Áreas classificadas é o mesmo que atmosferas explosivas?
Os dois termos técnicos são relacionados aos riscos de ocorrência de fontes de ignição em locais onde pode haver a existência de atmosferas explosivas, formadas por gases inflamáveis ou poeiras combustíveis.
O termo “atmosfera explosiva” significa a mistura, com o oxigênio do ar, de uma mistura formada por gases inflamáveis (como a gasolina ou hidrogênio, por exemplo), ou por poeiras combustíveis (como a soja ou o polietileno, por exemplo), dentro de seus limites de explosividade, a qual, caso entre em contato com uma fonte de ignição (uma centelha elétrica ou uma faísca mecânica, por exemplo), provoca um processo de combustão de alta energia (explosão).
O termo “área classificada” significa locais em que uma “atmosfera explosiva”, contendo gases inflamáveis ou poeiras combustíveis, está presente ou onde é provável que esteja presente.
Em função dos elevados riscos de explosão existentes nestas “áreas classificadas”, são requeridos uma série de ações de segurança, de forma que estes locais possam ser considerados “seguros”, como, por exemplo, a aplicação de procedimentos de trabalho específicos sobre projeto, montagem, inspeção, manutenção e recuperação de equipamentos e instalações “Ex”. Nestas áreas, é também requerido, em muitos países, que os equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicação, elétricos e mecânicos tenham sido submetidos a processos de avaliação da conformidade e ensaios laboratoriais, de forma a obterem os respectivos certificados de conformidade.
Existe a Norma Técnica ABNT NBR IEC 60050-426 (Vocabulário eletrotécnico internacional – Parte 426: Atmosferas explosivas), elaborada por Comissão de Estudo do Subcomitê SCB 003.031 (Atmosferas explosivas) da ABNT/CB-003 (Eletricidade), lançada originalmente em 2002, e que se encontra atualmente na terceira edição, publicada em 2022, que apresenta o vocabulário técnico aplicável sobre equipamentos e instalações de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricas e mecânicas “Ex”.
O processo de classificação de áreas envolve uma avaliação de risco, na qual são consideradas as probabilidades da presença de atmosferas explosivas, formadas por gases inflamáveis ou poeiras combustíveis, associadas com características dos equipamentos de processo existentes em cada tipo de indústria (química, petroquímica, petróleo, farmacêutica, manufatura). Envolve também avaliar as características dos locais das instalações, como por exemplo a ventilação, diluição e dispersão de atmosferas explosivas, que possam estar presente no ambiente.
A classificação de áreas pode ser também entendida como sendo um método de análise de risco e de classificação das Zonas de instalações, em que uma atmosfera explosiva de gases inflamáveis ou poeiras combustíveis possa estar presente. A elaboração da documentação da classificação de áreas consiste na determinação das zonas de áreas classificadas, como por exemplo Zonas 0, 1, 2 para gases inflamáveis, ou Zonas 20, 21 ou 22 para poeiras combustíveis, bem como de grupos, como por exemplo Grupo I (Minas subterrâneas de carvão), Grupos IIA, IIB, IIC (gases inflamáveis) ou Grupos IIIA, IIIB ou IIIC (poeiras combustíveis). São determinadas também a classe de temperatura de gases inflamáveis (T1 a T6), a temperatura de ignição de poeiras combustíveis, bem como a extensão destas zonas ao redor das respectivas fontes de liberação.
A Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079- 10-1, publicada inicialmente em 2006 (como Norma ABNT NBR IEC 60079-10), e atualmente em sua terceira edição (2022), é aplicável, de forma abrangente, à classificação de áreas de instalações contendo gases inflamáveis. Esta norma tem como intenção servir como base para a classificação de qualquer tipo de instalação industrial, considerando as características gerais dos equipamentos de processo existentes, das fontes potenciais de liberação de atmosferas explosivas, dos níveis de ventilação e diluição das instalações e das características de dispersão de gases, vapores e névoas inflamáveis. São relacionados em um Anexo desta Norma ABNT NBR IEC 60079-10-1, normas “nacionais” e Práticas Recomendadas, elaboradas por diversos países e instituições sobre procedimentos de classificação de áreas, bem como códigos industriais relacionados com este assunto, que são mundialmente utilizados por diversos países e empresas, como por exemplo:
• IP 15 – Model code of safe practice for the petroleum industry, Part 15: Area Classification Code for Petroleum Installations Handling Flammable Liquids;
• IGEM/SR/25 – Hazardous area classification of natural gas installations;
• 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;
• NFPA 59A – Standard for the Production, Storage, and Handling of Liquefied Natural Gas;
• NFPA 497 – Recommended Practice for the Classification of Flammable Liquids, Gases, or Vapours and of Hazardous (Classified) Locations for Electrical Installations in Chemical Process Areas;
• TRBS 2152 – Technischen Regeln fȨr Betriebssicherheitsverordnung – Technical Rules for Plant Safety Provisions.
