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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.
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 presentes no 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 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 áreas “não 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.
Nos casos gerais da existência de agrupamentos de diversas fontes de risco de grau secundário, como diversas válvulas de bloqueio e flanges, como ocorre frequente temente em “manyfolds”, estas áreas devem ser consideradas como áreas classificada. Podem também ser considerados como sendo áreas “não classificadas” as áreas com ventilação limitada ou impedida onde as substâncias inflamáveis estejam contidas em sistemas fechados de tubulação, sem válvulas, flanges, pequenas válvulas, medidores ou acessórios de tubulação, bem como em áreas de equipamentos contendo selos mecânicos específicos, com controle de liberação entre selos ou sem possibilidade de liberação para a atmosfera.
Também podem ser consideradas como áreas “não classificadas” as áreas onde gases inflamáveis são armazenados ou transportados em recipientes especificamente projetados para este fim, obedecendo a regulamentos ou normas específicas, como por exemplo, em sistemas de gases industriais que operem com acetileno, hidrogênio e metano.
Para a obtenção de dados para classificação de áreas é necessário utilizar documentos, práticas recomendadas ou normas como ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-1 (Características de substâncias para classificação de gases e vapores – Métodos de ensaios e dados), NFPA 497 (classificação de áreas contendo gases inflamáveis), NFPA RP 499 (classificação de áreas contendo combustíveis), NFPA RP 652 (fundamentos de poeiras combustíveis), FISPQ (Fichas de Informação de Segurança de Produtos Químicos) ou bancos de dados internacionais, como IFA/GESTIS “Ex” Database, CAS (Chemical Abstract Service) ou MSDS (Material Safety Data Sheet).
A partir da elaboração de classificação de áreas, deve ser assegurado que a especificação e instalação dos equipamentos atendam às exigências da área, com base na Normas Técnicas Brasileiras adotadas ABNT NBR IEC 60079-14 (Projeto, seleção de equipamentos e montagem de instalações “Ex”) e ABNT NBR IEC 61892-7 (Instalações elétricas marítimas – Áreas classificadas).
Ao se instalar equipamentos ou sistemas “Ex” de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos ou mecânicos em uma planta de processamento ou em um local onde possam estar presentes produtos inflamáveis ou combustíveis, as medidas de proteção tomadas, os tipos de proteção dos equipamentos “Ex” e o os níveis de proteção dos equipamentos “Ex” (EPL) e proporcionados, dependem do risco potencial envolvido.
Além de representar a base para a especificação técnica para compra dos equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos e mecânicos “Ex” a serem instalados nas áreas classificadas, a documentação de classificação de áreas é também requerida para a execução das atividades de montagem, inspeção, manutenção ou reparos de equipamentos ou instalações “Ex”, possibilitando a especificação do EPL requerido para cada equipamento “Ex”, dependendo do local da instalação (Ga, Gb, Gc, Da, Db ou Dc), bem como dos tipos de proteção “Ex” a serem utilizados, como Ex “i”, Ex “e”, Ex “p”, Ex “op”, Ex “de” ou Ex “m” ou combinações destes tipos de proteção “Ex”, como Ex “eb mb”, Ex “db eb mb”, Ex “eb mb op is” ou Ex “db ib mb”.
Documentação requerida sobre classificação de áreas para cada instalação
A documentação de classificação de área deve ser realizada de forma que os vários passos que conduzam a classificação de área final sejam devidamente documentados. Toda as informações relevantes devem ser referenciadas, como por exemplo:
- Recomendações de padrões, boas práticas, códigos industriais e normas aplicáveis que foram utilizadas na elaboração da documentação de classificação de áreas
- Características e cálculos da dispersão de gases e vapores e poeiras no ambiente
- Estudo das características de ventilação em relação aos parâmetros de liberação do material inflamável, para que possa ser avaliada a efetividade da ventilação
As propriedades relevantes à classificação de área de todo material de processo utilizado devem ser listadas, incluindo ponto de fulgor, temperatura de ignição, pressão, densidade, limites de explosividade, grupo do gás ou da poeira, classe de temperatura do gás, temperatura de ignição da poeira, granulometria e teor de umidade
Os resultados da documentação de classificação de área bem como qualquer alteração subsequente, devem ser registrados em memoriais descritivos de processo, planilhas e tabelas de dados de processo e desenhos de plantas e de elevações das instalações físicas da instalação.
