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Topicos

Protección contra explosiones para personas y máquinas

La protección contra explosiones tiene su origen en el sector de la minería. Hasta la segunda mitad del siglo, las mezclas de metano y aire que se generan en la extracción de carbón y que son explosivas en una proporción determinada se contrarrestaban con explosiones controladas. Pero, ¿cómo se hace ahora?

Los numerosos avances técnicos y las normativas de protección hacen innecesaria la combustión del grisú. Sin embargo, la protección contra explosiones no ha perdido importancia a pesar de ello. Al contrario, es un concepto muy extendido, no solo en la minería, sino también en otros sectores en los que se utilizan materiales explosivos, como por ejemplo, la industria química, durante la producción de petróleo crudo o gas natural y en la industria alimentaria.

Sus ventajas de un vistazo:

Funcionamiento de sistema económico
Breve puesta en marcha y revisión gracias al concepto modular
Costes operativos reducidos gracias a la tecnología de conexión resistente a las vibraciones y libre de mantenimiento
Los ajustes pueden realizarse rápidamente con el factor de forma y la versatilidad óptimos

Una mezcla explosiva

Combinadas con el oxígeno, estas sustancias crean una «atmósfera explosiva peligrosa». En presencia de una superficie caliente o una chispa eléctrica, pueden dar lugar súbitamente a una situación que debe evitarse a toda costa, ya que un evento de este tipo puede afectar directamente a muchas personas, por no mencionar el impacto sobre el medioambiente y los sistemas de producción. Por ello, en Europa ya existen directivas consolidadas para los Estados miembros y la legislación pertinente: las Directivas ATEX (del francés ATmosphères EXplosives) Estas Directivas comprenden la norma 1999/92/CE para operadores de planta y la norma 2014/34/UE (anteriormente 94/9/CE) para fabricantes de equipos. Los equivalentes más importantes de las Directivas ATEX europeas en el mercado americano son los artículos correspondientes sobre «clasificación de lugares peligrosos» (HazLoc) del NEC y CEC y el EAC Ex. Otras normativas importantes incluyen el proceso de conformidad EAC (Eurasian Conformity) de Rusia, Kazajistán y Bielorrusia, que sustituye a los antiguos procesos de importación GOST y es muy similar a ATEX y CE.

Protección contra explosiones

La protección contra explosiones suele dividirse en primaria, secundaria y terciaria. Las medidas primarias de la protección contra explosiones van dirigidas a evitar o limitar la generación de atmósferas explosivas. Las medidas secundarias de protección contra explosiones se utilizan para evitar la ignición de atmósferas explosivas, esto es, para evitar fuentes potenciales de ignición. Las medidas terciarias de protección contra explosiones sirven para mitigar el impacto de una explosión hasta niveles casi inocuos. Durante la evaluación de riesgos, que cada operador de planta debe realizar, el operador se debe preguntar en primer lugar si, como parte de la protección contra explosiones primaria, es posible sustituir el material potencialmente explosivo para evitar una explosión. Si no es posible, el operador de planta debe clasificar la planta en función del riesgo y delimitar el acceso. El modelo de zonas es el método más utilizado en el mundo y se especifica en 1999/92/CE. En Estados Unidos y Canadá, es común encontrar clasificaciones por «Divisiones».

Zonas Ex

El modelo de zonas clasifica las áreas de la planta según los riesgos presentes en zonas 0, 1 y 2 para las atmósferas de gas, y 20, 21 y 22 para las atmósferas de polvo. Como parte del análisis de riesgos, el operador debe valorar la frecuencia y la duración de las atmósferas en las diferentes áreas de la planta y en consecuencia dividir su planta en estas zonas. La zona 0 y la zona 20 son en este caso las más peligrosas (Tabla de descripción de zonas). Ejemplo: Clasificación de zona de un depósito que se llena de crudo líquido e incluye un manómetro como el que muestra nuestra ilustración.

Selección del dispositivo

Todos los dispositivos para atmósferas explosivas que se vayan a utilizar en Europa en zonas 0 y 1 o 20 y 21 deben estar certificados por un organismo reconocido e incluir una marca en la certificación de ensayo. Esta marca identificativa incluye la información necesaria para usar el equipo en áreas explosivas e indica el grupo y la categoría del equipo. Con respecto al grupo de equipo, los recursos operativos se dividen en dos grupos: los dispositivos utilizados en minas susceptibles de generar grisú (I) en categorías M1 y M2, y los dispositivos del resto de aplicaciones (II) en las categorías 1, 2 y 3, con el apéndice G para gas y D para polvo. La categoría indica la zona en la que puede utilizarse el equipo. Además, la marca identificativa incluye información sobre el tipo de protección, el grupo de gas o polvo y la clase de temperatura si el dispositivo ha sido probado conforme a una norma. Para evitar una explosión, suele haber varias opciones que se han desarrollado cuidadosamente durante las últimas décadas y considerado en las normas correspondientes. Para el equipo eléctrico se han definido diferentes tipos de protección. Sin embargo, determinados tipos de protección no son adecuados para todas las zonas. El tipo de protección Ex n, por ejemplo, solo puede utilizarse en zona 2. El tipo de protección Ex i (seguridad intrínseca), en cambio, permite el uso del equipo hasta en zona 0. En nuestro ejemplo, utilizamos seguridad intrínseca porque es uno de los tipos de protección más escogido y utilizado.

Seguridad intrínseca

El tipo de protección se basa en el principio de limitación de energía: los valores de corriente, tensión y energía de un circuito eléctrico, que llegan al área explosiva durante la medición y control, deben ser suficientemente bajos para no generar chispas ni sobrecalentamiento. Los circuitos eléctricos de seguridad intrínseca constan por tanto de componentes de seguridad intrínseca y del equipamiento asociado. Estos circuitos se instalan fuera de las zonas Ex. En nuestro ejemplo del depósito de petróleo, esto significa que, primero, el equipamiento de seguridad intrínseca, básicamente el sensor del manómetro, debe ser adecuado para su instalación en zona 1; y segundo, el siguiente dispositivo y el equipamiento asociado conectado al sensor deben garantizar que al sensor no llegue más energía de la que pueda controlar, sin provocar calentamiento. El nivel de calentamiento permitido depende de la composición de la atmósfera explosiva, es decir, de lo alta o baja que sea la temperatura de ignición del gas utilizado. Además, la limitación de energía debe garantizar que no se generen chispas de ignición, o si se generan, que permanezcan por debajo de la energía de ignición del gas utilizado.

Verificación de seguridad intrínseca

Otro aspecto importante que hay que considerar para el tipo de protección de «seguridad intrínseca» son los datos técnicos de seguridad, que afectan a los recursos operativos de seguridad intrínseca y al equipamiento asociado. La información sobre Ui, Ii, Pi, Ci y Li muestra los valores máximos que un dispositivo puede absorber en la entrada sin riesgo de que la función de protección del circuito eléctrico de seguridad intrínseca quede anulada. La información sobre Uo, Io, Po , Co y Lo indica los valores máximos de potencia del equipo. Comparándolos se puede garantizar que no se generen chispas de ignición significantes y que la superficie del equipamiento de seguridad intrínseca no se caliente por encima del valor aceptable para el uso aprobado. Los valores deben compararse entre sí. En este caso se aplica la condición que se muestra en la figura «Verificación de seguridad intrínseca». Esta comparación se denomina «Verificación de seguridad intrínseca». Al igual que el resto de documentos, también hay que cumplimentar el documento de protección contra explosiones (consulte la figura de abajo).