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Tecnología de Equipos a prueba de Explosión

Determinación de áreas clasificadas

Las definiciones que encontramos en las normativas internacionales sobre clasificación de áreas, establecen los lineamientos que los encargados de la clasificación de áreas peligrosas deberán seguir. Estas autoridades pueden ser los representantes de una compañía aseguradora, un inspector municipal o un miembro de una organización especialmente instruida en la materia, siendo el aspecto más importante para la selección del clasificador, la jurisdicción que este tenga sobre el área a estudiar.

La clasificación de un área peligrosa puede ser un asunto muy complejo , pues deberá tomar en cuenta variados factores como la cantidad de material peligroso presente en el área, la topografía del lugar, las construcciones presentes y aquellos eventos (explosiones o incendios) que se pudieran haber presentado en otras instalaciones semejantes a la estudiada y que pudieran sentar un precedente en la clasificación.

Las instalaciones en áreas División 1, Zona 0 o Zona 1, pueden resultar substancialmente mas costosas que aquellas realizadas en áreas División 2 o Zona2, por lo que es de gran importancia minimizar la tendencia de sobreclasificar el área en estudio. El incremento en el uso de equipos eléctricos en áreas clasificadas ha permitido a organizaciones como el "American Petroleum Institute" y el "International Electrotechnical Commission" publicar guías para la clasificación de áreas en donde se encuentren presentes materiales inflamables. Estas guías están proyectadas para promover la uniformidad en la clasificación y minimizar la tendencia común de clasificar un área considerando que es más peligrosa de lo que realmente es.

 

Clasificación del área Presencia de mezcla explosiva

Horas / año

División 1 Zona 0 >1000 
Zona 1 > 10 < 1000
División 2 Zona 2 > 1 < 10

Sin clasificar

<1

 

Los principios para clasificación de áreas para plantas químicas, petroleras o de otro tipo donde se encuentran áreas peligrosas son similares, pero las dimensiones de dichas áreas difieren en muchos casos debido a las diferencias en las dimensiones de los equipos instalados y la cantidad de material inflamable liberado en los diferentes puntos de emisión (Ventilas, válvulas, etc.) . Muchas industrias poseen sus propios patrones de clasificación de áreas basados en las normativas y recomendaciones que tienen jurisdicción en su campo (API, NFPA, IEC).

Los diagramas presentes como ejemplo tanto en el NEC (Art. 516) como en IEC (Art.60 079 ), son aproximaciones geométricas a la clasificación de áreas. Estas guías definen las distancias entre áreas División 1 (Zona 0 o  1) y División 2 (Zona 2)  medidas desde la fuente de fuga del material inflamable. El tamaño y la duración esperados de la fuga, los efectos del viento, dispersión y otros factores se encuentran implícitos en el cálculo de estas distancias recomendadas. Los diagramas tienden a representar situaciones típicas de manera conservadora. 

 


Diagrama de clasificación para Estaciones dispensadoras de gasolina.
 NEC 514-2

Dos aspectos han motivado aproximaciones más sofisticadas. Se ha incrementado el reconocimiento que los diagramas típicos no siempre derivan en clasificaciones seguras de aplicarse a situaciones en las cuales el total de combustible liberado pueda ser mucho mayor al asumido por aquellos que diagramaron conservadoramente, el uso de diagramas causa sobre clasificación de áreas donde la cantidad de combustible liberado sea mucho menor a las cantidades típicas.

En años recientes se ha dirigido la atención hacia métodos de clasificación que específicamente se enfoquen en el tipo de material liberado, Cantidad, efectos de la altura al punto de fuga, efectos adversos del viento y duración de la fuga.

En el manual de una de las principales compañías químicas se especifican los siguientes pasos para alcanzar la clasificación de un área peligrosa.

  1. Determinar la flamabilidad y las propiedades físicas del material a ser manejado, por ejemplo, punto de evaporación (Flash Point), densidad de vapor, Grupo de gas (NEC o IEC), punto de ebullición, temperatura de operación, temperatura de auto ignición.

  2. Determinar la probable ubicación, rata y cantidad de combustible fugado basándose en datos de proceso, diagramas de flujo y esquemas . Válvulas de muestreo, equipos de alivio y drenajes son típicas fuentes de fuga.

  3. Determinar consideraciones ambientales como elevaciones o depresiones relativos a la calidad y grado de ventilación. una ubicación bloqueada por cuatro o seis lados (Ejemplo piso, techo y dos lados) es considerada frecuentemente como de ventilación restringida. Interiores donde el flujo de aire es 305 m3 / min. por cada metro cuadrado de piso, es considerada bien ventilada.

  4. Especificar grupo de clasificación  del material (NEC o IEC) en el punto de fuga.

  5. Especificar la clasificación (División  o Zona) y la distancia de dicha clasificación por:

    a) Referencia a diagramas geométricos presentes en las normativas u otros esquemas de clasificación aceptados (NEC, IEC, API, etc.).
    b) Uso de curvas dadas en las guías para el cálculo de clasificaciones y extensiones, o
    c) Cálculo directo (para derrames grandes y frecuentes).

El método "a" indicado en el paso 5 es el método convencional de clasificación. El método "b" utiliza curvas precalculadas que pueden ser utilizadas si se conoce un estimado del número de derrames por año, su duración media, rata de derrame average por fuga, el peso molecular del combustible y su nivel mínimo de explosividad. Los cálculos se basan en el riesgo aceptable de 1 ignición por 1.000 años derrames en el rango de 50 a 250 kg/min. asunciones conservadoras sobre el ambiente.

El método "c" es algo largo y envuelve lo siguiente:

  • Cálculo de la extensión de una nube inflamable bajo condiciones estables

  • Estimación del número de piezas de aparatos eléctricos en el área peligrosa y su rata de falla.

  • Estimar la cantidad de horas en que la mezcla explosiva se encuentra expuesta durante un año.

Si la presencia de la mezcla explosiva en el área estudiada es mayor a 10 horas al año estaríamos hablando de un área División 1 ( entre 10 y 100 horas por año, Zona 1; más de 1000 horas por año Zona 0), mientras que si la presencia de dicha mezcla se encuentra entre 1 y 10 horas por año la clasificación será División 2 o Zona 2. Para presencias menores a 1 hora por año el área no se clasifica como peligrosa.

Diagrama de clasificación para áreas peligrosas 

(Esta es una aproximación referencial, no debe ser utilizado sin respaldo de las normativas apropiadas)

 

La razón para referenciar esta aproximación a la clasificación de áreas es la de resaltar las limitaciones de las aproximaciones geométricas comúnmente utilizadas para dicha clasificación. Los detalles de las curvas de derivación y los métodos exactos de cálculo no se presentan en este artículo pues no se consideran pertinentes para esta apreciación. Para condiciones únicas se justifica la inversión en elementos de ingeniería para determinar de una forma más realista la clasificación del área

 


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