ANALISIS DE CLASIFICACION ELECTRICA DE AREAS PELIGROSAS

GERENCIA DE SALUD, SEGURIDAD, MEDIOAMBIENTE Y RELACIONAMIENTO SOCIAL Noviembre-2014

AREAS CLASIFICADAS

Se entiende por Áreas Clasificadas o peligrosa a aquellos lugares donde pueden presentarse fuego o explosiones debido gases o vapores (líquidos inflamables), polvo combustible o fibras que puedan incendiarse. La presencia de éstos materiales pueden representar una condición de incendio si se exponen a una fuente de ignición.

EQUIPO ELÉCTRICO EN AREAS CLASIFICADAS

 Los equipos eléctricos deben ser seleccionados e instalados de manera que no provean una fuente de ignición.  Donde se encuentren normalmente presentes otras fuentes de ignición, las áreas normalmente NO se clasifican.

ROL DEL NEC EN AREAS CLASIFICADAS

 El NFPA 70 “National Electrical Code”(Código Nacional Eléctrico) sirve, principalmente, como una norma de instalación.  Proporciona los requerimientos para las instalaciones eléctricas en áreas clasificadas como peligrosas.  Generalmente, se requieren de otras normas para clasificar las áreas (NFPA 497, API 500, API 505, IEC 60079,etc).

ARTÍCULOS RELATIVOS A LUGARES PELIGROSOS

Artículo 500 Requerimientos Generales. Artículo 501 Clase I—Gases, Vapores y Líquidos

Artículo 502 Clase II—Polvos Combustibles Artículo 503 Clase III—Fibras o Pelusas Artículo 504 Sistemas Intrínsecamente Seguros

Artículo 505 Clase I, Zona 0, Zona 1, ó Zona 2 Artículos 510–517 Ocupaciones Específicas

DOCUMENTOS PARA CLASIFICACIÓN DE AREAS

• NFPA 497.- Recommended Practice for the Classification of Flammable Liquids, Gases, or Vapors and of Hazardous (Classified) Locations for Electrical Installations in Chemical Process Areas. • NFPA 499.- Recommended Practice for the Classification of Combustible Dusts and of Hazardous (Classified) Locations for Electrical Installations in Chemical Process Areas

CLASIFICACIONES La clasificación de las Áreas Peligrosas está basadas en la naturaleza de los materiales que están o pueden estar presentes.  Clase I — Líquidos, Gases y Vapores Inflamables  Clase II — Polvos Combustibles  Clase III — Fibras de Fácil Combustión o Pelusas

AREAS CLASE I

Definición: Áreas en las que están ó pueden estar presentes en el aire, gases o vapores inflamables en cantidades suficientes para producir una mezcla inflamable o explosiva.

LÍQUIDO INFLAMABLE

Definición:  Cualquier líquido con un punto de inflamación (flash point) menor a 37.8oC (100 °F) y una presión de vapor reid que no exceda la presión absoluta de 40 psi (276 kPa a 37.8 °C (100oF)

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CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES COMBUSTIBLES CLASE I • Los materiales combustibles se clasifican en los Grupos A, B, C y D con base en: – MESG — Maximum Experimental Safe Gap (Distancia Máxima de Abertura Segura de la Rejilla) – MIC Ratio — Minimum Igniting Current Ratio (Relación de Corriente Mínima de Ignición) – Una alta presión de explosión puede modificar la clasificación del grupo.

MESG (Maximum Experimental Safe Gap) (Distancia Máxima de Abertura Segura de la Rejilla)

DEFINICIÓN: – Es la separación máxima entre dos superficies metálicas paralelas que se han encontrado, en condiciones de prueba especificadas, para evitar que una explosión en la cámara de prueba se propague a la cámara secundaria que contiene el mismo gas o vapor en concentración igual.

RELACIÓN MIC (MIC Ratio)

DEFINICIÓN: – Es la relación de corriente mínima requerida de una chispa de descarga inductiva para encender la mezcla más fácilmente inflamable de un gas o vapor, dividida por la corriente mínima requerida de una chispa inductiva para encender el metano.

CLASE I GRUPOS

Grupo

Ejemplo

MIC

MESG (mm)

A

Acetileno

0.28

0.25

B

Hidrógeno

 0.4

0.45

C

Eter Etílico

0.40 - 0.80

0.45 - 0.75

D

Gasolina

>0.80

>0.75

CLASIFICACION CLASE I-DIVISION

AREAS CLASE I, DIVISIÓN 1 1.- Donde pueden existir concentraciones de gases inflamables ,vapores producidos por líquidos inflamables o combustibles en condiciones normales de operación. 2.- En las que por operaciones de mantenimiento, reparación o frecuencia de fugas o derrames pueden existir concentraciones de mezclas inflamables de gases o vapores. 3.- En las que por falla del equipo o proceso pueden liberarse concentraciones de mezclas inflamables de gases o vapores y, pueden causar simultáneamente falla del equipo eléctrico, permitiendo que éste sea la fuente de ignición.