Os documentos de classificação de área devem incluir plantas e elevações, onde apropriado, que mostrem o tipo e a extensão das zonas, temperatura de ignição, classe de temperatura e grupo dos gases ou poeiras. Onde a topografia de uma área influencie a extensão das zonas, isto deve ser incluído na documentação de classificação de áreas.
Os documentos devem incluir informações relevantes como:
- A localização e identificação das fontes de risco de liberação. Para plantas contendo áreas de processo “grandes” ou “complexas”, pode ser útil listar ou numerar por “tag” as fontes de risco de liberação, para facilitar a correlação de dados entre as informações técnicas de classificação de área e os desenhos de planta e cortes (elevações)
- A posição das aberturas em edificações, como portas, janelas, entradas e saídas de ar para ventilação
Memorial descritivo de processo: Documento que contém as bases e as premissas de análise de risco, documentos consultados, relação das Normas Técnicas ou Práticas Recomendadas utilizadas, bancos de dados ou FISPQ consultados, descrição do processo e de seus equipamentos, especificação e características dos gases ou líquidos inflamáveis ou poeiras combustíveis processadas em cada local de instalação.
Etapas “típicas” para a elaboração de documentação de classificação de áreas
- ETAPA 1: Confirmação da necessidade de classificação de áreas: Os produtos inflamáveis são armazenados, transportados ou processados acima de seus Pontos de Fulgor (Flash Point)?
- ETAPA 2: Determinação do GRUPO das áreas classificadas (I, IIA, IIB, IIC, IIIA, IIIB ou IIIC): ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-1 (Gases inflamáveis) ou ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-2 (Poeiras combustíveis)
- ETAPA 3: Determinação da CLASSE DE TEMPERATURA das áreas classificadas contendo gases inflamáveis (T1/T2/T3/T4/T5/T6) ou TEMPERATURA DE IGNIÇÃO das poeiras combustíveis: Normas Técnicas Brasileiras adotadas ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-1 (Gases inflamáveis) ou ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-2 (Poeiras combustíveis)
- ETAPA 4: Determinação da ZONA da área classificada (Zonas 0, 1, 2, 20, 21, 22 ou áreas não classificadas), de acordo com as normas técnicas, práticas recomendadas, códigos industriais aplicáveis normas técnicas, práticas recomendadas, códigos industriais aplicáveis considerados na elaboração da documentação de classificação de áreas
- ETAPA 5: Determinação das EXTENSÕES das áreas classificadas, de acordo com as normas técnicas, práticas recomendadas, códigos industriais aplicáveis considerados na classificação de áreas
- ETAPA 6: Elaboração da respectiva análise de risco e da respectiva documentação de classificação de áreas necessária para cada área de processo ou para cada unidade da instalação
Na Tabela a seguir são apresentadas informações gerais para classificação de áreas e extensões “típicas” de instalações contendo poeiras combustíveis, com base na Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-10-2. Devem ser consideradas para cada aplicação em particular, os dados específicos aplicáveis de grau das fontes de liberação e de disponibilidade de ventilação de cada local da instalação.
Na Figura a seguir é apresentado um exemplo de desenho de elevação de classificação de áreas contendo poeiras combustíveis, mostrando as extensões de áreas classificadas ao redor das fontes de risco de liberação e dos equipamentos de processo.
