquellos lugares donde una sustanciainflamable est o puede estar presente en unestado fcilmente inflamable. Estos lugares pueden ser aquellas instalaciones donde semanipulen, almacenen o procesen lquidos,gases, vapores, polvos o fibras inflamables.

Estas reas se clasifican por el tipo dematerial que se maneje, procese o almacene.El Artculo 500 del NEC define las clasescomo sigue:

Clase I.- Son aquellos locales en los queen su atmsfera estn o pueden estarpresentes gases o vapores inflamables encantidad suficiente como para produciruna mezcla inflamable o explosiva. Losvarios gases y vapores estn organizados

en cuatro grupos: Grupo A, Grupo B,Grupo C y Grupo D.

Clase II.- Son aquellos lugares que son peligrosos debido a la presencia depolvos combustibles. Para los polvos lascategoras estn agrupadas en: Grupo E,Grupo F, y grupo G.

Clase III.- Son aquellas reas dondeexisten condiciones de peligrosidaddebido a la presencia de fibras omateriales que produzcan pelusasinflamables. Esta clase de reas no tienen

grupos especficos que las identifiquen.

Dentro de las Clases mencionadas el NECconsidera:

Divisin 1.- Son locales en donde existenconcentraciones peligrosas de lquidos, gases,

vapores, polvos o fibras inflamables en formacontinua o peridica, bajo condicionesnormales de operacin; o lugares en donde pueden existir frecuentementeconcentraciones peligrosas de talessubstancias debido a operaciones demantenimiento o reparacin, o debido a

fugas; o reas donde la interrupcin deservicio u operaciones defectuosas de losequipos o procesos que pueden liberarconcentraciones peligrosas de las substanciasinflamables, pueden tambin causar fallassimultneas del equipo elctrico.

Divisin 2.- Son locales en las que lquidos,vapores, gases, polvos o fibras inflamablesson manejados, procesados o usados, peroestas substancias inflamables puedennormalmente ser confinados dentro de

depsitos o sistemas cerrados desde dondeellos pueden escapar solo en caso de rupturaaccidental o falla de tales depsitos osistemas, o en caso de operacin anormal delos equipos; o lugares en donde lasconcentraciones peligrosas de gases ovapores son normalmente prevenidas porventilacin artificial pero que pueden llegar aser peligrosas debido a fallas u operacinanormal del equipo de ventilacin; o reasadyacentes a reas de la Divisin 1, desdedonde pueden ocasionalmente ser

comunicadas concentraciones peligrosas degases o vapores, a menos que talcomunicacin sea prevenida, primero poradecuada ventilacin de presin positivadesde una fuente de aire limpio, y segundo por precauciones efectivas contra fallas deventilacin.


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3.00 SELECCIN DE LOS EQUIPOS

3.01 EQUIPOS PARA LUGARES PELIGROSOS DE ACUERDO AL IEC/CENELEC

La seleccin de los equipos a ser instalados enreas peligrosas estn controlados por

regulaciones especficas dadas por laIEC/CENELEC. Un factor principal en laseleccin del equipo es la naturaleza delmaterial inflamable y la probabilidad de queestos materiales estn presentes enconcentraciones suficientes para hacerlospeligrosos.Se debe realizar una distincin entre dosgrupos de equipos elctricos: Grupo I.- Equipo elctrico para trabajos

subterrneos, en minas con atmsferasexplosivas.

Grupo II.- Equipo elctrico diseado paratrabajo en la superficie.

La seleccin de equipos se realiza de acuerdo alos siguientes criterios:

A. Clasificacin del gas o vaporB. ndice de proteccin IP

C. Modo de proteccinD. Medio Ambiente:

Ambiente Tropical: implica lams fuerte proteccin contra lacorrosin del acabado metlico. Ambiente Industrial:relacionado con fbricas, la principal proteccin es contra el contenido desubstancias sulfricas en la atmsfera. Acabado Marino:

relacionado principalmente

contra la continua presencia de unaalta humedad relativa y un ciertocontenido de sal marina en el aire.Excluyendo ataques permanentes delagua de mar.

