analisis de clasificacion electrica de areas peligrosas

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)
Photo by Mark Hilbert
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
<2%
<5%
Ocasionalmente en
operacion normal
Z1
D2
No se presenta
normalmente
Estimacion % (Zonas)
>58%
>95%
<40%
FUENTE DE FUGA O DERRAME EN EL INTERIOR A NIVEL DE PISO,
ADYACENTE A UNA ABERTURA EN LA PARED AL EXTERIOR Y NO
CUENTA CON BUENA VENTILACION (Para líquidos inflamables).
FUENTE DE FUGA O DERRAME EN EL INTERIOR A NIVEL DE
PISO, ADYACENTE A UNA ABERTURA EN LA PARED AL EXTERIOR Y NO CUENTA CON BUENA VENTILACION (Para líquidos
inflamables).
FUENTE DE FUGA O DERRAME EN EL EXTERIOR A NIVEL DE PISO
(Para líquidos inflamables, gases comprimidos o licuados a presión,
o líquidos criogénicos)
TANQUE DE ALMACENAMIENTO EN EL EXTERIOR
(Para líquidos inflamables)
ESTACION DE LLENADO DE TAMBORES UBICADA DENTRO O
FUERA DE UN EDIFICIO CON VENTILACION ADECUADA (Para
líquidos inflamables)
CASA DE COMPRESORES CON VENTILACION INADECUADA
(Gases inflamables más ligeros que el aire)
EXTENSION DE LAS AREAS CLASIFICADAS
La extensión de una División 1 ó 2 ó Zona requiere una cuidadosa
evaluación de los siguientes factores:
a)
El material combustible.
b)
La densidad de los vapores del material.
c)
La temperatura del material.
d)
El limite inflamable inferior (LFL) del material
e)
El proceso o presión de almacenamiento.
f)
El tamaño de la posible fuga o derrame.
g)
La ventilación.
PROCEDIMIENTO PARA
LA CLASIFICACION DE AREAS
PASO 1.- Determinar la necesidad de clasificación.
PASO 2.- Recopilación de la información.
2.1.- Información de la instalación.
2.2.- Historial de la instalación existente.
2.3.- Diagrama de flujo de proceso.
2.4.- Plano general de localización de equipo (plot plan).
2.5.- Propiedades de riesgo de incendio de los materiales.
PASO 3.- Seleccionar el diagrama apropiado de clasificación.
PASO 4.- Determinar la extensión del área clasificada.
4.1.- Usar el software de análisis.
4.2.- Ubicar las posibles fuentes de fugas o derrames.
4.3.- Para cada posible fuente determinar el diagrama de
clasificación adecuado.
4.4.- Delimitar el área clasificada de acuerdo a las
instalaciones.