IRAM 79-10 - clasificación de áreas
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Descripción: Manual de clasificación de áreas explosivas según IRAM...
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NORMA ARGENTINA
IRAM-IAP-IEC 79-10 Primera edición
79-10 98
98-08-14
Materiales eléctricos para atmósferas gaseosas explosivas Guía para la clasificación de áreas peligrosas Electrical apparatus for explosive gas atmospheres Part 10: Classification of hazardous areas
Equivalente a: IEC 79-10: 1995
Referencia Numérica: IRAM-IAP-IEC 79-10:1998
IRAM-IAP-IEC 1998-08-14 No está permitida la reproducción de ninguna de las partes de esta publicación por cualquier medio, incluyendo fotocopiado y microfilmación, sin permiso escrito del IRAM,
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Prefacio El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociación civil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácter de Organismo Argentino de Normalización, son establecer normas técnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además de propender al conocimiento y la aplicación de la normalización como base de la calidad, promoviendo las actividades de certificación de productos y de sistemas de la calidad en las empresas para brindar seguridad al consumidor. IRAM es el representante de la Argentina en la International Organization for Standardization (ISO), en la Comisión Panamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en el Comité MERCOSUR de Normalización (CMN). Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre los diversos sectores involucrados, los que a través de sus representantes han intervenido en los Organismos de Estudio de Normas correspondientes.
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Índice INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 5 1 GENERALIDADES ......................................................................................................... 5 2 DEFINICIONES Y TÉRMINOS........................................................................................ 6 3 SEGURIDAD Y CLASIFICACIÓN DE ÁREAS ................................................................. 8 4 PROCEDIMIENTO PARA LA CLASIFICACIÓN DE ÁREAS ............................................. 9 5 VENTILACIÓN ............................................................................................................. 12 6 DOCUMENTACIÓN...................................................................................................... 13 ANEXO A......................................................................................................................... 17 ANEXO B......................................................................................................................... 17 ANEXO C......................................................................................................................... 31 ANEXO D......................................................................................................................... 54 ANEXO E......................................................................................................................... 55
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Materiales eléctricos para atmósferas gaseosas explosivas Guía para la clasificación de áreas peligrosas INTRODUCCIÓN Esta norma es equivalente a la publicación de la Comisión Electrotécnica Internacional IEC 79-10 (1995) - "Electrical apparatus for explosive gas atmospheres - Part 10: Classification of hazardous areas" y forma parte de un conjunto de normas que la Comisión de Materiales Eléctricos para Atmósferas Explosivas ha programado realizar, basadas en el grupo de documentos de la IEC 79. Esta norma es revisión de la norma IRAM-IAPIEC 79-10 (1994) que es equivalente a la norma IEC 79-10 (1986).
c) Áreas donde los riesgos puedan provenir de la presencia de polvos o de fibras inflamables. d) Fallas catastróficas que estén fuera del concepto de anormalidad tratado en esta norma (ver nota 3). e) Salas para uso médico. f)
Áreas donde la presencia de niebla inflamable puede dar lugar a un riesgo imprevisible y que requieren de consideraciones especiales (ver nota 5).
Esta norma no considera los efectos de los daños en cascada.
1.1 Alcance
Las definiciones y explicaciones de términos se dan conjuntamente con los principios generales y los procedimientos relativos a la clasificación del área.
Esta norma constituye una guía para la clasificación de las áreas donde puedan existir riesgos por presencia de gases o de vapores inflamables, y su objeto es permitir la selección adecuada del material eléctrico para su uso en tales áreas (ver notas 1 y 4).
Para las recomendaciones relativas a la extensión de la clasificación de áreas en industrias específicas o para ciertas aplicaciones, esta guía se debe complementar con las recomendaciones y códigos relativos a dichas industrias.
Está destinada para aplicarla en todas las industrias donde pueda existir un riesgo debido a la presencia de una mezcla del aire con gases o de vapores inflamables, en condiciones atmosféricas normales (ver nota 2). No es de aplicación en:
NOTAS:
1 GENERALIDADES
1-
A los fines de esta norma, un área es una región o un espacio tridimensional.
2-
Las condiciones atmosféricas normales incluyen las variaciones por encima y por debajo de los niveles de referencia de 101,3 kPa (1013 mbar) y 20°C, considerando que las variaciones tienen un efecto despreciable sobre las propiedades explosivas de los materiales inflamables.
3-
Como falla catastrófica en este contexto se entiende, por ejemplo, a la rotura de un recipiente del proceso o de una cañería y estos hechos no son previsibles.
a) Minas. b) Procesamiento y manufactura de explosivos.
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4-
5-
En cualquier instalación de una planta o una fábrica, sin tomar en cuenta su tamaño, pueden existir numerosas fuentes de ignición además de aquellas asociadas con el material eléctrico. Se hace necesario tener que tomar precauciones adicionales para obtener la seguridad en este aspecto. Esta norma puede ser usada con juicio para otras fuentes de ignición. Se puede formar niebla o estar presente en forma simultánea con vapores inflamables. La niebla puede afectar la forma en que el material inflamable se dispersa y la extensión del área peligrosa. La aplicación estricta de la clasificación de áreas para gases y vapores puede no ser apropiada porque las características de inflamabilidad de nieblas no son siempre predecibles. Mientras que puede ser difícil decidir el tipo y la extensión de las zonas, el criterio que se aplica a gases y a vapores dará un resultado seguro en la mayoría de los casos. Sin embargo, siempre se deben tomar consideraciones especiales con el peligro de ignición de nieblas inflamables.
1.2 Normas para consulta Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones, las cuales, mediante su cita en el texto, se transforman en prescripciones válidas para la presente norma IRAM. Las ediciones indicadas eran las vigentes en el momento de su publicación. Todo documento es susceptible de ser revisado y las partes que realicen acuerdos basados en esta norma se deben esforzar para buscar la posibilidad de aplicar sus ediciones más recientes.
2.1 atmósfera gaseosa explosiva: Mezcla de aire con sustancias inflamables que están en forma de gas o de vapor, en condiciones atmosféricas y que, después de la ignición, la combustión se propaga a través de la mezcla no consumida. (VEI 426-02-03, modificada) NOTA: Aunque una mezcla que tiene una concentración por encima del Límite Superior de Explosividad (LSE), no es una atmósfera gaseosa explosiva, en ciertos casos, para los fines de la clasificación de áreas, se aconseja considerarla como una atmósfera gaseosa explosiva.
2.2 área peligrosa: Área donde está presente una atmósfera gaseosa explosiva, o se puede esperar que esté presente en cantidades tales como para requerir precauciones especiales en la construcción, la instalación y el uso de los materiales eléctricos. (VEI 426-03-01, modificada) 2.3 área no peligrosa: Área donde no se prevé que exista una atmósfera gaseosa explosiva, en cantidades tales, como para requerir precauciones especiales para la construcción, la instalación y el uso de los materiales eléctricos. (VEI 426-03-02, modificada). 2.4 zonas: Las áreas peligrosas se clasifican en tres zonas según la frecuencia de aparición y la duración de una atmósfera gaseosa explosiva, como se indica a continuación:
Los organismos internacionales de normalización y el IRAM, mantienen registros actualizados de sus normas.
2.4.1 zona 0: Área donde está presente una atmósfera gaseosa explosiva en forma permanente o durante largos períodos.(VEI 42603-03, modificada).