3.01.01 SELECCIN DEL EQUIPO CORRECTO

EQUIPO IEC CENELEC NEC (UL)Luminarias Fijaspara Uso General

IEC 79.0 IEC 79.1

y/o 79.7 IEC 598.1

EN 50 014 EN 50 018 y/o

50 019 EN 60 598.1

UL 844

Equipo Porttil

UL 844 UL 781Reflectores yLmparas

UL 844 UL 783

Luminarias conlmparasfluorescentes

UL 844 UL 1570

Luminarias conlmparasincandescentes

UL 844 UL 1571

Salidas de Fuerza

IEC 79.0

IEC 79.1y/o 79.7 IEC 309.1

(IEC 309.2)

EN 50 014 EN 50 018 y/o

EN 50 019 EN 60 309.1

(EN 60 309.2)

UL 1010 UL 1682


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3.01.02 INDICES DE PROTECCION DE LAS ENVOLTURAS

PROTECCION CONTRA CUERPOSSLIDOS / Primera cifra

IP DESCRIPCION0 Sin proteccin

1 Protegido contra cuerpos slidosmayores de 50mm (Contactoaccidental con la mano)

2 Protegidos contra cuerposmayores de 12.5mm (Contactoaccidental de los dedos de lamano)

3 Protegido contra cuerpos slidosmayores de 2.5mm (Herramientas,alambres)

4 Protegido contra cuerpos slidosmayores de 1mm (herramientasfinas, pequeos alambres)

5 Proteccin contra el polvo, noresistente a depsito de capas

6 Proteccin completa contra elpolvo

PROTECCION CONTRA LIQUIDOSSegunda cifra

IP DESCRIPCION0 Sin proteccin

1 Proteccin contra goteo vertical deagua, condensacin

2 Proteccin contra goteos quevienen con una inclinacin dehasta 15 de la vertical

3 Proteccin contra goteos de lluviacon inclinacin de hasta 60 de lavertical

4 Proteccin contra la salpicadurade agua en todas las direcciones

5 Proteccin contra chorros de aguaen todas las direcciones

6 Proteccin completa contrachorros de agua con fuerza similara mares fuertes

7 Proteccin contra los efectos de lainmersin

8 Proteccin contra el efecto deinmersin prolongada, bajocondiciones especificadas

3.01.03 MODOS DE PROTECCION

MODOS DE PROTECCIN RECONOCIDOS POR LA IECMETODO DE PROTECCION LETRAS DE IDENTIFICACION

A prueba de fuego DIntrnsecamente seguro

(zona 0)Ia

Intrnsecamente seguro(zona 1)

ib (1)

Sobre presin interna PSeguridad incrementada e (1)

Inmerso en aceite o (1)Rellenado con polvo q (1)

Encapsulado m (1)Zona 2 nProteccin especial s (2)

(1) An no reconocida en Norte Amrica(2) Reconocida como equivalente de seguridad a otros mtodos, pero

que no tiene norma establecida.

3.01.04 EJEMPLO: EEx de IIB T6


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EJEMPLOEEx de IIB T6 IP 66/67

EEx (CENELEC)Ex (IEC)

Equipo designado para operar en atmsfera explosiva

d Carcasa a prueba de fuegoe Seguridad incrementadaII Trabajo en superficieB Subdivisin de los gases que se toman en cuenta para

dimensionar el sellado a prueba de fuegoT6 Clase de Temperatura del equipo, indica la temperatura

mxima de la superficie del equipo, durante la operacin66 Completa proteccin contra:

el polvo, y chorros de agua con fuerza similar al mar

67 Completa proteccin contra: el polvo, y

efectos de la inmersin

3.02 EQUIPOS PARA LUGARES PELIGROSOS DE ACUERDO AL NEC

Para una apropiada seleccin e instalacin delos componentes de sistemas elctricos enlugares peligrosos, es necesario conocer losfundamentos de diseo de los equipos. Elequipo o instalacin elctrica que se escoja odisee, para ser ubicado dentro de unaatmsfera inflamable, debe estar provisto de un

tipo de proteccin que evite que la atmsferaque rodea al equipo o instalacin elctrica, seaencendida.El equipo debe ser aprobado, no slo para laClase de la ubicacin, sino tambin para lascaractersticas de combustin, inflamabilidad oexplosividad del gas, vapor, polvo, fibra oelementos flotantes que estar presente en elambiente.El equipo aprobado debe tener una placa deidentificacin que muestre la Clase, Grupo yla temperatura de operacin o el rango de

temperatura, referido a un ambiente de 40C.Los equipos apropiados para temperaturasambientes superiores a 40C, debe ser marcadocon la mxima temperatura ambiente y con latemperatura de operacin rango detemperatura a esa temperatura ambiente.A continuacin describiremos algunos de lostipos de proteccin con que se proveen a los

equipos que van a ser usados en lugarespeligrosos.