AREAS CLASE I, DIVISIÓN 2 1.- En las que existen gases o líquidos volátiles inflamables manejados, procesados o usados, pero éstos se encuentran normalmente confinados en contenedores o sistemas cerrados, de los cuales sólo pueden escapar en caso de ruptura o falla accidental de equipos o sistemas o por operación anormal. 2.- En las que la presencia de vapores o gases inflamables se previenen por medio de ventilación mecánica positiva y el riesgo sólo se puede presentar por falla en este sistema. 3.- Las adyacentes a una División 1 y, por comunicación, ocasionalmente tener presencia de gases o vapores inflamables, a menos que cuenten con ventilación positiva desde una fuente que garantice aire limpio y esté protegido contra fallas.

ESTACIÓN DE LLENADO DE TAMBORES División 2 Radio de 5 ft (1.52 m)

División 1 Radio 3 ft (915 mm)

Venteo Tubo de llenado

Tambor 18 in. (457 mm)

Nivel de piso

10 ft (3.05 m)

Sitios bajo el nivel del piso, tales como trincheras o drenajes

18

CLASIFICACIÓN DE SITIOS COMO DIVISIÓN 1 O DIVISIÓN 2         

¿Velocidad de liberación de vapores? ¿Ventilación? ¿Densidad del vapor? ¿Volumen liberado? ¿Temperatura? ¿Presión? ¿Límites alto y bajo de inflamabilidad? ¿Temperatura de inflamación (flash point)? ¿Temperatura de autoignición?

CLASIFICACION CLASE I-ZONA International Electrical Commision

CLASIFICACIÓN POR ZONAS

 Es un método alternativo de clasificación.  Aplica sólo inflamables.

a

líquidos,

gases

y

vapores

 La clasificación por zonas proporciona métodos alternativos de protección no reconocidos bajo la clasificación por Divisiones

CLASIFICACIÓN POR ZONAS

Comparación entre División y Zona División 1

Están presentes concentraciones inflamables de gases o vapores: • continuamente • por largos periodos

Zona 0

• bajo condiciones normales de operación • durante operaciones de reparación • donde la paralización o falla de operaciones de mantenimiento en equipo de proceso, también causa la falla simultánea del equipo eléctrico

Zona 1

Adyacente a la Zona 0

CLASIFICACIÓN POR ZONAS

Comparación entre División y Zona División 2

Donde líquidos o gases inflamables, normalmente están confinados en contene-dores o sistemas Donde la concentración de gases o vapores inflamables se previenen normalmente mediante ventilación positiva mecánica En áreas adyacentes a sitios en los cuales concentraciones de gases o vapores infla-mables pudieran ocasionalmente fluir

Zona 2

CLASE 1 ZONA 0

1.- En las que están presentes continuamente gases o vapores inflamables. 2.- En las que están presentes por largos periodos gases o vapores inflamables.

CLASE 1 ZONA 1 1.- En las que están presentes concentraciones de gases o vapores inflamables bajo condiciones normales de operación. 2.- En las que frecuentemente están presentes concentraciones de gases o vapores inflamables por reparaciones, operaciones de mantenimiento, fugas o derrames. 3.- Donde se operan equipos o realizan procesos de naturaleza tal que su daño o falla puede producir la liberación de concentraciones inflamables de gases o vapores y causar simultáneamente fallas en el equipo eléctrico haciendo que este se convierta en una fuente de ignición. 4.- Las adyacentes a una Clase I Zona 0 y, por comunicación, ocasionalmente tener presencia de gases o vapores inflamables, a menos que cuenten con ventilación positiva desde una fuente que garantice aires fresco y esté protegido contra fallas.

CLASE 1 ZONA 2 1.- En las que las concentraciones de gases o vapores inflamables no es probable que ocurran durante operaciones normales y, en caso de ocurrir es por periodos breves. 2.- En las que existen gases o líquidos volátiles inflamables manejados, procesados o usados, pero éstos se encuentran normalmente confinados en contenedores o sistemas cerrados, de los cuales sólo pueden escapar en caso de ruptura o falla accidental de equipos o sistemas o por operación anormal.