IRAM-IAP-IEC 79-4: 1998, Materiales eléctricos para atmósferas gaseosas explosivas. Método de ensayo para la temperatura de ignición.
2.4.2 zona 1: Área donde es probable que exista una atmósfera gaseosa explosiva en operación normal (VEI 426-03-04).
IEC 50(426): 1990, Vocabulario Electrotécnico Internacional (VEI) - Capítulo 426: Material eléctrico para atmósferas explosivas.
2.4.3 zona 2: Área donde no es probable que haya una atmósfera gaseosa explosiva en operación normal, pero si ocurriera, es probable que lo haga sólo esporádicamente y exista durante un corto período. (VEI 426-03-05, modificada).
2 DEFINICIONES Y TÉRMINOS A los fines de esta norma, se aplican las definiciones y términos siguientes:
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NOTA: Se pueden tomar de los códigos relacionados con las industrias específicas o sus aplicaciones, indicaciones de la frecuencia de aparición y su duración.
2.5 fuente de escape: Punto o lugar desde el cual se puede liberar a la atmósfera un gas, un vapor, una niebla o un líquido de manera que pueda formarse una atmósfera gaseosa explosiva. (VEI 426-03-06, modificada) 2.6 grados de escape: Existen tres grados básicos de fuentes de escape, en orden decreciente de probabilidad de ocurrencia de la liberación según se indica a continuación: −
Grado continuo;
−
Primer grado;
−
Segundo grado.
Una fuente de escape puede ser de cualquiera de estos grados, o de una combinación de ellos. 2.6.1 escape de grado continuo: Escape que es continuo, o se espera que ocurra durante períodos prolongados.
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No se consideran como parte de la operación normal las fallas tales como: la rotura de sellos de las bombas, o de las juntas de las bridas o de pérdidas ocasionales por accidentes que exijan la reparación o la parada de la planta ó de la fábrica.
2.9 ventilación: Movimiento del aire y su reemplazo por aire fresco debido a los efectos del viento, a los gradientes de temperatura o mediante medios artificiales (por ejemplo: ventiladores o extractores). 2.10 límites de explosividad 2.10.1 límite inferior de explosividad (LIE): Concentración de gas o de vapor inflamable en el aire, debajo de la cual la atmósfera gaseosa no es explosiva.(VEI 426-02-09, modificada) 2.10.2 límite superior de explosividad (LSE): Concentración de gas o de vapor inflamable en el aire, por encima de la cual la atmósfera gaseosa no es explosiva. (VEI 426-02-10, modificada). NOTA: A los fines de esta norma, los términos "explosivo" e "inflamable" se deben considerar sinónimos.
2.6.2 escape de primer grado: Escape que se puede esperar que ocurra periódicamente u ocasionalmente durante la operación normal.
2.11 densidad relativa de un gas o de un vapor: Densidad de un gas o de un vapor referida a la densidad del aire a la misma presión y a la misma temperatura (aire = 1,0).
2.6.3 escape de segundo grado: Escape que no se espera que ocurra durante la operación normal y que, si ocurre, es probable que lo haga con poca frecuencia y durante períodos cortos.
2.12 material inflamable: Material que es inflamable por sí mismo, o que es capaz de producir un gas, un vapor o una niebla inflamables.
2.7 caudal de escape: Cantidad de gas o de vapor inflamable emitida por la fuente de escape por unidad de tiempo.
2.13 líquido inflamable: Líquido capaz de producir un vapor inflamable bajo cualquier condición operativa previsible.
2.8 operación normal: Situación que se presenta cuando la instalación y/o el equipo están funcionando dentro de los parámetros de diseño.
2.14 gas o vapor inflamable: Gas o vapor, que cuando se lo mezcla con aire en ciertas proporciones, formará una atmósfera gaseosa explosiva.
NOTAS:
2.15 niebla inflamable: Gotitas de liquido inflamable, dispersas en el aire, de manera tal que formen una atmósfera gaseosa explosiva.
1
Pequeños escapes de material inflamable pueden ser parte de la operación normal. Por ejemplo: las pérdidas en los sellos que retienen el fluido bombeado, se consideran como pérdidas menores.
2.16 punto de inflamación: La menor temperatura a la cual, bajo ciertas condiciones
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normalizadas, un líquido libera vapores en cantidades tales que son capaces de formar una mezcla de vapor/aire inflamable. (Ver VEI 42601-14). 2.17 punto de ebullición: Temperatura a la que hierve un líquido a la presión ambiente normal de 101,3 kPa (1013 mbar). NOTA: Para mezclas de líquidos se debe utilizar el punto de ebullición inicial. Dicho punto se utiliza en mezclas de líquidos para indicar el mínimo valor en el que la mezcla entra en ebullición.
2.18 presión del vapor: Presión ejercida cuando un sólido o un líquido está en equilibrio con su propio vapor. Es función de la sustancia y de la temperatura. 2.19 temperatura de ignición de una atmósfera gaseosa explosiva: La menor temperatura de una superficie calentada a la cual, bajo condiciones especificadas, ocurrirá la ignición de una sustancia inflamable en la forma de una mezcla de gas o de vapor con aire. NOTA: La norma IRAM-IAP-IEC 79-4 normaliza un método para la determinación de esta temperatura. (VEI 426-02-01, modificada).
3 SEGURIDAD Y CLASIFICACIÓN DE ÁREAS 3.1 Principios de seguridad Las instalaciones donde se manipulan o almacenan sustancias inflamables se deben diseñar, operar y mantener para que cualquier escape de sustancia inflamable, y consecuentemente la extensión del área peligrosa se mantenga en un mínimo, en operación normal o en otra condición, sin importar la frecuencia, la duración y la cantidad del escape. En el caso de actividades de mantenimiento, además de aquellas en operación normal, la extensión de la zona puede ser afectada pero se estima que ese cambio se puede tratar con el sistema de permisos de trabajos. En situaciones de emergencia, se debe poner especial cuidado en la aislación del material
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eléctrico no adecuado, en la parada del proceso, en la aislación de los recipientes del proceso, en el derrame de los contenedores y si es posible, en la provisión de ventilación de emergencia adicional. En una situación donde puede haber una atmósfera gaseosa explosiva, se deben tomar los pasos siguientes: a) eliminar la probabilidad de que la atmósfera explosiva gaseosa ocurra alrededor de la fuente de ignición, o b) eliminar la fuente de ignición. Cuando esto no es posible, se deben seleccionar y preparar medidas de protección, equipos de procesos, sistemas y procedimientos para que la probabilidad de coincidencia de a) y b) sea tan pequeña como sea aceptable. Sólo se deben tomar estas medidas si son altamente confiables, o se deben tomar en combinación para lograr un nivel de seguridad equivalente. 3.2 Objetivos de la clasificación de áreas La clasificación de áreas es un método de análisis y de clasificación del medio ambiente donde pueden ocurrir atmósferas gaseosas explosivas, para facilitar la adecuada selección e instalación del material eléctrico a utilizarse en forma segura en ese medio ambiente, teniendo en cuenta los grupos de gases y las clases de temperatura. En la mayoría de las situaciones prácticas donde se utilizan materiales inflamables, es difícil asegurar que nunca habrá una atmósfera gaseosa explosiva. También puede ser difícil asegurar que el material eléctrico nunca dará lugar a una fuente de ignición. Por consiguiente, en situaciones donde existe una alta probabilidad de ocurrencia de una atmósfera gaseosa explosiva, la confiabilidad se ubica en la utilización de material eléctrico que tiene una probabilidad extremadamente baja de crear alguna fuente de ignición. Inversamente, donde se reduce la probabilidad de ocurrencia de una atmósfera gaseosa explosiva se puede usar material eléctrico que tenga una probabilidad mayor de ser una fuente de ignición.
