Sob o ponto de vista de segurança industrial, pode ser recomendado, dentro das possibilidades técnicas das instalações, que os equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos, eletrônicos e mecânicos, sempre que possível, sejam instalados em áreas não classificadas.
Nos casos em que isso não for tecnicamente viável, ou nos casos em que a instalação de equipamentos “Ex” em áreas classificadas apresentem benefícios do ponto de facilidades de projeto e montagem, pode ser recomendado que os equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações elétricos, eletrônicos e mecânicos “Ex” sejam instalados em uma área com os menores requisitos de classificação de áreas, de menores riscos de presença de atmosferas explosivas de gases ou poeiras, e, portanto, que requeiram equipamentos elétricos ou mecânicos com um EPL de nível mais baixo.
As instalações de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricas e mecânicas “Ex” em áreas classificadas também devem estar de acordo com os requisitos apropriados para instalações em áreas não classificadas. Entretanto, os requisitos de instalação de equipamentos elétricos, eletrônicos e mecânicos para áreas não classificadas são muitas vezes insuficientes para atender os elevados níveis de risco e de requisitos de segurança necessários para instalações destes tipos de equipamentos “Ex” em áreas classificadas.
Este fato faz com que os projetos de instalações “Ex” possuam particularidades e requisitos específicos que os tornam também mais “específicos”, elaborados e com um grau mais elevado de detalhes ou de complexidade, em relação aos projetos para instalações em áreas não classificadas.
De acordo com os requisitos da Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-14, equipamentos elétricos e de instrumentação devem ser especificados, dimensionados, instalados e utilizados de forma que operem dentro de suas faixas nominais de potência, tensão, corrente, frequência, regime de serviço e outras características onde a não conformidade possa colocar em risco a segurança do equipamento e, consequentemente, de toda a instalação.
Exemplo de equipamentos elétricos instalados em áreas classificadas contendo a presença de atmosferas explosivas de gases inflamáveis (Grupo II) e poeiras combustíveis (Grupo III)
Em particular, cuidados devem ser tomados para assegurar que a tensão e a frequência sejam apropriadas para o sistema de alimentação no qual os equipamentos são utilizados e que a classificação da temperatura tenha sido estabelecida para a tensão e frequência nominais ou especificadas para os equipamentos.
Deve ser observado que os equipamentos “Ex” sejam sempre instalados de acordo com a documentação e manuais de instruções fornecidos pelos respectivos fabricantes, incluindo instruções de montagem, comissionamento e ensaios iniciais, tanto na partida como para os procedimentos rotineiros de inspeção e de manutenção preditiva, preventiva e corretiva.
Para as situações apresentadas a seguir é previsto que a seleção do EPL (Equipment Protection Level) de equipamentos “Ex” seja feita com relação às ZONAS dos locais de instalação. A Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079‑14 apresenta a metodologia “tradicional” de seleção do EPL, de acordo com as determinações das ZONAS de áreas classificadas com gases inflamáveis ou poeiras combustíveis como indicados a seguir.
Fazendo-se uma comparação simplificada entre os EPL e os tipos de proteção, para fins de instalação em atmosferas explosivas de gás (Grupo II), de forma similar com as atuais e “tradicionais” definições indicadas da Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-14, com base em definição de zonas (sem levar em consideração nenhuma avaliação adicional de risco), resultam os seguintes critérios de seleção de EPL de equipamentos com relação à classificação de áreas:
- Equipamentos “Ex” com EPL Ga são adequados para instalação em áreas classificadas contendo gases inflamáveis Zonas 0, Zona 1 ou Zona 2
- Equipamentos “Ex” com EPL Gb são adequados para instalação em áreas classificadas contendo gases inflamáveis Zonas 1 ou Zona 2
- Equipamentos “Ex” com EPL Gc são adequados para instalação somente em áreas classificadas contendo gases inflamáveis Zona 2
De forma similar, podem ser relacionados os EPL para instalação em áreas classificadas contendo poeiras combustíveis (Grupo III), como apresentado a seguir:
- Equipamentos “Ex” com EPL Da são adequados para instalação em áreas classificadas contendo poeiras combustíveis Zona 20, Zona 21 ou Zona 22
- Equipamentos “Ex” com EPL Db são adequados para instalação em contendo poeiras combustíveis Zonas 21 ou Zona 22
- Equipamentos “Ex” com EPL Dc são adequados para instalação somente em contendo poeiras combustíveis Zona 22.
Critérios para a seleção de equipamentos “Ex” de acordo com o GRUPO da classificação de áreas do local da instalação
Os equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos e mecânicos “Ex” devem ser selecionados e especificados, em relação ao GRUPO da classificação de áreas do local da instalação, de acordo com a Tabela apresentada a seguir.
Quando um equipamento “Ex” for marcado indicando a sua adequabilidade com um gás ou vapor em particular, por exemplo H2 (hidrogênio), este equipamento “Ex” não pode ser utilizado com outros gases ou vapores sem que uma completa avaliação seja realizada por um organismo competente e os resultados da avaliação mostrem que este equipamento “Ex” é adequado para a utilização pretendida.
Critérios para a seleção de equipamentos “Ex” de acordo com a CLASSE DE TEMPERATURA da classificação de áreas do local da instalação
Os equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos e mecânicos “Ex” devem ser especificados de forma que sua temperatura máxima de superfície não alcance a temperatura de ignição de qualquer gás, vapor ou névoa que possa estar presente no local da instalação.
