Conceptos Básicos para la Clasificación de Áreas con Peligro de Explosión

Conceptos Básicos para la Clasificación de Áreas con Peligro de Explosión

Posted on 03/06/2017 by Samuel Moya

Ing. José Luis Salinas

Delegado ISA Sección Central México,

Publication Chair Director, District 9, Latin America

jose.salinas@isamex.org

InTech México Automatización,

Edición Junio – Agosto 2017.

RESUMEN

Este artículo introduce a los conceptos básicos relacionados con la clasificación de áreas con peligro de explosión, comúnmente conocidos como “Áreas Clasificadas”. Se indican los estándares usados para clasificar un área, así como sus tipos de clasificación existentes. También se hace mención de los métodos de protección recomendados de acuerdo al tipo de clasificación de área. Para el caso de México, debemos observar la Norma Oficial Mexicana, sin embargo y como información adicional, se puede hacer uso de estándares internacionales, códigos o directivas, para conocer otro método de clasificar este tipo de áreas.

PALABRAS CLAVES: Clase, Grupo, División Zona, Ignición, explosión.

INTRODUCCIÓN

Debido a los requerimientos de automatización para el control de las plantas de producción en lo relativo a la instrumentación de campo, el conocimiento de la clasificación de áreas es básico para la correcta implementación del o de los métodos de protección. Este artículo aborda los métodos de protección buscando proporcionar un panorama más amplio sobre el alcance y los requerimientos básicos en la solución de aplicaciones en áreas con peligro de explosión.

La experiencia indica que más del 90 % de las plantas de producción en la Industria de Procesos son consideradas como áreas con peligro de explosión.

En la mayoría de los procesos industriales (químicos, petroquímicos, petróleo y gas) se almacenan, producen y/o transportan sustancias peligrosas que, al mezclarse con el aire en concentraciones adecuadas, generan una atmósfera con peligro de explosión o “potencialmente explosiva”, y en presencia de una fuente de energía, térmica o eléctrica, se corre el riesgo de producir una ignición.

IGNICIÓN Y EXPLOSIÓN

Cabe hacer mención que se ha usado la palabra ignición en forma general; sin embargo, también puede ser utilizada la palabra “explosión”, para el presente artículo se usará la palabra “ignición” para definir el efecto que causa una mezcla aire-combustible en presencia de una fuente de energía.

Para diferenciarlas, la Ignición es considerada como la presencia o generación de flama, mientras que la Explosión es definida como la liberación súbita de energía.

Las palabras ignición y explosión pueden ser adecuadamente empleadas para determinar que el producto de una mezcla ideal de gas-combustible en presencia de una fuente de ignición es lo suficientemente alta (ya sea esta eléctrica o térmica) que provoca este efecto.

TRIANGULO DE EXPLOSIÓN

La presencia de atmosferas explosivas es considerada como “áreas peligrosas” o “con peligro de explosión” y representan un riesgo de explosión. ¿Qué tan alto es este riesgo? Bueno, eso lo determina el estudio de clasificación de áreas; es necesario realizar este estudio para tomar las medidas correspondientes y definir los métodos de protección para reducir el riesgo de explosión.

Para que ocurra un riesgo de explosión, deben estar presentes las siguientes condiciones:

• El combustible.

• El oxígeno.

• La fuente de energía.

Estas tres condiciones son conocidas como “Triangulo de Explosión”. La clasificación de área de riesgo se realiza tomado en cuenta estas condiciones.

Figura 1. Triángulo de Explosión

ÁREAS DE RIESGO

Un área de riesgo clasificada se define como una localización peligrosa y contiene (o probablemente puede contener) una concentración inflamable de gas, vapor o cualquier otro combustible donde una fuente de energía eléctrica o térmica lo suficientemente elevada puede causar una “ignición”.

La clasificación de un área de riesgo está definida por el tipo de material (tipo de combustible), el riesgo (peligrosidad del combustible) y los límites (distancias de presencia del combustible).

Para clasificar un área en una Planta, se toman en cuenta los siguientes factores:

Mientras que una planta se clasifica en:

• Clasificación de gas y temperatura de ignición, la cual define la naturaleza de la atmósfera explosiva.

• Clasificación de área, la cual indica la probabilidad que exista la atmósfera explosiva

Como es de suponer, los instrumentos de campo que van a ser usado en áreas con peligro de explosión, deben ser diseñados y construidos para ser utilizados en este tipo de áreas, por lo que se clasifican de acuerdo a:

• Grupo de aparato: la máxima energía que puede producir

• Clasificación de Temperatura: la máxima temperatura superficial

Una vez definidos los aspectos de mayor relevancia, se puntualiza en los dos temas principales, como se clasifica un área y los principios básicos de los métodos de protección.

A su vez, las áreas clasificadas se dividen y se definen por:

• Clase: La forma del combustible

• División: La naturaleza del peligro

• Grupo: El gas representativo

• Clase de temperatura: La temperatura superficial

CLASE

De acuerdo a la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012 [1] (NOM), la forma como se presenta el combustible se divide en tres clases:

• Clase I (NOM 500-5b): Gases o vapores

• Clase II (NOM 500-5c):Polvos combustibles

• Clase III (NOM 500-5d): Fibras y volátiles

DIVISIÓN

La naturaleza del peligro se muestra en dos divisiones, las cuales de acuerdo a la NOM son:

• NOM 500.5b (1), para Gases y Vapores

• División 1:

• mezcla explosiva probable en operación normal

• mezcla explosiva probable en reparación, mantenimiento. o fugas

• mezcla existente probable como consecuencia de averías del equipo, lo que provoca que el equipo se convierta en fuente de ignición

• NEC 500.5b (2)

• División 2:

• mezcla explosiva existente confinada en contenedores

• las concentraciones se previenen mediante ventilación mecánica positiva y

• área adyacente a División 1

GRUPO

El grupo define el tipo de combustible, por lo que se tienen como combustibles representativos según la NOM:

• Grupo A (NOM 500-6a (1)): Acetileno

• Grupo B (NOM 500-6a (2)): Hidrogeno

• Grupo C (NOM 500-6a (3)): Etileno

• Grupo D (NOM 500-6a (4)): Propano

• Grupo E (NOM 500-6b (1)): Polvo metálico

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