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Es muy raro que en un examen simple de una planta, o del diseño de una planta, se pueda decidir que partes de la planta pueden ser comprendidos en las definiciones de las 3 zonas (zonas 0, 1 y 2). Es por lo tanto necesaria una aproximación más detallada y esto significa el análisis de la probabilidad básica de que pueda ocurrir una atmósfera gaseosa explosiva. El primer paso es evaluar la probabilidad de esta ocurrencia, de acuerdo con las definiciones de zona 0, zona 1 y zona 2. Una vez que han sido determinados la duración y la frecuencia probable de escape (y el grado de escape) , el caudal del escape, la concentración, la velocidad, y otros de los factores que afectan el tipo y la extensión de la zona, entonces hay una base firme para determinar la probabilidad de presencia de una atmósfera gaseosa explosiva en las áreas circundantes. Esta aproximación, por lo tanto, requiere que se dé una consideración detallada a cada parte del equipamiento de proceso que contiene material inflamable y puede ser una fuente de escape.
Es necesario asegurar que el equipo del proceso sujeto a las tareas de mantenimiento, antes de volverlo al servicio, sea verificado cuidadosamente, durante y después del rearmado, para asegurar que se ha conservado la integridad del diseño original como su aspecto de seguridad. Se debe destacar que la apertura de las partes de sistemas cerrados del proceso (por ejemplo: cambios de filtros, recarga de productos) se deben considerar también como fuentes de escape al desarrollar la clasificación del área. 4
PROCEDIMIENTO PARA LA CLASIFICACIÓN DE ÁREAS
4.1 Generalidades La clasificación de áreas debe llevarse a cabo por aquellas personas que tienen el conocimiento de las propiedades de las sustancias inflamables, del proceso y de los equipos, consultando con el personal de seguridad, de electricidad y de ingeniería. Los apartados siguientes dan una guía en el procedimiento para clasificar áreas en donde puede existir una atmósfera explosiva y en la extensión de las zonas 0, 1 y 2. En la figura C1 se da un ejemplo de una aproximación esquemática de la clasificación de áreas peligrosas.
En particular, las zonas 0 y 1 se deben minimizar en número y extensión por diseño o procedimientos operativos adecuados. En otras palabras, las plantas e instalaciones deben ser principalmente de zona 2 o no peligrosa. Cuando el escape de sustancia inflamable es inevitable, las partes componentes del equipo del proceso se deben limitar a aquellas que dan escapes secundarios. Si esto no fuera posible (que es cuando las fuentes de liberación continuas o primarias son inevitables), los escapes deben ser muy limitados en cantidad y en velocidad. Al llevar a cabo la clasificación de áreas, estos principios deben recibir una consideración primordial. Cuando sea necesario, el diseño, la operación y la ubicación de los equipos del proceso deben asegurar que, aún operando anormalmente, la cantidad de material inflamable liberado en la atmósfera sea minimizado, para reducir la extensión de la zona peligrosa.
Como una atmósfera gaseosa explosiva puede existir sólo si un vapor o gas inflamable está presente con el aire, es necesario decidir si alguno de estos materiales inflamables puede existir en el área en estudio.
Una vez que una planta ha sido clasificada y ejecutados los registros necesarios, es importante que no se efectúen modificaciones en los equipos o procedimientos operativos, sin consultar al responsable de la clasificación del área. Una acción no autorizada puede invalidar dicha clasificación.
Generalmente, estos gases y vapores (y los líquidos y los sólidos que pueden dar origen a ellos) están contenidos dentro del equipo del proceso, que puede o no estar totalmente encerrado. Es necesario identificar donde puede existir una atmósfera inflamable dentro de una planta del proceso, o donde el escape de
4.2 Fuentes de escape Los elementos básicos para establecer los tipos de zonas peligrosas son la identificación de las fuentes de escape y la determinación del grado de escape.
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material inflamable puede crear una atmósfera explosiva externa a la planta del proceso. Cada parte del equipo del proceso (por ejemplo tanques, bombas, cañerías, recipientes, etc.) se debe considerar como una fuente de escape potencial de material inflamable. Evidentemente, si la parte no contiene material inflamable no aumentará la peligrosidad del área a su alrededor. Así también, si la parte contiene material inflamable pero no puede escaparse a la atmósfera (por ejemplo una cañería totalmente soldada), no es una fuente de escape. Si se ha establecido que la parte del equipo puede liberar material inflamable a la atmósfera, es necesario, y en forma prioritaria, determinar el grado de la fuente de escape de acuerdo con las definiciones, considerando la frecuencia probable y la duración del escape. La apertura de partes de equipos de procesos cerrados (por ejemplo, durante el cambio de un filtro o el proceso de llenado) se deben considerar también como fuentes de escape cuando se determina la clasificación de áreas. Por medio de este procedimiento, cada fuente de escape puede ser clasificada como "continua", de "primer grado" o de "segundo grado". Una vez que se ha determinado el grado de la fuente de escape, es necesario determinar la velocidad de escape y otros factores que pueden influir en el tipo y la extensión de la zona. 4.3 Tipo de zona La probabilidad de la presencia de una atmósfera explosiva y por consiguiente el tipo de zona depende principalmente del grado de la fuente de escape y de la ventilación. NOTA: Normalmente, una fuente de escape continuo origina una zona 0, una de primer grado una zona 1 y una de segundo grado una zona 2 (ver anexo B).
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4.4 Extensión de la zona La extensión de las zonas depende principalmente de los parámetros físicos y químicos siguientes, algunos de los cuales son propiedades intrínsecas de la sustancia inflamable, otros son específicos del proceso. Para simplicidad, el efecto de cada parámetro descripto a continuación supone que los demás parámetros permanecen constantes. 4.4.1 Caudal de escape del gas o del vapor Cuanto mayor sea la velocidad de escape, mayor será la extensión de la zona. La velocidad de escape depende de otros parámetros, especialmente de la: a) Geometría de la fuente de escape Está relacionada con las características de la fuente de escape, por ejemplo una superficie abierta, una brida con pérdidas, etc. (ver Anexo A). b) Velocidad de escape Para una fuente de escape dada, el caudal de escape aumenta con la velocidad. En el caso de un producto contenido en un equipo de proceso, la velocidad de escape se relaciona con la presión del proceso y la geometría de la fuente de escape. El volumen de la nube de gas o de vapor inflamable se determina por la cantidad de vapor liberado y el grado de dispersión. Los gases y los vapores que fluyen de una pérdida a alta velocidad desarrollarán un chorro de forma cónica que entrará al aire y se autodiluirá. La extensión de la atmósfera explosiva será casi independiente de la velocidad del viento. Si el escape es a baja velocidad o si su velocidad es interrumpida por el choque con un objeto sólido, será llevado por el viento y su dilución y extensión dependerán de la velocidad del viento.
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c) Concentración El caudal de escape se incrementa con la concentración del vapor o el gas inflamable de la mezcla liberada.