A Norma Técnica Brasileira ABNT NBR 14639 (Armazenamento de líquidos inflamáveis e combustíveis – Posto revendedor veicular (serviços) e ponto de abastecimento – Instalações elétricas), por exemplo, apresenta figuras de referência específicas para a classificação de áreas em postos de serviços, contendo líquidos inflamáveis, tais como, derivados do petróleo (gasolina e óleo diesel), álcool e outros combustíveis automotivos.
Como exemplo de norma sobre classificação de áreas específica para um determinado tipo de instalação, pode ser citada a IGEM SR 25 (Hazardous area classification of natural gas installations / Institution of Gas Engineers and Managers), é aplicável especificamente para instalações que operam com gás natural. Aquela norma apresenta diversas figuras de referência “típicas” para a determinação das extensões de áreas classificadas ao redor de fontes de liberação “típicas” para este tipo de instalações, como, por exemplo, manifolds, gaxetas de válvulas, reguladores de pressão, conexões roscadas e flanges.
Existem também normas técnicas que são aplicáveis à classificação de áreas contendo poeiras combustíveis, como por exemplo a Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-10-2 (Atmosferas explosivas – Parte 10-2: Classificação de áreas – Atmosferas de poeiras combustíveis), na qual são apresentados os procedimentos de classificação de áreas, nas quais atmosferas de poeiras combustíveis, nas formas de nuvens e de camadas estejam presentes, de forma a permitir uma adequada avaliação das fontes de ignição que possam estar presentes. Sobre classificação de áreas contendo poeiras combustíveis, existe também a Prática Recomendada NFPA RP 499 (Recommended Practice for the Classification of Combustible Dusts and of Classified Locations for Electrical Installations in Chemical Process Areas), publicada pela NFPA (National Fire Protection Association).
A sinalização de segurança em áreas classificadas é importante
A instalação de placas de sinalização de segurança em áreas classificadas é destinada a alertar as pessoas. Sob o ponto vista “normativo”, a padronização de placas de sinalização de segurança em áreas classificadas é apresentada nas Normas Técnicas Brasileiras adotadas ABNT NBR IEC 60079-14 (Instalações elétricas terrestres “Ex”) e ABNT NBR IEC 61892-7 (Instalações elétricas marítimas “Ex”).
Na figura a seguir, é apresentado um exemplo de placa de sinalização de segurança de áreas classificadas, com base nos requisitos indicados nas Normas Técnicas brasileiras adotadas ABNT NBR IEC 60079-14 e ABNT NBR IEC 61892-7
Sob o ponto de vista legal, a Norma Regulamentadora NR37 (Segurança e saúde em plataformas de petróleo), por exemplo, especifica que as áreas classificadas devem possuir “sinalização de segurança, visível e legível, indicando os locais de proibição da presença de fontes de ignição”. Existem também empresas multinacionais, que operam instalações em atmosferas explosivas em diversos países do mundo, que adotam placas de sinalização de segurança de áreas classificadas utilizando este padrão normativo, acrescido de instruções práticas de segurança, nos idiomas aplicáveis para cada instalação, de forma a conscientizar as pessoas que executam serviços em áreas classificadas sobre os riscos existentes.
Impacto de uma classificação de áreas incorreta na segurança e confiabilidade das instalações “Ex”
Existem diversos tipos de “erros” ou “incorreções” que podem ser introduzidos na documentação de classificação de áreas, dentre os quais podem ser citados, dentre outros, erro na avaliação dos equipamentos de processo, erros na avaliação dos produtos inflamáveis ou combustíveis presentes no processo, erros na avaliação das condições de processo, erros na avaliação da características de ventilação e diluição presentes nos ambientes, erros nos grupos de gases inflamáveis ou poeiras combustíveis, erros nas classes de temperatura e nas temperaturas de ignição dos produtos processados, e erros na determinação das extensões das áreas classificadas ao redor das fontes de liberação.
