PARTE 1/2
As áreas industriais que apresentem o risco da presença de atmosferas explosivas necessitam ser submetidas a processos de avaliações de risco de forma a determinar a probabilidade da presença destas atmosferas explosivas, as suas extensões e as características das misturas de gases inflamáveis ou de poeiras combustíveis que podem estar presentes nas instalações de processo. Estas áreas de risco, que apresentam a possibilidade de presença de atmosferas explosivas, são denominadas áreas classificadas.
Nestes tipos de instalações industriais são requeridas a instalação de equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos ou mecânicos com características especiais de proteção (denominados tipos de proteção “Ex”) que os tornem incapazes de representar uma indevida fonte de ignição para uma atmosfera explosiva que possa estar presente no ambiente.
Estas instalações requerem também a aplicação de procedimentos específicos de classificação de áreas, projeto, inventário, especificação de equipamentos, montagem, inspeção, manutenção, reparos, auditorias e de gestão de segurança, de forma a garantir a segurança ao longo do ciclo total de vida destas instalações “Ex”.
Podem ser citados como exemplos de instalações industriais que possuem áreas classificadas contendo gases inflamáveis: Plataformas offshore para prospecção e produção de petróleo e gás, embarcações do tipo FPSO – Floating Production Storage and Offloading, refinarias de petróleo, terminais de armazenamento de petróleo e combustíveis, gasodutos e oleodutos, indústrias químicas e petroquímicas, fábricas de tintas, vernizes, cosméticos, plásticos e resinas, indústrias farmacêuticas, áreas de abastecimento de aviões em aeroportos, estações de carregamento de caminhões para transporte de produtos químicos inflamáveis ou gases liquefeitos e postos de abastecimento de gasolina, álcool, diesel e gás natural veicular (GNV), industrias mineradoras e indústrias siderúrgicas.
Podem ser citados como exemplos de instalações industriais que possuem áreas classificadas contendo poeiras combustíveis: indústrias sucroalcooleiras, indústrias do agronegócio, silos de armazenamento de grãos, farinha e farelos, armazéns graneleiros portuários contendo açúcar, soja, milho, farelos e fertilizantes, instalações contendo polipropileno, enxofre ou coque de petróleo e indústria alimentícia.
Instalações onde os materiais inflamáveis ou combustíveis são manuseados ou armazenados devem ser projetadas, operadas e mantidas de modo que qualquer liberação destes materiais, consequentemente, a extensão da área classificada, seja a menor possível, seja em operação normal ou anormal, com relação à frequência, duração e quantidade de liberação.
É importante examinar as partes de equipamentos em processo e sistemas, os quais possam liberar material inflamável, e considerar modificações do projeto para minimizar a probabilidade e frequência de liberação, quantidade e a taxa de liberação de material.
As instalações em que as substâncias inflamáveis ou combustíveis são processadas ou armazenadas sejam projetadas, construídas, operadas e mantidas, de modo que qualquer liberação destas substâncias e, consequentemente, a extensão das áreas classificadas sejam minimizadas, em operação normal ou anormal, com relação à frequência, duração e quantidade da liberação. Em situações em que possa haver uma atmosfera explosiva de gases inflamáveis ou poeiras combustíveis, devem ser aplicadas ações básicas para eliminar a probabilidade de ocorrência da atmosfera explosiva ao redor da fonte de ignição ou eliminar a fonte de ignição.
É importante inspecionar periodicamente as partes dos equipamentos e sistemas de processo, incluindo os vasos de pressão, que possam liberar substâncias inflamáveis ou combustíveis, e considerar modificações no projeto para minimizar a probabilidade e a frequência destas liberações, a quantidade e a taxa de liberação das substâncias inflamáveis. Os equipamentos de processo e os vasos de pressão a serem considerados na classificação de áreas são os que possam processar, transportar ou armazenar gases ou líquidos inflamáveis ou poeiras combustíveis.
Estas considerações de segurança devem ser verificadas nas etapas iniciais do projeto de qualquer instalação de processo e devem receber atenção especial ao elaborar a respectiva documentação de classificação de áreas.