4.4.2 Límite inferior de explosividad (LIE). Para un volumen liberado, cuanto menor sea el LIE, mayor será la extensión de la zona. 4.4.3 Ventilación
d) Volatilidad del líquido inflamable Está relacionada principalmente con la presión del vapor y el calor de vaporización. Si no se conoce la presión del vapor, se pueden usar como guías el punto de ebullición y el punto de inflamación. Una atmósfera explosiva no puede existir si el punto de inflamación es mayor que la máxima temperatura del líquido inflamable. Cuanto menor es el punto de inflamación, mayor puede ser la extensión de la zona. Si una sustancia inflamable se libera de una manera tal que forme una niebla, (por ejemplo por aspersión) se puede formar una atmósfera explosiva por debajo del punto de ebullición del material. NOTAS:
Con el aumento de la ventilación, la extensión de la zona se reducirá. Los obstaculos que impiden la ventilación pueden incrementar la extensión de la zona. Por otro lado, algunos obstáculos, por ejemplo: diques, paredes o cielorasos pueden limitar la extensión. 4.4.4 Densidad relativa del gas o del vapor cuando se libera Si el gas o el vapor es significativamente más liviano que el aire, se moverá hacia arriba. Si es significativamente más pesado, tenderá a acumularse a nivel del piso. La extensión horizontal de la zona a nivel del piso aumentará con el aumento de la densidad relativa y la extensión vertical por encima de la fuente de escape se incrementará con la disminución de la densidad relativa. NOTAS:
1-
Los puntos de inflamación de los líquidos inflamables no son cantidades físicas exactas, particularmente cuando se tratan de mezclas.
2-
Algunos líquidos (por ejemplo, algunos hidrocarburos halogenados) no poseen un punto de inflamación aunque ellos son capaces de producir una atmósfera gaseosa explosiva. En estos casos, la temperatura de equilibrio del líquido que corresponde a la concentración saturada en el límite de explosividad inferior, se debe comparar con la temperatura máxima del líquido.
e) Temperatura del líquido La presión del vapor aumenta con la temperatura lo que incrementa el caudal de escape debido a la evaporación. NOTA: La temperatura del líquido después que se ha liberado se puede incrementar, por ejemplo, por una superficie caliente o por una temperatura ambiente alta.
1-
Para las aplicaciones prácticas, un gas o un vapor que tiene una densidad relativa menor que 0,8, se considera más liviano que el aire. Si la densidad relativa es mayor que 1,2, se considera más pesado que el aire. Entre estos dos valores, se deben considerar ambas posibilidades.
2-
La experiencia ha demostrado que el amoníaco es difícil de inflamar y que un escape de ese gas se disipará rápidamente al aire libre. Por lo tanto cualquier atmósfera explosiva será de una extensión despreciable.
4.4.5 Otros parámetros a ser considerados a) Condiciones climáticas b) Topografía 4.4.6 Ejemplos ilustrativos En los ejemplos del anexo C se muestran algunas formas en que los parámetros mencionados afectan la cantidad de vapor o de gas liberado y entonces, la extensión de la zona.
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a) Fuente de escape: superficie abierta de un líquido; En la mayoría de los casos, la temperatura del líquido será menor que el punto de ebullición y el caudal de escape dependerá principalmente de los parámetros siguientes: − temperatura del líquido; −
presión del vapor del líquido y su temperatura superficial;
−
dimensiones de la superficie de evaporación.
b) Fuente de escape: evaporación casi instantánea de un líquido (por ejemplo de un chorro o de una pulverización). Como el líquido liberado se vaporiza casi instantaneamente, la cantidad de vapor liberado es igual al flujo del líquido y depende de los parámetros siguientes: −
presión del líquido;
−
geometría de la fuente de escape.
4.5 Extensión de la zona - Comentarios generales 4.5.1 Siempre se debe considerar la posibilidad de que un gas que es más pesado que el aire fluya dentro de áreas por debajo del nivel del piso por ejemplo, cavidades, hoyos o depresiones y que un gas que es más liviano que el aire pueda ser retenido en un nivel alto por ejemplo un entretecho. 4.5.2 Cuando la fuente de escape está situada afuera de un área o en un área adyacente, la penetración de una cantidad significativa de gas o vapor inflamable dentro del área se puede evitar por métodos adecuados, como ser: a)
barreras físicas;
b)
manteniendo una sobrepresión estática en un área contigua al área peligrosa adyacente, para prevenir el ingreso de la atmósfera peligrosa.
c)
purgando el área con una cantidad de aire significativa, para asegurar que el aire escape de todas las aberturas donde pueda entrar la atmósfera explosiva.
5 Cuando el líquido no es instantaneamente vaporizado, la situación es compleja porque las gotas, los chorros de líquido y los charcos pueden crear otras fuentes de escape. c) Fuente de escape: pérdida de una mezcla gaseosa. La cantidad de gas liberado depende de los parámetros siguientes: − presión dentro del equipo que contiene el gas; − geometría de la fuente de escape; − concentración de gas inflamable en la mezcla liberada. −
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Para ejemplos de fuentes de escape ver el capítulo A.2
VENTILACIÓN
5.1 Generalidades El gas o el vapor liberado a la atmósfera se puede diluir por dispersión o por difusión en el aire hasta que su concentración esté por debajo del límite inferior de explosividad. Por ejemplo, la ventilación, el movimiento del aire que reemplaza la atmósfera en un volumen (hipotético) alrededor de la fuente de escape por aire fresco, promoverá la dispersión. Los caudales de ventilación adecuados también pueden evitar la persistencia de una atmósfera explosiva y así modificar la zona. 5.2 Principales tipos de ventilación a) ventilación natural; b) ventilación artificial, general o local.
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5.3 Grados de ventilación El grado o la cantidad de ventilación es el factor más importante que están directamente relacionados con los tipos de fuentes de escape y sus correspondientes caudales de escape. Este es independiente del tipo de ventilación, o de la velocidad del viento o del número de renovaciones de aire por unidad de tiempo. Así se pueden lograr condiciones óptimas de ventilación en un área peligrosa y cuanto mayor sea el grado de ventilación con respecto a las cantidades liberadas, menor será la extensión de las zonas (áreas peligrosas), reduciéndolas en algunos casos a una extensión despreciable (área no peligrosa). En el anexo B se dan ejemplos prácticos para determinar el grado de ventilación.
c) un estudio de las características de ventilación en relación con los parámetros de escape del material inflamable para que se pueda evaluar la efectividad de la ventilación. Se deben registrar los resultados del estudio de clasificación de áreas y sus modificaciones posteriores. Se deben enumerar aquellas propiedades que se consideran en la clasificación de áreas de todas las sustancias de procesos utilizados en la planta y se debe incluir el punto de inflamación, el punto de ebullición, la temperatura de ignición, la presión del vapor, la densidad del vapor, los límites de explosividad, el grupo de gas y la clase de temperatura. En las tablas C.1 y C.2 se dan ejemplos de hojas de datos para la clasificación de áreas.
5.4 Disponibilidad de la ventilación 6.2 Planos, hojas de datos y tablas La disponibilidad de la ventilación tiene influencia en la presencia o en la formación de una atmósfera explosiva y también en el tipo de zona. En el anexo B se dan guías sobre la disponibilidad. NOTA: La combinación de los conceptos del grado de ventilación y el nivel de disponibilidad resultan en un método cuantitativo para la evaluación del tipo de zona (ver anexo B).