Equipos Intrnsecamente Seguros: Sonequipos y cableados que son incapaces deliberar suficiente energa elctrica para causarla inflamacin de una mezcla atmosfrica

determinada, en su condicin ms fcil de serinflamada, bajo condiciones normales oanormales de operacin. El equipo y sucableado asociado deben ser instalados de talforma que, ellos deben estar positivamenteseparados de los circuitos que no sonintrnsecamente seguros. El uso de estosequipos, est limitado a instrumentos decontrol de proceso, ya que estos sistemaselctricos, por las caractersticas propias de sufuncin, se prestan a s mismo a los bajosrequerimientos de energa.


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Equipos Sumergidos en Aceite: Estosequipos tienen todas sus partesproductoras de arcos, inmersas debajode 6" de aceite, para lugares Clase I,Divisin 1, y por debajo de 2" deaceite, en ubicaciones Divisin 2. Son

equipos que ocupan gran volumen, demantenimiento y construccincompleja; se les utiliza principalmenteen aplicaciones de contactores,interruptores o en resistencias,reactores, etc.

Equipos de Cubiertas Presurizadas: Enalgunos equipos o accesorios elctricos, eldiseo o fabricacin de cubiertas a prueba deexplosin resulta complicado o antieconmico.Esto ocurre especialmente con grandes

motores o tableros que tengan que ser usadosen lugares Clase I, Divisin 1. La solucin esusar cubiertas cerradas, presurizadas con airelimpio o gas inerte, que albergan los motores ysus controles o los interruptores de un tablero.El aire limpio es enviado a la cubierta a travsde un ducto, la cantidad y presin de airenecesarias se calculan mediante tablas yaelaboradas, por los fabricantes de estosequipos. Para este sistema es necesario utilizarventiladores externos, ya que si se usa unventilador acoplado al eje del motor, por

ejemplo, no se puede asegurar que el motor seencuentra purgado cuando empiece afuncionar. Incluso pueden resultar presionesnegativas dentro de la cubierta, si el ventiladorse encuentra dentro de la cubierta, y permitirque algn gas o vapor inflamable ingrese a lacubierta.

Equipos con Cubierta a Prueba deExplosin: Existe un muy comn error decreer que las cubiertas a prueba de explosinson a prueba de gas. Seria poco prctico hacer

una instalacin elctrica totalmente hermtica.Siempre que una cubierta se abriera paraservicio de los aparatos, por ejemplo, la mezclaexplosiva podra entrar y ser atrapada por lacubierta. La atmsfera encerrada podraexplotar en el instante en que el aparato fueranuevamente operado. La explosin puededesarrollar presiones que seran suficientes para romper una cubierta hermtica,

permitiendo que las llamas escapen e incendienla atmsfera que rodea la cubierta. Elrequerimiento es, entonces, no que la cubiertadel equipo sea a prueba de gas, sino que ellasea diseada y fabricada tan fuerte que seacapaz de contener una explosin y prevenir

que escapen las llamas o el calor que puedaincendiar la atmsfera que rodea la cubierta delequipo.Los gases incendiados pueden escapar de unequipo a prueba de explosin, pero la ruta deescape debe ser diseada de tal forma que latemperatura del gas, a la salida de la cubierta,sea bastante menor que el punto de ignicin dela atmsfera que rodea el equipo. Las cubiertasa prueba de explosin tienen varios tipos deconstruccin, los que pueden ser del tipo de

unin plana, tipo unin roscada, tipo eje detolerancia mnima, tipo de metal poroso.

Construccin tipo Unin Plana: es aquelladonde dos superficies metlicascuidadosamente maquinadas, son empernadasestrechamente entre si, manteniendo dentro delequipo los gases inflamados calientes causadospor una explosin. La presin interna obliga algas caliente a que salga afuera por entre lassuperficies lisas, pero el gas es enfriado en el proceso y entonces no puede incendiar la

atmsfera peligrosa que rodea la cubierta delequipo.

Construccin tipo Unin Roscada: Laconstruccin con unin tipo roscada, se utilizaen aquellas cubiertas donde la tapa se enroscadentro del cuerpo de la cubierta para formaruna unidad de envoltura. En este tipo deconstruccin se debe enroscar un mnimo decinco hileras completas. En caso de explosinlas superficies de las hileras de la roscapermitirn, debido a la presin de la explosin,

que el gas interno sea evacuado por entre ellas, pero sern enfriados durante su paso por lassuperficies de las hileras, y al salir fuera de lacubierta estarn a una temperatura menos quela temperatura de encendido del gas que rodeela cubierta. Aunque la construccin de uninroscada es normalmente usada para cubiertasde equipos a prueba de explosin, es tambin


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utilizada para aquellas construcciones con ejesque tienen rotacin limitada.