A documentação de classificação de áreas tem por finalidade mapear e determinar as extensões e abrangências das áreas classificadas que podem conter atmosferas explosivas de gases inflamáveis ou poeiras combustíveis, e permitir a posterior especificação de equipamentos e sistemas de instrumentação, de automação, de telecomunicações, elétricos ou mecânicos “Ex”, adequados para cada tipo de área classificada.
Embora varie de acordo com as normas adotadas em cada país ou empresa, de acordo com as características específicas de seus sistemas de processamento, instalações e produtos processados, a documentação de classificação de áreas é feita em função dos tipos de produtos inflamáveis ou combustíveis presentesno processo, bem como da probabilidade de sua presença, em concentrações no ar, que formem uma atmosfera explosiva.
As áreas de processamento terrestres ou marítimas são classificadas na fase inicial do projeto, envolvendo principalmente as especialidades de processamento e segurança industrial, a partir das informações de processo e dos ambientes, como ventilação, pressão, vazão, granulometria e inventário dos diversos produtos inflamáveis ou combustíveis presentes nos equipamentos de processo.
A documentação de classificação de áreas é também frequentemente consultada para as atividades rotineiras de emissão de permissões de trabalho, onde é verificado o tipo de Zona, Grupo e Classe de Temperatura de classificação de áreas do local da realização dos trabalhos, sendo determinados os requisitos de segurança aplicáveis.
A documentação de classificação de áreas é também utilizada durante as atividades de inspeções periódicas nas instalações “Ex”, uma vez que é necessário verificar se os equipamentos elétricos e mecânicos “Ex” que se encontram instalados estão de acordo com os requisitos de Zona, Grupo, Classe de Temperatura e EPL(Equipment Protection Level) dos respectivos locais de instalação, os quais são indicados na documentação.
São citadas a seguir exemplos de normas nacionais, estrangeiras ou práticas recomendadas que apresentam detalhes dos procedimentos para a classificação de áreas contendo gases inflamáveis (Grupo II):
- ABNT NBR IEC 60079-10-1 – Classificação de Áreas – Gases inflamáveis
- ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-1 – Características das substâncias para classificação de gases e vapores – Dados e métodos de ensaios
- ABNT NBR IEC 61892-7 – Unidades marítimas fixas e móveis – Instalações elétricas – Parte 7: Áreas classificadas
- IGEM SR 25 – Hazardous area classification of natural gas installations (Institution of Gas Engineers and Managers / UK)
- EI 15 – Model code of safe practice – Part 15: Area classification code for petroleum installations (Energy Institute / UK)
- NFPA RP 497 – Recommended Practice for the Classification of Hazardous Locations Installations in Chemical Process Areas (National Fire Protection Association / USA)
- API RP 505 – Recommended practice for classification of locations for electrical installations at petroleum facilities classified as Class I, Zone 0, Zone 1, and Zone 2 (American Petroleum Institute / USA)
São citadas a seguir exemplos de normas nacionais ou práticas recomendadas que apresentam detalhes dos procedimentos para a classificação de áreas contendo poeiras combustíveis (Grupo III):
- ABNT NBR IEC 60079-10-2 – Classificação de Áreas – Poeiras combustíveis
- ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-2 – Características dos materiais – Métodos de ensaio de poeiras combustíveis
- NFPA RP 499 – Recommended Practice for the Classification of Combustible Dusts and of Hazardous (Classified) Locations for Electrical Installations in Chemical Process Areas (National Fire Protection Association / USA)
A documentação de classificação de áreas é formada por um conjunto de documentos que apresentam informações sobre as áreas que contenham ou possam conter atmosferas explosivas de uma planta de processamento químico, petroquímico, portuário ou de petróleo & gás (tanto onshore como offshore). Este grupo de documentos compreende desenhos de plantas e elevações com as extensões das áreas classificadas, lista de dados de processo sobre as substâncias inflamáveis ou combustíveis, lista dos dados das fontes de risco de liberação, e nos casos de espaços fechados, informações pertinentes ao projeto de ventilação e ar condicionado, os quais possam afetar a classificação ou a extensão das áreas classificadas.