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DOCUMENTACIÓN
6.1 Generalidades Se recomienda que la clasificación de áreas se realice de tal forma que estén apropiadamente documentados los pasos que llevan a la clasificación final de áreas. Se debe mencionar toda la información usada. Ejemplos de esta información, o del método usado, puede ser: a) recomendaciones de los códigos y las normas correspondientes; b) características de dispersión de gases y de vapores y cálculos;
Los documentos de una clasificación de área deben incluir plantas y elevaciones, según corresponda, que muestren tanto el tipo y la extensión del área, la temperatura de ignición y la clase de temperatura y el grupo del gas. Se debe documentar la topografía de un área cuando influye en la extensión de las zonas. Los documentos también deben incluir otra información importante, tal como: a) la ubicación e identificación de las fuentes de escape. Para plantas o áreas de proceso grandes y complejas, puede ser útil identificar o enumerar las fuentes de escape para facilitar la referencia cruzada entre las hojas de datos de la clasificación de áreas y los planos; b) la posición de las aberturas en edificios (por ejemplo, puertas, ventanas y entradas y salidas de ventilación de aire). Los símbolos de clasificación de áreas que se muestran en la figura C.2 son los preferidos, pero se pueden usar alternativas que estén claramente definidas en los documentos.
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Anexo A (IRAM Informativo)
EJEMPLO DE FUENTES DE ESCAPE A.1 Planta de proceso No se pretende que los ejemplos siguientes se apliquen rígidamente y puede que sea preciso adaptarlos a una situación o un equipo de proceso en particular. A.1.1 Fuente de escape de grado contínuo a) La superficie de un líquido inflamable en un tanque con techo fijo, con venteo permanente a la atmósfera. b) La superficie de un líquido inflamable abierto a la atmósfera continuamente o por períodos largos (por ejemplo un separador aceite-agua). A.1.2 Fuentes de escape de primer grado a) Sellos de bombas, compresores y válvulas, si se espera que liberen material inflamable durante la operación normal. b) Drenajes de agua en tanques que contienen líquidos inflamables y que pueden dejar escapar a la atmósfera material inflamable cuando drenan agua durante la operación normal. c) Puntos de muestreo que se espera que liberen material inflamable a la atmósfera durante la operación normal. d) Válvulas de alivio, venteos y otras aberturas que permitan escapar materiales inflamables a la atmósfera durante la operación normal. A.1.3 Fuentes de escape de segundo grado a) Sellos de bombas, compresores y válvulas donde no se espera que liberen materiales inflamables durante la operación normal del equipo. b) Bridas, juntas y accesorios de cañerías. c) Puntos de muestreo que no se espera que liberen material inflamable a la atmósfera durante la operación normal. d) Válvulas de alivio, venteos y otras aberturas que no se espera que liberen a la atmósfera gases o vapores inflamables durante la operación normal. A.2 Aberturas No se pretende que los ejemplos siguientes se apliquen rígidamente y puede que sea preciso adaptarlos a una situación o un equipo de proceso en particular.
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A.2.1 Aberturas como posibles fuentes de escape Las aberturas entre áreas se deben considerar como posibles fuentes de escape. El grado de escape dependerá de: −
el tipo de zona del área adyacente;
−
la frecuencia y la duración de los períodos de apertura;
−
la efectividad de los sellos de las juntas;
−
la diferencia de presión entre las áreas en estudio.
A.2.2 Clasificación de las aberturas Las aberturas se clasifican como A, B, C y D con las características siguientes: A.2.2.1 Tipo A - Abertura que no tiene las características especificadas para los tipos B, C ó D. Ejemplos: − pasajes abiertos para accesos o servicios, por ejemplo conductos o cañerías a través de paredes, cielorrasos y pisos. − salidas de ventilación fijas en salas, edificios o aberturas similares a las del tipo B, C ó D que son abiertas frecuentemente o por períodos largos. A.2.2.2 Tipo B - Aberturas que están normalmente cerradas (por ejemplo, mediante cierre automático) y abiertas no frecuentemente, y que son cerradas ajustadamente. A.2.2.3 Tipo C - Aberturas normalmente cerradas y abiertas no frecuentemente, de acuerdo con el tipo B, que además poseen dispositivos de sellado (por ejemplo, un anillo de estanqueidad) a lo largo de todo el perímetro; o dos aberturas del tipo B en serie, que tienen dispositivos de cierre automático independientes. A.2.2.4 Tipo D - Aberturas normalmente cerradas del tipo C que sólo se pueden abrir por medios especiales o en una emergencia. Las aberturas del tipo D están efectivamente selladas, tales como en pasajes de servicios (por ejemplo, conductos y cañerías) o puede ser una combinación de una abertura del tipo C adyacente a un área peligrosa y una abertura del tipo B en serie.
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Tabla A.1 Efectos de las aberturas en el grado de escape
Zona aguas arriba a la abertura Zona 0
Zona 1
Zona 2
Abertura tipo
Grado de escape de la abertura considerada como fuente de escape
A
Continuo
B
(Continuo)/Primer grado
C
Segundo grado
D
No hay escape
A
Primer grado
B
(Primero)/segundo grado
C
(Segundo grado)/no hay escape
D
No hay escape
A
Segundo grado
B
(Segundo grado)/no hay escape
C
No hay escape
D
No hay escape
Nota: Para los grados de escape indicados entre paréntesis, debe considerarse en el diseño la frecuencia de operación de las aberturas.
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Anexo B (IRAM Informativo)
VENTILACIÓN INTRODUCCIÓN El objeto de este anexo es evaluar el grado de ventilación y extender el capítulo 5 definiendo las condiciones de ventilación y dando una guía para el diseño de sistemas de ventilación artificial, por medio de ejemplos, explicaciones y cálculos, puesto que estos sistemas son de importancia en el control de la dispersión de escapes de vapores y de gases inflamables. Los métodos desarrollados permiten la determinación del tipo de zona por: − estimación del caudal de ventilación mínimo requerido para evitar la formación de una atmósfera explosiva y usando esto para calcular un volumen hipotético V z que, con un tiempo de dispersión estimado t, permite determinar el grado de ventilación. No es el objeto de estos cálculos que se usen para determinar la extensión de las áreas peligrosas; − determinación del tipo de zona de acuerdo con el grado y la disponibilidad de la ventilación y el grado de la fuente de escape. Aunque el uso directo de estos conceptos es para situaciones en interiores, se pueden usar en situaciones al aire libre, por ejemplo por aplicación de la tabla B.1. B.1 Ventilación natural: Este es un tipo de ventilación que se produce por el movimiento del aire causado por el viento y/o los gradientes de temperatura. En situaciones al aire libre, la ventilación natural será frecuentemente suficiente para asegurar la dispersión de una atmósfera explosiva que esté en la zona. La ventilación natural también puede ser efectiva en ciertas situaciones en interiores, (por ejemplo cuando un edificio tiene aberturas en sus ventanas y/o el techo). NOTA: Para áreas al aire libre, la evaluación de la ventilación se debe basar normalmente en una velocidad del viento mínima estimada de 0,5 m/s; que estará presente virtualmente en forma continua. La velocidad del viento estará frecuentemente por encima de los 2 m/s.