Construccin con eje de ToleranciaMnima: La construccin con eje de toleranciamnima es aquella donde dos superficies

estrechamente construidas estn en contactosobre una distancia preestablecida, que permitela suficiente disipacin de calor, enfriamiento

de los gases o disminucin de las presionesinternas, y que adems no permiten que lasllamas lleguen a la atmsfera peligrosa querodea al equipo. Este tipo de construccin esutilizada para ejes donde la construccinroscada no puede ser utilizada, tal como

pulsadores, botoneras y otros equipossimilares.

3.2.1 CLASIFICACION DE LA TEMPERATURA EN LA SUPERFICIE DE LOSEQUIPOS USADOS EN AREAS PELIGROSAS

TEMPERATURASEN C

CLASIFICACIONIEC NEC

450 T1 T1300 T2 T2280 T2 T2A

260 T2 T2B230 T2 T2C215 T2 T2D200 T3 T3180 T3 T3A165 T3 T3B160 T3 T3C135 T4 T4120 T4 T4A100 T5 T585 T6 T6

3.2.3 TEMPERATURAS DE ENCENDIDO PARA LAS QUE LOS EQUIPOS CLASEII (NEC) HAN SIDO PREVIAMENTE APROBADOS

GRUPO E F GC C C

EQUIPO QUE NO ESTASUJETO A SOBRECARGAS

200 200 165

EQUIPOS QUE PUEDENSER SOBRECARGADOS /OPERACIN NORMAL

200 150 120

EQUIPOS QUE PUEDEN

SER SOBRECARGADOS /OPERACIN ANORMAL

200 200 165


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4.00 METODOS DE INSTALACION

Las instalaciones deben satisfacer los requerimientos relacionados con las instalaciones en reaspeligrosas y en reas no peligrosas. A continuacin describimos los procedimientos ms usualesusados en las instalaciones elctricas, alrededor del mundo.

METODOS DEINSTALACION

Conductores instaladosen tubera rgida, conconexiones roscadas

Cable armado conalambre cinta de metal

Cable no armado

LUGARES DEAPLICACIN

Norteamrica (USA yCanad), parte deSuramrica, medio ylejano oriente, donde esusado el NEC

Reino Unido y pases dela comunidad britnica,donde las normasinglesas se mantienenvigentes

Francia, Alemania,Italia, Europa Oriental,parte del frica, medio ylejano oriente

ACOMETIDA Requiere conectoresespeciales

Con conectoresespeciales

Conexin realizada conconectores de cable

VENTAJAS Se asegura una efectivaproteccin de losconductores contra daomecnico y ataquequmico

El cable armado aseguraadicionalmente a laproteccin mecnica,continuidad elctrica

Mtodo de instalacinmuy flexible y rpida. Esuna solucin realmenteeconmica

DESVENTAJAS Sistema totalmentergido, el alambrado nopuede ser fcilmentemodificado. Losaccesorios de tuberasson caros, y el materialusado est sujeto acorrosin

La instalacin de losconectores requiereespecial cuidado, paraasegurar la continuidadelctrica del sistema detierra

En caso de riesgosmecnicos, es preferibleel uso de cable armado oductos para cablesantiestticos

5.0 CONCLUSIONES

La decisin clave que se debe tomar en la clasificacin de reas es que es normal y que es anormalpara los procesos involucrados. Esto requiere un esfuerzo de grupo, incluyendo entre otros al ingenieroelectricista, el ingeniero de procesos, el ingeniero de proyectos, y el especialista de seguridad. Lanaturaleza exacta del material peligroso y la manera en que ste va a ser manejado, debe ser conocidaal detalle. El grupo de especialistas debe tomar conciencia de los tipos de equipos que cumplirn lasnecesidades elctricas para la clasificacin realizada y las normas elctricas vigentes en estainstalacin.Los ingenieros de proyectos y de seguridad proveen la visin panormica necesaria para balancear elesfuerzo de la clasificacin de reas. Todos los miembros del equipo deben realizar un esfuerzo para

darse cuenta del rol crtico de su participacin.Las decisiones tomadas en la clasificacin de las reas tendrn un efecto significativo debido a lasdiferencias de costos de los equipos y de las tcnicas de construccin requeridas en las reaspeligrosas. Aqu es donde los ingenieros del proyecto y de seguridad juegan sus ms significativosroles. La clasificacin a la que se llegue no debe ser demasiado conservadora, pero las consideracioneseconmicas no deben sobrepasar el juicio profesional, por la importancia y el valor de las instalacionesy las vidas que estn en juego.

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Instalaciones Electric As en Areas Peligrosas