Há um tipo de incorreção que faz com que se instalem equipamentos “Ex” em locais nos quais não haveria esta necessidade; este tipo de incorreção apresenta o risco da “banalização” da classificação de áreas e cria uma “normalização de desvios”.
A classificação insuficiente, ou aquém das extensões indicadas nas normas técnicas ou práticas recomendadas aplicáveis, coloca o risco de instalação inadequada de equipamentos sem certificação “Ex” em áreas que deveriam ter sido consideradas como sendo áreas classificadas; os equipamentos sem certificação “Ex” podem representar riscos de indevidas fontes de ignição, o que pode causar explosões e acidentes com consequências catastróficas.
Existem também classificações de áreas com grupos ou classes de temperatura incorretas, o que pode levar à especificação de equipamentos “Ex” inadequados para o local, como, por exemplo, equipamentos “Ex” certificados para o Grupo IIA ou IIB, indevidamente instalados em áreas que deveriam ter sido classificadas para o Grupo IIC, ou ainda equipamentos “Ex” certificados com classe de temperatura T3, indevidamente instalados em áreas classificadas que deveriam ser sido classificadas como classe T4.
Requisitos para profissionais envolvidos na classificação de áreas, instalação, inspeção e manutenção de instalações “Ex”
Para trabalhar em áreas classificadas, é requerido que os profissionais envolvidos com serviços de campo nesses áreas possuam as devidas qualificações, experiências, treinamentos e competências pessoais “Ex”. Muitas empresas, que são proprietárias de instalações em áreas classificadas, exigem, contratualmente, que estes profissionais tenham obtido a certificação de suas competências pessoais “Ex”, como forma de obter a devida confiança de que os serviços em áreas classificadas serão executados de forma correta, atendendo os requisitos técnicos aplicáveis da ABNT.
De acordo com o sistema internacional de certificação de competências pessoais “Ex” do IECEx, existe uma Unidade de Competências Pessoais específica para os serviços de classificação de áreas, que é a Ex 002 (Execução de classificação de áreas). Existem muitas centenas de profissionais com certificação Ex 002 em diversos países do mundo, incluindo diversos profissionais com esta certificação no Brasil.
Para profissionais envolvidos com classificação de áreas contendo poeiras combustíveis, a Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-10-2 apresenta a Seção 4.3 (Competências Pessoais). Para profissionais envolvidos com classificação de áreas contendo gases inflamáveis, a Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-10-1 apresenta a Seção 4.6 (Competências pessoais).
Por sua vez, a Norma Petrobras N-2918 (Atmosferas explosivas – Classificação de áreas), por exemplo, que é uma norma “pública”, apresenta requisitos sobre competências pessoais envolvidos com classificação de áreas, em sua Seção 5.2 Equipe Multidisciplinar para a Classificação de Áreas.
Deve ser ainda “desmistificado” que somente profissionais que tenham obtido mestrado ou doutorado possam executar serviços de documentação de classificação de áreas. Técnicos ou engenheiros, por exemplo, que tenham graduação áreas de química, processo, segurança industrial, mecânica, caldeiraria, tubulação, inspeção de equipamentos, dentre outras especialidades, podem executar este tipo de serviço, desde que tenham as devidas experiências e conhecimentos.
Existem no Brasil cursos disponíveis que tratam especificamente de requisitos de classificação de áreas contendo gases inflamáveis e poeiras combustíveis. Estes treinamentos podem também ser solicitados de Empresas especializadas. Neste assunto, os quais podem ser ministrados por Entidades, Organismos de Certificação ou Associações envolvidas com o tema “Atmosferas Explosivas”.
Além dos treinamentos disponíveis sobre este assunto, os profissionais envolvidos com os serviços de classificação de áreas devem também ganhar as devidas experiências e conhecimentos trabalhando em Empresas de Engenharia, em contato com outros profissionais experientes neste tipo de serviços.
As inspeções iniciais devem ser feitas após o comissionamento dos equipamentos “Ex”, e antes de sua energização final e colocação em operação, tendo como base as listas de verificação especificadas na Norma ABNT NBR IEC 60079-17.