Os documentos de classificação de áreas de uma instalação industrial constituem um grupo de desenhos que mostram, em escala, o arranjo completo das instalações industriais da planta, mostrando as marcações das extensões das áreas classificadas. Estas extensões e tipos de áreas classificadas devem ser definidos com base nas informações contidas nas listas de dados de processo das substâncias inflamáveis e nas fontes de risco de liberação para as instalações existentes.
A documentação de classificação de áreas elaborada com base em dados “preliminares”, ou seja, em fases de projeto básico, devem conter “notas indicando claramente que a documentação foi emitida somente como base de referência e não são válidas para a operação da planta. Nestas situações, a documentação de classificação de área deve ser revisada de acordo com os dados reais e certificados de processo e de arranjo físico dos equipamentos, durante a fase de detalhamento do projeto, com base na documentação certificada dos fabricantes e fornecedores dos equipamentos de processo, bem como na documentação atualizada de processo, incluindo a documentação do tipo P&I (Piping & Instrumentation).
Na Figura a seguir é apresentado um exemplo de desenho de elevação de classificação de áreas contendo gases inflamáveis, mostrando as extensões de áreas classificadas ao redor das fontes de risco de liberação e dos equipamentos de processo.
Embora não seja definido um “prazo” de validade da documentação de classificação de áreas, ela deve ser revisada sempre que houver alguma “mudança de processo”. Enquanto os equipamentos e as condições de processo continuarem inalteradas, a documentação de classificação de áreas pode ser considerada adequada, considerando que os equipamentos e instalações de processo sejam submetidos a procedimentos adequados de inspeção e manutenção e que seja assegurada que não existem perdas
de contenção por parte dos equipamentos de processo, incluindo tubulações, manyfolds, vasos de pressão, tanques de armazenamento, silos, armazéns, bombas, ventiladores, compressores, fornos, caldeiras, reatores, torres de destilação, trocadores de calor, ciclones, moegas, esteiras transportadoras e shiploaders.
A documentação de classificação de área deve ser elaborada por uma equipe multidisciplinar, coordenada por profissionais das áreas de processo ou segurança industrial, desde o estágio inicial de planejamento do empreendimento, incluindo as fases de projeto básico e de detalhamento.
De forma a haver um nível adequado de confiança de que os serviços de elaboração da documentação de classificação de áreas serão realizados de forma correta, é recomendado que os profissionais envolvidos possuam os conhecimentos, experiências, competências e certificação indicadas na Unidade de Competência Ex 002 – Elaboração de classificação de áreas.
A documentação de classificação de área deve estar concluída antes do início de qualquer serviço de projeto de pré-detalhamento, projeto de detalhamento e de especificação técnica dos equipamentos, bem como a etapa de construção e montagem, sendo atualizada, antes da pré-operação da instalação. São necessárias revisões durante a vida útil da instalação em todos os casos de ampliações, modificações ou demolições.
Os trabalhos de classificação de áreas deve ser iniciado com a coleta de documentos como desenhos de planta e cortes de arranjo geral, diagramas e fluxogramas de processo e arranjos de ventilação, os documentos anteriores de classificação de áreas atualizados (se existirem), os dados dos equipamentos, das substâncias e de processo, como a composição dos produtos inflamáveis ou combustíveis, temperatura, volume, vazão, pressão e dimensões dos equipamentos de processo.
Em casos particulares em que a ocorrência de liberação de material inflamável, gerado por alguns tipos de operações ou equipamentos, seja muito pouco frequente, não é necessária a classificação de áreas nas regiões circunvizinhas.Podem também ser consideradas como “áreasnão classificadas” as áreas com ventilação adequada onde as substâncias inflamáveis estejam contidas em sistemas de fechados de tubulação, sem válvulas, flanges ou acessórios de tubulação, os quais estejam submetidos à serviços adequados de manutenção. Também podem ser consideradas como sendo “áreas não classificadas” as áreas com ventilação adequada onde as substâncias inflamáveis estejam contidas em sistemas de sistemas fechados de tubulação e nos quais esteja incluída uma fonte isolada de risco de liberação, por exemplo, uma válvula e seus flanges, conectada a uma tubulação, em área aberta livre de obstáculos.