Ejemplos de ventilación natural − situaciones al aire libre típicas de aquellas presentes en las industrias químicas y en las refinerías, por ejemplo estructuras abiertas, cañerías, sectores de bombas, etc. − un edificio abierto que, teniendo en cuenta la densidad relativa de los gases o los vapores, tiene aberturas en las paredes y/o el techo, dimensionadas y localizadas para que la ventilación dentro del edificio, a los efectos de la clasificación del área; sea equivalente a una situación al aire libre; − un edificio que no es abierto pero que tiene una ventilación natural (generalmente menor que la de un edificio abierto) provista por aberturas permanentes realizadas con el propósito de ventilar.
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B.2 Ventilación artificial El movimiento del aire para ventilar se realiza por medios artificiales, por ejemplo ventiladores o extractores. Aunque la ventilación artificial se aplica principalmente dentro de una sala o espacio cerrado, también se puede aplicar a situaciones al aire libre para compensar la restricción de la ventilación natural debida a obstáculos. La ventilación artificial de un área puede ser general o local y, en ambos casos, puede ser apropiado implementar diferentes grados y renovaciones del movimiento del aire. Con el uso de ventilación artificial es posible lograr: − la reducción de la extensión de zonas; − la disminución del tiempo de persistencia de una atmósfera explosiva; − evitar la generación de una atmósfera explosiva. Mediante la ventilación artificial es posible proveer un sistema de ventilación efectivo y confiable en una situación interior. Un sistema de ventilación artificial que se diseña para la protección contra explosiones debe cumplir los requisitos siguientes: − su efectividad debe ser controlada y monitoreada; − se deben considerar la clasificación inmediatamente afuera del punto de descarga del sistema de extracción; − para la ventilación de un área peligrosa, el aire de ventilación se debe tomar normalmente de un área no peligrosa; − antes de determinar las dimensiones y el diseño del sistema de ventilación, se debe definir la ubicación, el tipo de escape y el caudal de escape; Además, influirán en la calidad de un sistema de ventilación artificial los factores siguientes: − los vapores y los gases inflamables tienen usualmente densidades diferentes a las del aire, por lo tanto esos gases y vapores tienden a acumularse próximos al piso o al techo del área encerrada, donde es probable que los movimientos del aire sean reducidos; − cambios en la densidad del aire con la temperatura; − los impedimentos u obstáculos pueden ser causa de la reducción del movimiento del aire, por ejemplo que no exista ventilación en ciertas partes del área. Ejemplos de ventilación artificial general son: − un edificio provisto de ventiladores en las paredes y/o en el cielorraso para mejorar la ventilación general en el edificio. − una situación al aire libre provista de ventiladores convenientemente dispuestos a fin de mejorar la ventilación general del área. Ejemplos de ventilación artificial local son: − 18
un sistema de extracción de aire/vapor aplicado a una máquina del proceso o a un recipiente que deja escapar vapor inflamable en forma continua o periódica.
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− un sistema de ventilación o extracción forzada aplicado a una pequeña área local inadecuadamente ventilada donde se espera que pueda haber de alguna forma una atmósfera gaseosa explosiva. B.3 Grados de ventilación La efectividad de la ventilación para controlar la dispersión y la persistencia de una atmósfera explosiva dependerá del grado y la disponibilidad de la ventilación y del diseño del sistema. Por ejemplo, la ventilación puede no ser suficiente para prevenir la formación de una atmósfera explosiva pero puede ser suficiente para evitar la persistencia de una atmósfera explosiva. Se reconocen los 3 grados de ventilación siguientes: B.3.1 Ventilación alta (V.A) Puede reducir la concentración de una fuente de escape prácticamente en forma instantánea, resultando en una concentración por debajo del límite inferior de explosividad. Así resulta en una zona de tamaño pequeño (aún despreciable). B.3.2 Ventilación media (V.M) Puede controlar la concentración, resultando en una situación estable, donde la concentración de la zona adyacente está por debajo del LIE, mientras existe el escape y donde la atmósfera explosiva no persiste indebidamente después que el escape ha finalizado. La extensión y tipo de zona se limita a los parámetros de diseño. B.3.3 Ventilación baja (V.B) No se puede controlar la concentración mientras existe el escape y/o no puede evitar la presencia de la atmósfera explosiva después de que el escape ha finalizado. B.4 Evaluación del grado de ventilación y su influencia en el área peligrosa El tamaño de una nube de gas o de vapor inflamable y el tiempo que persiste después que ha finalizado el escape puede ser controlado por medio de la ventilación. Se describe, a continuación, un método para evaluación del grado de ventilación requerido para controlar la extensión y la persistencia de una atmósfera explosiva. Se debe admitir que el método está sujeto a las limitaciones descriptas y por lo tanto da sólo resultados aproximados. El uso de factores de seguridad debe garantizar que los resultados obtenidos estén del lado de la seguridad. La aplicación de este método se ilustra con un número de ejemplos. La evaluación del grado de ventilación requiere primero el conocimiento del caudal de escape máximo de la fuente de escape, ya sea por experiencia o por cálculos razonables.
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Estimación del volumen teórico Vz El caudal de ventilación mínimo teórico para diluir un escape de material inflamable conocido por debajo del límite inferior de explosividad se puede calcular con la fórmula siguiente: (dV/dt )min =
(dG/dt )máx k × LIE
×
T 293
(B.1.)
donde (dV/dt)mín
es el caudal volumétrico mínimo de aire fresco (volumen por tiempo, m3/s)
(dG/dt)máx
es el caudal máximo de la fuente de escape (masa por tiempo, kg/s)
LIE
es el límite inferior de explosividad (masa por volumen, kg/m3)
k
es un factor de seguridad aplicado al LIE, cuyos valores típicos son: k = 0,25 (escape de primer grado y continuo) k = 0,5 (escape de segundo grado)
T
es la temperatura ambiente (en kelvin) Nota: Para convertir el LIE (vol %) en LIE (kg/m3) se puede usar la fórmula siguiente, para las condiciones atmosféricas normales indicadas en 1.1:
LIE (kg/m3) = 0,416 × 10-3 × M × LIE (vol %) donde M es la masa molecular (kg/mol) Con un número C de renovaciones de aire por unidad de tiempo, en función de la ventilación general de un área, se puede estimar un volumen teórico Vz de la atmósfera potencialmente explosiva alrededor de la fuente de escape usando la fórmula siguiente: V z=
(dV/dt )min C
(B.2)
donde C es el número de renovaciones de aire fresco por unidad de tiempo (s-1); Bajo condiciones de flujo de aire ideales, la fórmula (B.2) será válida para una mezcla homogénea e instantánea en la fuente de escape. En la práctica, estas situaciones ideales no se encuentran, por ejemplo, debido a posibles impedimentos al flujo de aire, resultando partes del área mal ventiladas. Así, el intercambio efectivo de aire en la fuente de escape será menor que el dado por C en la fórmula (B.4), llevando a un incremento del volumen Vz. Introduciendo un factor f de corrección adicional(por la calidad) en la fórmula (B.2), se obtiene:
Vz =
20
f x (dV/dt ) min C
(B.3)
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donde f indica la eficiencia de la ventilación en términos de su efectividad en diluir la atmósfera explosiva, con una gama que va desde f = 1 (situación ideal) a f = 5 (flujo de aire impedido). El volumen Vz representa el volumen donde la concentración media de gas o de vapor inflamable será 0,25 ó 0,5 veces el límite inferior de explosividad, dependiendo del factor de seguridad k usado en la fórmula (B.2). Esto significa que en los extremos del volumen hipotético estimado, la concentración de gas o de vapor será significativamente menor que el LIE, por ejemplo el volumen hipotético donde la concentración está por encima del LIE será menor que Vz. Para un área encerrada, C está dado por
C = dV tot Vo
/dt
(B.4)
donde dVtot/dt
es el flujo total de aire fresco, y
Vo
es el volumen total a ventilador
Aire libre En una situación al aire libre, aún con velocidades de viento muy bajas se creará un gran número de renovaciones de aire. Por ejemplo, considerando un cubo hipotético con las dimensiones de unos pocos metros de un área abierta. En este caso, una velocidad del viento de aproximadamente 0,5 m/s proveerá un intercambio de aire de más de 100/h (0,03/s). En una aproximación conservadora adoptando C = 0,03/s para una situación al aire libre, se puede obtener un volumen hipotético Vz de atmósfera potencialmente explosiva usando la fórmula (B.5): Vz=
(dV/dt )min 0,03
(B.5)
donde (dV/dt)
se expresa en unidades de volumen por segundo, y
0,03
es el número de renovaciones por segundo.