Exemplo de desenho de classificação de áreas ao redor de fontes de liberação de grau contínuo e primário
Sinalização de segurança de áreas classificadas
As Normas Técnicas Brasileiras ABNT NBR IEC 60079-14 (Instalações elétricas em atmosferas explosivas) e ABNT NBR IEC 61892‑7 (Instalações elétricas marítimas – Áreas classificadas) recomendam que áreas classificadas sejam sinalizadas e apresentam uma padronização de placa de sinalização para esta finalidade.
A padronização de formato, cor e conteúdo especificadas naquelas Normas para a placa de sinalização “Ex” tem por objetivo alertar as pessoas que estão envolvidas com a execução ou supervisão de atividades em áreas classificadas sobre o risco de formação de atmosferas explosivas no local de trabalho, alertando sobre a necessidade de seguir os procedimentos de segurança e de trabalho, os requisitos indicados nas análises de risco e os requisitos das respectivas Permissões de Trabalho.
Exemplo de placa de sinalização de classificação de áreas apresentada nas Normas Técnicas Brasileiras adotadas ABNT NBR IEC 60079-14 e ABNT NBR IEC 61892-7
A instalação de placas de sinalização de segurança em áreas classificadas é também destinada a alertar as pessoas envolvidas na execução ou supervisão de trabalhos em instalações “Ex” sobre o risco de eventual geração de uma fonte de ignição a partir de equipamentos elétricos ou mecânicos, devido a eventual geração de superfícies quentes ou de centelhas ou faíscas, causadas por atrito ou cargas eletrostáticas.
Considerações sobre a importância dos requisitos e aplicação da documentação de classificação de áreas
São destacados a seguir algumas da principais aplicações e importância da documentação de classificação de áreas para as instalações elétricas em atmosferas explosivas:
- Representa uma documentação de contém informações necessárias para a correta especificação de equipamentos de instrumentação, de automação, de telecomunicações, elétricos e mecânicos “Ex”, nas atividades de projeto ou de montagem (Norma Técnica brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-14)
- Documentação de contém informações necessárias para as inspeções periódicas das instalações “Ex” pelas equipes de inspeção e manutenção, de acordo com as listas de verificação da Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-17 – Inspeções “Ex”
- Documentação de contém informações necessárias para o pessoal da operação, segurança industrial e manutenção, na elaboração de Análise de Rico (AR) e emissão de Permissões de Trabalho (PT)
- Documentação requerida para compor o “Prontuário das Instalações”, atendendo a requisitos legais, como NR-10, NR-20 e NR-37 da Secretaria do Trabalho
- Documentação que deve ser mantida atualizada sempre que houver modificações nas condições do processo ou das instalações (processos de gestão de ATIVOS e de gestão da MUDANÇA)
- Todos os tipos de proteção “Ex” podem ser considerados “seguros”, porém somente se os respectivos equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos ou mecânicos “Ex” tiverem sido devidamente SELECIONADOS, instalados, inspecionados, mantidos ou reparados, ao longo do seu ciclo total de vida. Por estes motivos devem ser especificados equipamentos “Ex” que proporcionem serviços de campo mais simples, sob o ponto de vista dos usuários e dos proprietários dos equipamentos “Ex”, os quais são os responsáveis pela segurança de suas instalações
- Os equipamentos “Ex” somente podem ser devidamente selecionados, com relação ao EPL a ser proporcionado, bem como aos tipos de proteção combinados a serem utilizados na sua fabricação, o seu grupo e sua classe de temperatura caso seja disponível a respectiva documentação de classificação de áreas do local da instalação
- Uma pergunta recorrente que “não quer calar”: Como podemos saber se uma determinada área é classificada ou não? Resposta: Consultando a correspondente documentação de classificação de áreas do local da instalação.
Em caso de dúvidas ou de solicitações de esclarecimentos sobre instalações elétricas “Ex”, entre em contato com a Universidade Abracopel, utilizando a referência “Atmosferas explosivas”: https://abracopel.org/universidade-abracopel/
