Clasificación de Áreas Peligrosas según NFPA/NEC y ATEX/IEC
http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=3394&edi=170&xit=clasificacion-de-areas-peligrosas-segunnfpa/nec-y-atex/iec
La clasificación de áreas según zonas o divisiones es la base o la parte fundamental que
nos permite diseñar nuestros sistemas eléctricos y sus características. Por lo tanto,
existen diversas variables y características de los equipamientos que deben ser
seleccionadas en función de la clasificación, y que son equivalentes entre los principales
estándares existentes.
Las zonas con peligro de explosión pueden describirse como aquellas ubicaciones donde
se instalan equipos eléctricos y que, por su naturaleza, presentan una condición que
podría volverse explosiva si elementos de ignición están presentes. Muchos gases, vapores
y polvos pueden formar atmósferas inflamables (explosivas) cuando se mezclan en
concentraciones apropiadas con aire.
Desafortunadamente, las sustancias inflamables no siempre son evitables. Por lo tanto, es
de gran importancia que un usuario de equipamiento eléctrico -como los pulsadores y las
luces pilotoesté consciente del entorno en el que se instalarán estos productos. La
comprensión del peligro ayudará a garantizar que el equipo se seleccione, instale y opere
correctamente para proporcionar un sistema operativo seguro.
Como parte de la gestión de riesgos y para garantizar la seguridad de una operación, se
realiza una clasificación de áreas peligrosas, donde se necesitarán precauciones especiales
para evitar que los dispositivos eléctricos causen una fuente de ignición debido a la
presencia de una atmósfera inflamable.
Se deben considerar diferentes variables para determinar correctamente esta
clasificación, incluyendo propiedades y comportamientos de los materiales, volúmenes,
presiones, temperaturas, flujos, tuberías y equipos, construcción, clima, disposiciones de
construcción, adecuación de la ventilación mecánica, sistemas de detección de gas,
interfaces de operador, entre otros.
La recopilación y análisis de todos los datos, junto con la aplicación y desarrollo de
técnicas de ingeniería, establecerá un esquema de clasificación de áreas consistente y
seguro. Un área peligrosa y el estudio de clasificación implican el desarrollo y la obtención
de información tal como:
• Los materiales inflamables que puedan estar presentes.
• Las propiedades físicas y características de cada uno de los materiales inflamables.
• La fuente de posibles liberaciones de los materiales.
• Formación de atmósferas explosivas o acumulación en equipos que permiten que se
acumule el calor.
• Temperaturas y presiones de operación predominantes.
• Presencia, grado y disponibilidad de ventilación (forzada y natural).
• La probabilidad de cada escenario de liberar elementos combustibles o inflamables.
Estándares para clasificar las áreas peligrosas
Existen dos principales estándares para la clasificación de las zonas con riesgo de
explosión: NFPA/NEC e IEC/ATEX. El primero clasifica principalmente los recintos con
vapores o gases como “Clase I”; con polvo, “Clase II”; y con fibras, “Clase III”. Luego,
“División 1” indica que la atmósfera explosiva está presente o es probable que esté
presente en la operación normal, mientras que “División 2” considera que la atmósfera
explosiva no está presente en operación normal, pero puede estar presente en operación
anormal del proceso, tal como se muestra en la figura 1.
Por otra parte, IEC/ATEX clasifica las atmósferas mediante zonas. La “zona 0” (gas) y “zona
20” (polvo) son áreas en las que las atmósferas explosivas están continuamente presentes,
por prolongados períodos o frecuentemente. En tanto, en la “zona 1” (gas) y la “zona 21”
(polvo), la atmósfera explosiva es probable a presentarse en normal operación. En la “zona
2” (gas) y “zona 22” (polvo), las atmósferas explosivas no son probables de producirse en
normal operación del proceso y si ocurren será por un corto tiempo, tal como se indica en
la figura 2.
Diferencias entre NFPA/NEC e IEC/ATEX
Ambos sistemas de clasificación entregan soluciones efectivas para el equipamiento
eléctrico utilizado en lugares peligrosos. La diferencia más significativa es que la
probabilidad de presencia de una atmósfera inflamable se divide en tres áreas en el
sistema IEC/ATEX, mientras que en NFPA/NEC, son solo dos, tal como se muestra en la
figura 3.
En las áreas de menor riesgo, los sistemas de Zonas y Clase/División son básicamente
idénticos. Sin embargo, en las áreas donde se espera que exista un peligro en la operación
normal, la clasificación mediante Zonas permite clasificar los recintos de mayor riesgo por
separado.
Además, el sistema NFPA/NEC requiere que las ubicaciones donde la falla o el
funcionamiento defectuoso del equipo o los procesos que puedan liberar concentraciones
inflamables de gases o vapores, y que también puedan causar que la falla de los equipos
eléctricos sea una fuente de ignición, se clasifiquen como División 1.
La clasificación de áreas según zonas o divisiones es la base o la parte fundamental que
nos permitirá diseñar nuestros sistemas eléctricos y sus características. Por lo tanto,
existen variadas variables y características de los equipamientos que deben ser
seleccionadas en función de la clasificación, y que son equivalentes entre ambos
estándares. Por ejemplo, existen características de temperatura del equipo, operación
segura, clasificación de gases, métodos de protección, entre otros. Estas características
también son equivalentes y aplicables para los diferentes recintos, donde siempre se debe
considerar la aplicación de un equipo de igual o mayor desempeño técnico.
Errores comunes
Un error común en la clasificación de áreas y posterior clasificación del equipamiento, es
que se tiende a instalar equipamiento Clase 1-Div 1 o Zona 0 (gases) en ambientes
clasificados como Clase II-Div 1 o Zona 20, debido a que los equipos para atmósferas con
gases lucen más robustos o con una mejor cubierta. Esta suposición es completamente
errónea, debido a que las partículas de gas y polvo tienen características muy diferentes
entre sí, como, por ejemplo, comportamientos mecánicos, tiempos de permanencia en el
interior de los equipos o en la atmósfera, entre otras.
Por lo tanto, siempre se debe instalar equipamiento aprobado para la clasificación de
zonas realizada, y si el recinto posee polvos y gases en la atmósfera con peligro de
explosión, el equipo deberá encontrarse aprobado para ambas clasificaciones y no bastará
solo con encontrarse aprobado para gases.
Otras consideraciones
Ambos son sistemas tienen un buen desempeño técnico y han sido desarrollados
independientemente. Cada uno tiene su propio enfoque para la clasificación de áreas y
ninguno de los dos ha demostrado ser más seguro que el otro.
En general, las comparaciones de costos de los dos no son concluyentes y, actualmente, el
sistema IEC tiene un amplio uso en la mayor parte del mundo (excepto en EE.UU.), en las
industrias química y petroquímica. Con la actividad petrolera en decenas de países
diferentes, el enfoque estandarizado de IEC se adapta bien a este tipo de industrias. Por su
parte, el esquema de Clase/División (NFPA/NEC) es el método utilizado en EE.UU. y a
través de NEC, está destinado a atender todas las áreas peligrosas, desde el tratamiento
de aceite a aguas residuales, a las ubicaciones de pulverización de pintura en las
estaciones de servicio diarias.
Finalmente, el método de Clase/División (ATEX/IEC) es sencillo, deja pocas dudas sobre
una clasificación y qué material eléctrico puede o no puede usarse. Aprender el método
IEC no es tan fácil, pero probablemente ofrece más opciones que la forma de manejar una
aplicación en particular.
Por Patricio Valdés Gacitúa, Master of Science in Fire Safety Engineering de la Universidad
de Gante (Bélgica). / www.mapafire.com