3.- En las que la presencia de vapores o gases inflamables se previenen por medio de presión positiva y el riesgo sólo se puede presentar por falla en este sistema. 4.- Las adyacentes a una División 1 y, por comunicación, ocasionalmente tener presencia de gases o vapores inflamables, a menos que cuenten con ventilación positiva desde una fuente que garantice aire fresco y esté protegido contra fallas.

PRECAUCIONES ESPECIALES PARA CLASE I, ZONA 0, ZONA 1, Y ZONA 2

 Un Ingeniero Profesional con Certificación de Especialidad  Se Permite la Clasificación Dual  Se Permite la Reclasificación

¿Quién es Responsable de la Clasificación? Más de una entidad con jurisdicción puede ser responsable  OSHA cubre los centros de trabajo.  Normatividad eléctrica local o inspectores de construcción y jefes de bomberos .  MSHA cubre plataformas estacionarias costa afuera.  U.S. Coast Guard cubre plataformas flotantes y buques.  Inspectores de seguros contratados.  Profesionales certificados y con experiencia.

MÉTODOS DE PROTECCIÓN Hay tres métodos básicos:  Eliminar el combustible  Eliminar el aire (oxígeno)  Eliminar la fuente de ignición

MÉTODOS DE PROTECCIÓN EN AREAS CLASE I, DIVISIÓN 1

 Sistemas intrínsecamente seguros  Purgado y Presurización  Equipo a prueba de explosión

SISTEMAS INTRISECAMENTE SEGUROS

SISTEMAS INTRÍNSECAMENTE SEGUROS

 Circuito Intrínsecamente Seguros Baja Energía En Condiciones Normales y Anormales  Funciones de los Aparatos Asociados Mantener la Seguridad Intrínseca

SISTEMAS PRESURIZADOS

TIPOS DE PRESURIZACIÓN Clase I, División 1 – Tipo X – reduce el interior a no peligroso • Detecta pérdidas de flujo o presión • Desconecta automáticamente la energía – Tipo Y – reduce el interior a División 2 • Solamente hace sonar la alarma

INSTALACIÓN TÍPICA DE PURGADO TIPO X y Y

SISTEMAS A PRUEBA DE EXPLOSION

SUPOSICIONES DE DISEÑO PARA GABINETES A PRUEBA DE EXPLOSIÓN  Que la mezcla inflamable entrará al gabinete  Que la mezcla inflamable arderá dentro del gabinete  Que el gabinete estará rodeado de una mezcla inflamable  Que el gabinete debe estar aislado como fuente de ignición

TECNICAS DE PROTECCIÓN

COMPARACION DE GRUPO DE GAS - DIVISION Y CLASE

División 1 y 2

Zona 0, 1 y 2

A(acetileno) B(Hidrogeno)

IIC Acetileno e Hidrogeno

C(etileno

IIB Etileno

D (Propano)

IIA Propano

TECNICAS DE PROTECCIÓN – CLASE 1 -DIVISION Y ZONA Área

Técnica de Protección

División 1

• Intrínsecamente Seguro • A prueba de explosión • Purgado/Presurizado X/Y

División 2

• • • • • • • •

Sellado Hermético Circuito no incendiario Componente No incendiario Libre de Chispas Sumergido en aceite Purgado/Presurizado tipo Z Todos de la Div 1 Todos de la Zona 0, 1 y 2

TECNICAS DE PROTECCIÓN – CLASE 1- DIVISION Y ZONA

Área

Técnica de Protección

Zona 0

• •

Intrínsecamente Seguro (ia) 2 fallas Clase 1 Div 1 Intrínsecamente Seguro

Zona 1

• • • • • • • • •

Encapsulado (m) A prueba de llama (d) Seguridad aumentada (e) Intrínsecamente Seguro (1b) 1 falla Sumergido en aceite (o) Relleno de polvo (q) Purgado/presurizado (p) Todos de la Zona 0 Todos de la Clase 1 Div 1

Zona 2

• • • • • • • • •

Energía limitada (nC o nL) Sellado hermético (nC) No incendiario (nC) Sin chispa (nA) Presurizado (nZ) Respiración restringida (nR) Sellos (nC) Todos de Zona 0 y 1 Todos de Clase 1 Div 1 y 2

INFORMACION DE AREAS PELIGROSAS-RESUMEN

Comparación de Zonas y Divisiones y % de Presencia de Equipos en típicos de planta de YPFB Transporte

Area Clasificada

Tiempo en el que la mezcla peligrosa esta presente

% Estimación (Divisiones)

Continuo

ZO

Normalmente presente

D1

Z2

95%