Sin embargo, debido a los mecanismos de dispersión diferentes, este método resultará generalmente en un volumen sobredimensionado. La dispersión es normalmente más rápida en una situación al aire libre. Estimación del tiempo de persistencia t El tiempo (t) requerido para que la concentración promedio disminuya de un valor inicial X o a un valor k veces el LIE, después que el escape ha finalizado, se puede estimar como:
t=
- f LIE × k ln C Xo
(B.6)
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donde Xo
es la concentración inicial de la sustancia inflamable medida en las mismas unidades que el LIE, es decir % vol ó kg/cm3. En algún lugar de una atmósfera explosiva, la concentración de la sustancia inflamable puede ser 100 % vol (en general sólo en la vecindad de la fuente de escape). Sin embargo cuando se calcula t, el valor apropiado para Xo depende del caso en particular, considerando entre otros, el volumen afectado, como la frecuencia y la duración del escape, y para la mayoría de los casos prácticos parece ser razonable tomar una concentración por encima del LIE para Xo;
C
es el número de renovaciones por unidad de tiempo;
t
está en las mismas unidades que C, es decir si el número de renovaciones está expresado segundos, entonces el tiempo t estará en segundos;
f
es el factor que permite considerar la mezcla imperfecta (ver fórmula (B.3.)). Varía desde 5, por ejemplo para una ventilación con aire que entra a través de fracturas y con una sola abertura de extracción, hasta aproximadamente 1, por ejemplo con una ventilación que entra a través de un techo perforado y con extracciones múltiples;
ln
es el logaritmo natural, es decir 2,303 log10;
k
es un factor de seguridad relacionado con el LIE, ver fórmula (B.2).
El valor numérico de t obtenido por la ecuación (B.6) no constituye un medio cuantitativo para decidir el tipo de zona. Provee información adicional que debe ser comparada con la escala de tiempo de la situación y del proceso en particular. Estimación del grado de ventilación Un grado de escape continuo lleva normalmente a una zona 0, uno de primer grado a una zona 1 y uno de segundo grado a una zona 2. Esto puede no ser siempre verdadero debido al efecto de la ventilación. En algunos casos, el grado y el nivel de disponibilidad de la ventilación puede ser tan alto que en la práctica no hay área peligrosa. Alternativamente, el grado de ventilación puede ser tan bajo que la zona resultante tenga un número de zona menor (por ej. una zona 1 de una fuente de escape de segundo grado). Esto por ejemplo ocurre cuando el nivel de ventilación es tal que la atmósfera explosiva persiste y se dispersa sólo lentamente después que el escape ha finalizado. Así la atmósfera explosiva persiste por más tiempo que el esperado para el grado de escape correspondiente. El volumen Vz se puede usar para proveer un medio para determinar el grado de ventilación como alto, medio o bajo. El tiempo de persistencia t se puede usar para decidir el grado de ventilación requerido para un área que cumple con las definiciones de zona 0, 1 ó 2. La ventilación se puede considerar alta (V.A.) cuando el volumen Vz es muy pequeño o despreciable. Con la ventilación en servicio, se puede considerar que la fuente de escape no produce atmósfera explosiva, por ejemplo el área circundante no es peligrosa. Sin embargo, existirá una atmósfera peligrosa, aunque de tamaño despreciable, cercana a la fuente de escape.
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En la práctica, generalmente se puede aplicar una ventilación alta mediante un sistema de ventilación artificial local alrededor de la fuente de escape, en pequeñas áreas encerradas o a muy pequeños caudales de escape. En primer lugar, la mayoría de las áreas encerradas contienen fuentes de escape múltiples. No es una buena práctica tener pequeñas áreas peligrosas múltiples dentro de un área clasificada generalmente como no peligrosa. Luego, con los caudales de escape típicos considerados para la clasificación del área, la ventilación natural es frecuentemente insuficiente aún al aire libre. Además, es normalmente impracticable ventilar artificialmente áreas encerradas grandes debido a los caudales requeridos. El volumen Vz no indica el tiempo que la atmósfera explosiva persiste después que el escape ha finalizado. Esto no es relevante en el caso de ventilación alta (V.A.) pero es un factor para evaluar si la ventilación es media (V.M.) o baja (V.B.). Si la ventilación se considera como media (V.M.) ella debe controlar la dispersión del escape de vapor o de gas inflamable. El tiempo necesario para dispersar una atmósfera explosiva después que el escape ha finalizado debe ser tal que se alcance la condición de zona 1 o zona 2 dependiendo de si la fuente de escape es de primer grado o de segundo grado. El tiempo de dispersión aceptable depende de la frecuencia y de la duración del escape esperados. El volumen Vz será frecuentemente menor que el volumen en cualquier área encerrada. En este caso puede ser aceptable clasificar sólo parte del área encerrada como peligrosa. En algunos casos, dependiendo del tamaño del área encerrada, el volumen Vz puede ser similar al volumen encerrado. En este caso, toda el área encerrada se debe clasificar como peligrosa. Si no se consigue el concepto zonal, entonces la ventilación se debe considerar como baja (V.B.). Con una ventilación baja, el volumen Vz será frecuentemente similar o mayor que el volumen de cualquier área encerrada. La ventilación baja (V.B.) no debe ocurrir generalmente en situaciones al aire libre excepto cuando existen restricciones al flujo de aire, por ejemplo, en puntos aislados. B.5 Disponibilidad de la ventilación La disponibilidad de la ventilación tiene influencia en la presencia o en la formación de una atmósfera explosiva. De esta manera, se necesita tener en cuenta la disponibilidad (como también el grado) de la ventilación cuando se determina el tipo de zona. Se deben considerar los 3 niveles de disponibilidad (ver ejemplos en el anexo C): −
buena: la ventilación actúa prácticamente en forma continua;
−
regular: se espera que la ventilación actúe en operación normal. Se admiten discontinuidades teniendo en cuenta que ellas ocurren esporádicamente y por períodos cortos;
−
pobre: ventilación que no se puede considerar buena o deficiente, pero no se esperan discontinuidades por períodos largos.
Ventilación natural Para áreas al aire libre, la evaluación de la ventilación se debe basar normalmente en una velocidad mínima del viento de 0,5 m/s, que actúe en forma continua. En este caso se puede considerar que la disponibilidad es "buena".
