Instalação de luminárias em áreas classificadas

Antes de definir que tipos de luminárias serão instaladas em uma determinada área, é necessário fazer Classificação de áreas,  antes do projeto elétrico, mesmo o proprietário ou responsável do setor ser conhecedor do que é produzido, manipulado ou armazenado no local. A maioria já determina quais luminárias utilizar pelo simples fato do produto estar presente na área, mas nesse caso pode estar cometendo uma falha na especificação dessas luminárias talvez utilizando equipamentos além do necessário, ou inadequados a classificação de áreas.

Do desenho de classificação de áreas obtem-se informações sobre Grupo de Gases, ou Poeiras a classe de temperatura e o zoneamento. Se a área for de hidrogênio ou Acetileno, não se pode colocar luminárias para áreas classificadas por diesel, etileno, propano, etc..  Se a área for classificada por poeiras combustíveis, as luminárias deverão ser classificadas para poeira, e com grau de proteção elevado, observando também a classe de temperatura do pó combustível.

Conhecidos o grupo e a classe de temperatura e o zoneamento em que as luminárias serão instaladas, o projeto definirá o tipo de iluminação que será especificada, sendo necessário saber a intensidade de luminação ou iluminamento de acordo com o processo, etc. Isto o levará a definir se o local terá iluminação incandescente, fluorescente, mista, de vapores metálicos, etc.

A próxima etapa é escolher o nível de proteção ( EPL) e o tipo de proteção que as luminárias deverão ter, destacando que elas poderão ser Ex-e ( segurança aumentada), Ex-tD ( proteção por invólucro), Ex-n ( não acendíveis), de acordo com o zoneamento.

Por tradição, antigamente eram somente utilizados em áreas classificadas somente luminárias à prova de explosão ( Ex-d); que tem o invólucro robusto com grades de proteção, vidros resistentes, etc., capaz de suportar uma possível explosão em seu interior sem permitir a propagação para o exterior, pois poderia causar consequências para a unidade industrial.

Hoje, além dos equipamentos Ex-d, é possível utilizar luminárias fluorescentes de segurança aumentada Ex-e com corpo em material não metálico, aplicadas as zonas 1,2, 21 e 22.

Luminárias segurança aumentada Ex-e

As luminárias podem se tornar fontes de ignição devido à sua temperatura ou ainda devido a arcos ou centelhas que podem surgir quando da interrupção do seu circuito. Em condições normais de operação a luminária não produz arco ou centelha, é a temperatura da lâmpada o fator para que a luminária seja uma fonte de risco em uma instalação. Neste tipo de proteção Ex-e, a atmosfera explosiva pode atingir todos os componentes das luminárias, incluindo a lâmpada, sem que cause ignição.  A construção da mesma deve garantir que, após a quebra do bulbo, nenhuma parte da lâmpada deve ter temperatura superior a temperatura de auto-ignição da área.  No interior da lâmpada, sempre existem partes que estão sob altas temperaturas, quando ocorre uma quebra no bulbo, a temperatura de algumas peças, como por exemplo o filamento, muito rapidamente atingem um nível seguro. A revisão normativa da área de  equipamentos de segurança aumentada inclui a necessidade dos dispositivos (reatores) possuírem  um sistema que mantenha a segurança  mesmo quando a lâmpada estiver no fim da vida  útil  “End of life” ou mais conhecido como “EOL”.

Luminárias à prova de explosão

Hoje, além dos equipamentos Ex-d, é possível utilizar luminárias fluorescentes de segurança aumentada Ex-e com corpo em material não metálico, aplicadas as zonas 1,2, 21 e 22.

Luminárias segurança aumentada Ex-e

As luminárias podem se tornar fontes de ignição devido à sua temperatura ou ainda devido a arcos ou centelhas que podem surgir quando da interrupção do seu circuito. Em condições normais de operação a luminária não produz arco ou centelha, é a temperatura da lâmpada o fator para que a luminária seja uma fonte de risco em uma instalação. Neste tipo de proteção Ex-e, a atmosfera explosiva pode atingir todos os componentes das luminárias, incluindo a lâmpada, sem que cause ignição.  A construção da mesma deve garantir que, após a quebra do bulbo, nenhuma parte da lâmpada deve ter temperatura superior a temperatura de auto-ignição da área.  No interior da lâmpada, sempre existem partes que estão sob altas temperaturas, quando ocorre uma quebra no bulbo, a temperatura de algumas peças, como por exemplo o filamento, muito rapidamente atingem um nível seguro. A revisão normativa da área de  equipamentos de segurança aumentada inclui a necessidade dos dispositivos (reatores) possuírem  um sistema que mantenha a segurança  mesmo quando a lâmpada estiver no fim da vida  útil  “End of life” ou mais conhecido como “EOL”.