As inspeções INICIAIS devem ser feitas de forma a verificar todas as características dos equipamentos, incluindo a verificação das conexões internas, o que implica a abertura dos equipamentos para inspeção detalhada. Estes serviços devem ser feitos para cada um dos equipamentos “Ex” existentes, que podem ser da ordem de milhares ou centenas de milhares, dependendo do porte da instalação “Ex”, os serviços de inspeções PERIÓDICAS podem ser considerados como sendo um dos mais IMPORTANTES em áreas classificadas, com o objetivo de manter a continuidade da CONFIANÇA da segurança proporcionada pelos equipamentos e pelas instalações “Ex”.
Os equipamentos “Ex” são considerados SEGUROS para serem novamente instalados em áreas classificadas, caso tenham sido submetidos a reparo ou recuperação, sempre que estes serviços tenham sido executados de acordo com os requisitos especificados na Norma ABNT NBR IEC 60079-19 e nas Normas da Série ABNT NBR IEC 60079, relacionadas com os tipos de proteção “Ex” aplicáveis ao equipamento “Ex” reparado (tais como Ex “i”, Ex “eb” ou Ex “ec” ou Ex “tb” ou Ex “pzc”). De acordo com a Norma ABNT NBR IEC 60079-19, devem ser fixadas nos invólucros dos equipamentos “Ex” as devidas PLAQUETAS COMPLEMENTARES DE MARCAÇÃO de reparo ou recuperação.
Sob o ponto de vista de segurança industrial, pode ser verificado que somente a certificação dos equipamentos “Ex” não é suficiente para garantir a segurança das instalações em atmosferas explosivas, nem das pessoas que nelas trabalham. Fazendo-se uma analogia com uma “corrente”, onde a resistência do conjunto é determinada pelo seu elo mais fraco, a segurança de instalações elétricas, de instrumentação ou mecânicas em atmosferas explosivas depende também da correta realização dos serviços de projeto, montagem, inspeção, manutenção e reparos, dos quais depende também a devida competência dos executantes e pessoas responsáveis pela execução destas atividades “Ex”.
Sob o ponto de vista de segurança das instalações industriais “Ex” e das pessoas que nelas trabalham, bem como da preservação da vida e do meio ambiente, ao longo do ciclo total de vida das instalações “Ex”, a Norma ABNT NBR IEC 60079-17 pode ser considerada como sendo a Norma “Ex” mais importante. Isto se deve ao fato de a aplicação adequada e periódica desta Norma assegurar que as instalações industriais em atmosferas explosivas estejam sempre de acordo com os requisitos de proteção proporcionados pelos equipamentos “Ex”, bem como estejam adequados em termos dos agentes agressivos presentes no ambiente industrial, tais como poeira, sujeira, salinidade, ataques químicos corrosivos e instalações marítimas.
Como um dos principais problemas que podem ser verificados nas instalações de equipamentos elétricos, eletrônicos, de instrumentação, de automação, de telecomunicações e mecânicos “Ex” está a falta de implantação de um sistema de inspeções “Ex”.
Já se encontram disponíveis no Brasil sistemas de certificação de competências pessoais para profissionais “Ex”
Existe em operação, desde 2010, no âmbito internacional, o sistema de certificação de competências pessoais “Ex” do IECEx. Este sistema é baseado em onze unidades de competências pessoais “Ex”, relacionadas a seguir:
• Unidade Ex 000: Conhecimentos e percepções básicas para adentrar em uma instalação contendo áreas classificadas;
• Unidade Ex 001: Aplicação dos princípios básicos de segurança em atmosferas explosivas;
• Unidade Ex 002: Execução de classificação de áreas;
• Unidade Ex 003: Instalação de equipamentos com tipos de proteção “Ex” e respectivos sistemas de fiação;
• Unidade Ex 004: Manutenção de equipamentos em atmosferas explosivas;
• Unidade Ex 005: Reparo e revisão de equipamentos com tipos de proteção “Ex”;
• Unidade Ex 006: Testes de equipamentos e instalações elétricas em, ou associadas a atmosferas explosivas;
• Unidade Ex 007: Execução de inspeções visuais e apuradas de equipamentos e instalações em, ou associadas a atmosferas explosivas;
• Unidade Ex 008: Execução de inspeções detalhadas de equipamentos ou instalações elétricas em, ou associadas a atmosferas explosivas;
• Unidade Ex 009: Projeto de instalações elétricas em, ou associadas a atmosferas explosivas;
• Unidade Ex 010: Execução de inspeções de auditoria ou de avaliação das instalações elétricas em, ou associadas a atmosferas explosivas;
• Unidade Ex 011: Conhecimentos básicos para a segurança de sistemas com hidrogênio.