Os elementos básicos para se definir as áreas classificadas em uma unidade industrial consistem na identificação das fontes de liberação de produtos inflamáveis ou combustíveis presentes ou esperadas neste processo, e na determinação do seu grau. As fontes de liberação podem ser definidas como pontos ou locais onde um gás, vapor ou líquido inflamável ou uma poeira combustível possa ser liberado para a atmosfera de modo a possibilitar a formação de uma atmosfera explosiva.
Deve ser ressaltado que a determinação da ZONA de uma área classificada é determinada, dentre outros fatores, como por exemplo a efetividade da ventilação, com relação ao tipo da fonte de liberação existente, ou seja em relação a um ponto ou um local a partir do qual um gás, vapor ou líquido inflamável ou uma poeira combustível pode ser liberada para a atmosfera, de forma que uma atmosfera explosiva possa ser formada. Deve ser ressaltado também que existem três diferentes GRAUS por parte das fontes de liberação por parte dos equipamentos de processo: Grau de liberação CONTÍNUO, Grau de liberação PRIMÁRIO e Grau de liberação SECUNDÁRIO.
Fonte de liberação de GRAU CONTÍNUO:
Liberação de gases inflamáveis ou poeiras combustíveis que é contínua ou é esperado que ocorra frequentemente ou por longos períodos Os termos “frequentemente” e “longos” são utilizados para descrever uma alta probabilidade de uma liberação potencial. Neste sentido, estes termos não precisam ser necessariamente “quantitativos”.
Fonte de liberação de GRAU PRIMÁRIO:
Liberação de gases inflamáveis ou poeiras combustíveis que pode se esperar que ocorra periodicamente ou ocasionalmente durante a operação normal
Fonte de liberação de GRAU SECUNDÁRIO:
Liberação de gases inflamáveis ou poeiras combustíveis que não se espera que ocorra em operação normal e, se ocorrer, é somente de forma pouco frequente e por curtos períodos As Normas Técnicas Brasileiras adotadas sobre classificação de áreas (Normas Técnicas Brasileiras adotadas ABNT NBR IEC 60079-10-1 e ABNT NBR IEC 60079 10-2), seguindo a Normalização Internacional IEC, classificam as áreas de risco em ZONAS e GRUPOS.
ZONA 0: Área classificada na qual uma
atmosfera explosiva de gás inflamável está continuamente presente ou por longos períodos ou frequentemente
ZONA 20: Área classificada na qual uma atmosfera explosiva, na forma de nuvem de poeira combustível, está presente no ar continuamente, por longos períodos de tempo ou frequentemente
ZONA 1: Área classificada na qual uma atmosfera explosiva de gás inflamável pode ocorrer ocasionalmente em condições normais de operação
ZONA 21: Área classificada na qual uma atmosfera explosiva, na forma de nuvem de poeira combustível no ar, é esperada ocorrer eventualmente em condições normais de operação
ZONA 2: Área classificada na qual uma atmosfera explosiva de gás inflamável não é prevista de ocorrer em condições normais de operação, mas, se ocorrer, irá persistir somente por um curto período
ZONA 22: Área classificada na qual uma atmosfera explosiva, na forma de nuvem de poeira combustível no ar, não é esperada de ocorrer em operação normal, mas se ocorrer, permanecer apenas por um breve período de tempo A determinação do GRUPO é estabelecida em função dos gases explosivos presentes no ambiente, sendo subdivididos em Grupo I, Grupo II ou Grupo III.
GRUPO I é relativo às instalações subterrâneas, como nas minas de carvão, onde se encontra basicamente a presença do gás metano.
GRUPO II é relativo às instalações de superfície, sendo subdividido em Grupo IIA, IIB e IIC, de acordo com o gás representativo do local da instalação, ou seja.
Grupo IIA: gás representativo: propano
Grupo IIB: gás representativo: eteno (etileno)
Grupo IIC: gás representativo: acetileno (e hidrogênio)
GRUPO III é relativo às instalações contendo poeiras combustíveis, sendo subdividido em Grupo IIIA, IIIB e IIIC, de acordo com o tipo de poeira representativo do local da instalação, ou seja.
Grupo IIIA: Fibras combustíveis ou materiais particulados
Grupo IIIB: Poeiras não condutivas
Grupo IIIC: Poeiras condutivas
Continua na próxima edição.
por ROBERVAL BULGARELLI
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