O efeito EOL – End of life  é o fim da vida útil das lâmpadas fluorescentes tubulares que podem apresentar superquecimento em suas extremidades, devido ao risco que este processo de envelhecimento representa para ambientes potencialmente explosivos, foram adotados uma série de medidas preventivas que resultaram na atualização da norma NBR IEC 60079-7.

Tipos de proteção a esse efeito atuando simultaneamente em cada uma das lâmpadas:

  1. Desligamento da Lâmpada fluorescente quando esta pisca porém não entra em regime normal de operação ( não se mantém acesa);
  2. Desligamento da lâmpada fluorescente que ao término da vida útil se mantém acesa por meios a seguir:

a)      Monitoração do rompimento do filamento da lâmpada fluorescente ( não aplicável em luminárias de Zona 1, pois o filamento está “curto-circuitado” );

b)      Teste de potência assimétrica – o reator eletrônico deve desligar a lâmpada quando o consumo ultrapassar 10w além da sua potência nominal;

c)      Teste de pulso assimétrico – uma lâmpada ligada que começa a cintilar deve ser desligada.

Resumindo os tópicos acima:

No item 1: a norma atual exige que uma lâmpada que não acenda em 30 segundos seja desligada;

Item 2-a: Não aplicável, pois os terminais das lâmpadas fluorescentes são “ curto-circuitados”.

Item 2-b: a norma atual exige que a lâmpada seja desligada em 120 segundos, quando a potência ativa fornecida a lâmpada atinja 10w acima da potência nominal; ou seja; se a lâmpada de 36w está consumindo 46w, o reator desligará está lâmpada;

Item 2-c: A terceira exigência da norma é que os reatores desliguem a lâmpada em 120 segundos em uma situação em que a lâmpada está acesa e comece a cintilar. Neste caso, o reator detecta uma defasagem no sinal enviado a lâmpada e a desliga.

Para atender os requisitos da norma, o reator eletrônicos das lâmpadas fluorescentes para áreas classificadas deve ser construído com dispositivos tenham as três proteções citadas, que devem operar simultaneamente e constantemente. Nesses reatores são utilizados componentes eletrônicos que monitoram os valores de corrente e tensão que o reator está fornecendo à lâmpada. A variação anormal de operação e o reator desliga a lâmpada.

Mas no mercado, infelizmente ainda existem reatores que não tem as proteções conforme a norma. Por isso antes de adquirir luminárias de segurança aumentada Ex-e, confirmem se os  reatores eletrônicos já estão certificados atendendo os requisitos da norma.

 

A instalação das luminárias poderão obedecer os critérios  de tubulação, com eletrodutos, uniões , unidades seladoras, em luminárias Ex-d entre outros acessórios, podem também obedecer a filosofia de instalação com multicabos em leitos, perfilados ou eletrocalhas, utilizando os prensa cabos Ex adequados ao invólucro, nunca utilizar prensa cabos  comuns.

 

As luminárias com leds leds já estão sendo instaladas também nas áreas classificadas, alguns dos modelos de luminárias com leds são utilizados como inspeção de tanques, silos, algumas certificada tanto para gases  e vapores como para poeiras combustíveis.         

Então, antes do projeto e especificação de iluminação em ambientes, prevalece primeiro executar a Classificação de áreas, depois o projeto elétrico e de iluminação, para posteriormente especificar as luminárias corretas, segundo o grupo de gases e classe de temperatura da área.

Em muitos casos acontece o contrário, a instalação de luminárias Ex é feita devido ao “achômetro” sobre o  produto presente na  área, essas luminárias às vezes nem necessitariam ser Ex, pelo fato da extensão da área não atingir a altura que as foram instaladas,ou simplesmente pelo próprio processo/produto e  somente vai saber que não tinha necessidade de gastar com elas quando fizerem a classificação de áreas.

Então, antes do projeto e especificação de iluminação em ambientes, prevalece primeiro executar a Classificação de áreas, depois o projeto elétrico e de iluminação, para posteriormente especificar as luminárias corretas, segundo o grupo de gases e classe de temperatura da área.

Em muitos casos acontece o contrário, a instalação de luminárias Ex é feita devido ao “achômetro” sobre o  produto presente na  área, essas luminárias às vezes nem necessitariam ser Ex, pelo fato da extensão da área não atingir a altura que as foram instaladas,ou simplesmente pelo próprio processo/produto e  somente vai saber que não tinha necessidade de gastar com elas quando fizerem a classificação de áreas.

 Alessandra Renata junk
Engenheira Eletricista
Diretora da Maex Engenharia
Participante do COBEI CT-31