Até o presente momento já foram certificados, dentro do sistema IECEx, cerca de 200 profissionais “Ex” registrados no Brasil. As certificações de acordo com as Unidades de Competências Ex não definem a função de uma pessoa, mas somente as atividades para as quais a pessoa demonstrou ser competente.
Principais tendências tecnológicas aplicáveis a sistemas de controle, instrumentação e automação “Ex”
Nas áreas particulares relacionadas com sistemas de instrumentação, automação e controle em áreas classificadas, uma das novas “revoluções anunciadas” que se encontra em fase de implantação são os sistemas com base no “novo padrão” Ethernet APL (Advanced Physical Layer) / 2-WISE (TwoWire intrinsically safe Ethernet), de acordo com a ABNT IEC TS 60079-47: Ethernet APL (Advanced Physical Layer) permite a utilização de circuitos de campo com grandes distâncias, com tipo de proteção por segurança intrínseca, com capacidade de comunicação e fonte de alimentação de força, por meio de cabos com dois fios (2-WISE). O padrão APL é uma extensão lógica do padrão Ethernet, que proporciona os atributos e características requeridas para a operação segura e confiável para os dispositivos de campo de uma indústria de processo.
As características do padrão APL incluem o atendimento aos requisitos para proteção de equipamentos, dispositivos e circuitos para instalações em áreas classificadas, contendo gases inflamáveis ou poeiras combustíveis. A ABNT IEC TS 60079-47 define a proteção por segurança intrínseca para todos os níveis de ZONAS e EPL para os Grupos I, II e III, incluindo simples procedimentos de verificação, por parte dos usuários, dos parâmetros de entidade de segurança intrínseca, sem a necessidade de cálculos complexos. Exemplo de uma topologia de sistema de controle de processo (DCS) e Sistema Instrumentado de Segurança (SIS) contendo segmentos do tipo tronco (trunk) no padrão Ethernet APL / Ex “e” (com tipo de proteção por segurança aumentada), 2-WISE Field Switches em Zona 2 e circuitos de derivação (spurs) com padrão Ethernet APL / 2-WISE em Zonas 1 ou Zona 2. Sensores dos instrumentos 2-WISE em Zona 0.
Marco regulatório global “Ex”
A Organização das Nações Unidas (ONU) tem trabalhado em estreita cooperação com a IEC e com IECEx, de forma a desenvolver um modelo de legislação comum na área de equipamentos e instalações em ambientes com áreas classificadas. Em função desta cooperação, a ONU tem apoiado e incentivado a aplicação dos requisitos de certificação de competências pessoais, oficinas de serviços de reparos e de equipamentos “Ex” do IECEx na legislação de cada país.
Qualquer dos países membros que ainda não possuam programas de legislação no setor de atmosferas explosivas podem utilizar o modelo elaborado e proposto pela ONU, como base para a sua legislação local. Em países que já possuam tais programas, estes podem considerar a convergência regulatória mundial gradual dos modelos existentes para o novo modelo internacional proposto. De acordo com a ONU, a existência de diferentes requisitos legais em diferentes países pode, por si só, representar um risco, uma vez que trabalhadores que se deslocam de um local para outro podem possuir familiaridade insuficiente com os requisitos locais de segurança. De forma a fornecer a base para uma regulação comum, foi elaborado pela ONU, em 2011, juntamente com o IECEx, um documento do tipo CRO (Objetivos de Regulamentos Comuns), intitulado “Marco Regulatório Comum para equipamentos utilizados em ambientes de atmosferas explosivas”. Este documento é baseado na abordagem do ciclo total de vida das instalações, o que requer a execução correta de diversas atividades envolvidas, incluindo projeto, classificação de área, seleção, instalação, inspeção, manutenção e reparos dos equipamentos “Ex”.
Engenheiro eletricista, com mestrado em proteção de sistemas elétricos de potência; Consultor sobre equipamentos e instalações em atmosferas explosivas; Organizador do Livro “O ciclo total de vida das instalações em atmosferas explosivas”; Coordenador da Comissão de Estudo CE 003.065.001 – Medição, controle e automação para a indústria de processo; Membro de Grupos de Trabalho dos Comitês Técnicos TC 31 (Equipment for explosive atmospheres) e TC 95 (Measuring relays and protection equipment) da IEC e Condecorado com o prêmio internacional de reconhecimento IEC 1906 Award.