Se a marcação dos equipamentos “Ex” não incluir uma faixa de temperatura ambiente específica, o equipamento “Ex” é projetado para ser utilizado dentro de uma faixa de temperatura de – 20 °C a + 40 °C. Se a marcação do equipamento “Ex” incluir uma faixa de temperatura específica, o equipamento “Ex” é projetado para ser instalado ou utilizado dentro desta faixa.
Se a temperatura ambiente estiver fora da faixa de temperatura, ou se houver uma influência da temperatura devido a outros fatores, por exemplo, temperatura do processo ou exposição à radiação solar, o efeito sobre o equipamento deve ser considerado e as medidas tomadas devem ser documentadas.
Os símbolos para as classes de temperaturas marcadas nos equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos e mecânicos “Ex” possuem os significados e metodologia de seleção indicados na Tabela apresentada a seguir.
Sob o ponto de vista de especificação ou seleção de equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos ou mecânicos “Ex” para instalação em áreas classificadas contendo atmosferas explosivas formadas por poeiras combustíveis (Grupo III), os critérios para a determinação da temperatura máxima de superfície dos equipamentos “Ex” são as seguintes, dependo da temperatura de ignição da poeira combustível presente no local da instalação e da poeira combustível estar presente na forma de camada ou de nuvem, de acordo com os requisitos apresentados na Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-14:
- TMAX = T5 mm – 75°C (Temperatura de ignição de CAMADA de poeira)
- TMAX = 2/3 TCL (Temperatura de ignição de NUVEM de poeira / Cloud)
Exemplo de seleção de temperatura de equipamento “Ex” para instalação em áreas classificadas do Grupo III: Poeira combustível com temperatura de ignição de 269 ºC (em forma de camada) e de 460 ºC (em forma de nuvem):
- T MAX camada = 269 ºC – 75 ºC = 194 ºC
- T MAX nuvem = 2/3 x 460 ºC = 306 ºC
Deve ser utilizado o caso mais “rigoroso”, para a temperatura máxima de superfície dos equipamentos “Ex” a serem especificados e instalados (valor mais baixo para a temperatura de superfície): T MAX = 194 ºC
Considerações sobre os critérios de seleção de equipamentos “Ex” de acordo com os requisitos de grupos, zonas e classes de temperatura de classificação de áreas
- As extensões de ZONAS indicadas na documentação de classificação de áreas (Zonas 0, 1, 2, 20, 21 ou 22) representam a frequência ou probabilidade da presença de uma atmosfera explosiva contendo gases inflamáveis ou poeiras combustíveis nos respectivos locais ou regiões de um determinado local da instalação.
- A seleção do EPL proporcionado pelos equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos ou mecânicos “Ex” e dos seus tipos de proteção “Ex”, combinados ou não, indicados na MARCAÇÃO, a serem especificados pelos usuários e proprietários de equipamentos e instalações “Ex”, deve considerar os tipos de ZONA do local da instalação do equipamento “Ex” (Zonas 0, 1, 2, 20, 21 ou 22), indicada na respectiva documentação de classificação de áreas.
- A determinação dos GRUPOS indicados na documentação de classificação de áreas (Grupos I, IIA, IIB, IIC, IIIA, IIIB ou IIIC) indica as características dos gases inflamáveis ou poeiras combustíveis que podem estar presentes em um determinado local da instalação.
- A determinação das classes de temperatura indicadas na documentação de classificação de áreas (por exemplo T1, T2, T3, T4, T5 ou T6) indica a temperatura de ignição de um gás, vapor ou líquido inflamável que pode estar presente em um determinado local da instalação.
- A seleção da CLASSE DE TEMPERATURA de MARCAÇÃO dos equipamentos “Ex” para áreas classificadas contendo gases inflamáveis, a serem especificados pelos usuários e proprietários de equipamentos e instalações “Ex”, deve considerar a CLASSE DE TEMPERTURA (T1, T2, T3, T4, T5 ou T6), do gás, vapor ou líquido inflamável presente no local da instalação, indicadas na respectiva documentação de classificação de áreas.
- A determinação da temperatura de ignição indicadas na documentação de classificação de áreas, em graus centígrados (por exemplo 100 ºC, 150 ºC, 200 ºC, 250 ºC ou 300 ºC) indica a temperatura de ignição de uma poeira combustível, na forma de nuvem ou de camada, que pode estar presente em um determinado local da instalação.
- A seleção da TEMPERATURA MÁXIMA DE SUPERFÍCIE de MARCAÇÃO dos equipamentos “Ex” para áreas classificadas contendo poeiras combustíveis, a ser especificada pelos usuários e proprietários de equipamentos e instalações “Ex”, deve considerar a TEMPERATURA DE IGNIÇÃO (em ºC) da poeira combustível presente no local da instalação, indicada na respectiva documentação de classificação de áreas.
- 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 de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos ou mecânicos “Ex” somente podem ser devidamente selecionados, com relação ao EPL a ser proporcionado, bem como aos tipos de proteção “Ex” (combinados ou não) a serem utilizados na sua fabricação, o seu GRUPO e sua CLASSE DE TEMPERATURA, indicadas na sua MARCAÇÃO, caso seja disponível a respectiva documentação de classificação de áreas do local da instalação, contendo gases inflamáveis ou poeiras combustíveis.
- Uma pergunta recorrente que “não quer calar”: Como podemos saber quais as características de grupo, zona, classe de temperatura de gases ou temperatura de ignição de poeiras combustíveis de um determinado local da instalação? Resposta: Consultando a correspondente documentação de classificação de áreas!
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/