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Ventilación artificial Al evaluar la disponibilidad de la ventilación artificial, se debe considerar la confiabilidad del equipo y la disponibilidad de, por ejemplo, sopladores de reserva. La buena disponibilidad requerirá normalmente, en caso de falla, el encendido automático de los equipos de reserva. Sin embargo, si la provisión se hace para prevenir el escape de material inflamable cuando la ventilación falla (por ejemplo mediante el apagado automático del proceso), la clasificación determinada con la ventilación en operación no necesita ser modificada, es decir que la disponibilidad se debe considerar buena. B.6 Guía práctica El efecto de la ventilación en el tipo de zonas se puede resumir en la tabla B.1. Se incluyen algunos cálculos en el punto B.7. Tabla B.1 - Influencia de la ventilación en el tipo de zona
Ventilación Grado Alta
Media
Grado de
Baja
Disponibilidad
escape
Buena, Buena
Regular
Pobre
Buena
Regular
Pobre
regular o pobre
Zona 0 + Continuo
(Zona O NE) (Zona 0 NE) (Zona 0 NE) No peligrosa 1)
Primer grado
Zona 1 1)
(Zona 1 NE) (Zona 1 NE) (Zona 1 NE) No peligrosa 1)
Segundo grado2)
Zona 2 1)
Zona 2 1)
(Zona 2 NE) (Zona 2 NE) No peligrosa1)
No peligrosa1)
Zona 0 Zona 2
Zona 1
Zona 1 +
Zona 1 +
Zona 1 ó
Zona 2
Zona 2
Zona 0 3)
Zona 2
Zona 2
Zona 1
Zona 1
Zona 2 1) Zona 2
Zona 0 +
Zona 0
Zona 2
o aún Zona 0 3)
1)
Zona 0 NE, 1 NE o 2NE indica una zona teórica que será de "extensión despreciable" (NE) que no será tenida en cuenta en condiciones normales.
2)
La zona 2 creada por una fuente de escape de segundo grado puede exceder lo que se le atribuya a una fuente de escape continua o de primer grado, en cuyo caso se debe tomar una mayor distancia.
3)
Será zona 0 si la ventilación es tan débil y el escape es tal que en la práctica existirá continuamente (por ejemplo, una condición de "no ventilación")
Nota: - + significa "alrededor de"
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Ejemplo de cálculo N°° 2 Características del escape Material inflamable Fuente de escape Límite inferior de explosividad (LIE) Grado de escape Factor de seguridad, k Caudal de escape (dG/dt)máx
vapor de tolueno falla de una brida 0,046 kg/m3 (1,2 % vol.) segundo grado 0,5 2,8 × 10-6 kg/s
Características de la ventilación Situación en el interior (de un edificio) Número de renovaciones de aire, C Factor de calidad, f Temperatura ambiente, T Coeficiente de temperatura (T/293 K)
1/h, (2,8 × 10-4/s) 5 20°C (293 K) 1
Caudal volumétrico mínimo de aire fresco:
(dV/dt )min =
(dG/dt )max T 2,8 × 10 -6 293 × = × = 1,2 × 10 -4 m3 /s k × LIE 293 0,5 × 0,046 293
Evaluación del volumen hipotético Vz:
Vz=
f × (dV/dt )min 5 × 1,2 x 10-4 = 2,2 m3 = 2,8 × 10- 4 C
Tiempo de persistencia:
t=
LIE × k - 5 1,2 × 0,5 -f = 25,6 h = ln ln 100 1 C X0
Conclusión: El volumen hipotético Vz es significativo pero se puede controlar. El grado de ventilación se considera mediano con respecto a la fuente. Sin embargo cualquier escape persistirá y no se puede alcanzar la definición de zona 2.
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Ejemplo de cálculo N°° 3 Características del escape Material inflamable Fuente de escape Límite inferior de explosividad (LIE) Grado de escape Factor de seguridad, k Caudal de escape (dG/dt)máx
gas propano pico de carga 0,039 kg/m3 (2,1 % vol.) primer grado 0,25 0,005 kg/s
Características de la ventilación Situación en el interior (de un edificio) Número de renovaciones de aire, C Factor de calidad, f Temperatura ambiente, T Coeficiente de temperatura (T/293 K)
20/h, (5,6 x 10-3/s) 1 35°C (308 K) 1,05
Caudal volumétrico mínimo de aire fresco:
(dV/dt )min =
(dG/dt )máx T 308 0,005 = 0,6 m3 /s = × × 293 0,25 × 0,039 393 k × LIE
Evaluación del volumen hipotético Vz:
Vz=
f × (dV/dt )min 1 × 0,6 = 1,1× 10 2 m3 = 5,6 × 10- 3 C
Tiempo de persistencia:
t=
LIE × k - 1 2,1× 0,25 -f = = 0,26 ln ln 100 C 20 X0
Conclusión: El volumen hipotético Vz es significativo pero se puede controlar. El grado de ventilación se considera mediano con respecto a la fuente. Con un tiempo de persistencia de 0,26 h, no se puede alcanzar la definición de zona 1 si la operación se repite frecuentemente.
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Ejemplo de cálculo N°° 4 Características del escape Material inflamable Fuente de escape Límite inferior de explosividad (LIE) Grado de escape Factor de seguridad, k Caudal de escape (dV/dt)máx
gas amoníaco válvula evaporadora 0,105 kg/m3 (14,8 % vol.) segundo grado 0,5 5 x 10-6 kg/s
Características de la ventilación Situación en el interior (de un edificio) Número de renovaciones de aire, C Factor de calidad, f Temperatura ambiente, T Coeficiente de temperatura (T/293 K)
15/h, (4,2 x 10-3/s) 1 20°C (293 K) 1
Caudal volumétrico mínimo de aire fresco:
(dV/dt )min =
(dG/dt )máx T 293 5 × 10 -6 = 9,5 × 10-5 m3 /s = × × 293 0,5 × 0,105 293 k × LIE
Evaluación del volumen hipotético Vz:
Vz=
f × (dV/dt )min 1 × 9,5 × 10-5 = 0,02 m3 = C 4,2 × 10- 3
Tiempo de persistencia: t=
LIE × k - 1 14,8 × 0,5 -f = = 0,17 h (10 min) ln ln 100 C 15 X0
Conclusión: El volumen hipotético Vz se reduce a un valor despreciable. El grado de ventilación se considera alto con respecto a la fuente. Sin embargo cualquier equipo, localizado en las adyacencias de la válvula será adecuado para zona 2 (ver tabla B.1).
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Ejemplo de cálculo N°° 5 Características del escape Material inflamable Fuente de escape Límite inferior de explosividad (LIE) Grado de escape Factor de seguridad, k Caudal de escape (dG/dt)máx
gas propano sello del compresor 0,039 kg/m3 (2,1 % vol.) segundo grado 0,5 0,02 kg/s
Características de la ventilación Situación en el interior (de un edificio) Número de renovaciones de aire, C Factor de calidad, f Temperatura ambiente, T Coeficiente de temperatura, (T/293 K)
2/h, (5,6 × 10-4/s) 5 20°C (293 K) 1
Caudal volumétrico mínimo de aire fresco:
(dV/dt )min =
(dG/dt )má x T 293 0,02 = 1,02 m3 /s = × × 293 0,5 × 0,039 293 k × LIE
Evaluación del volumen hipotético Vz:
Vz=
f × (dV/dt )min 5 × 1,02 = 9200 m 3 = 5,6 × 10 - 4 C
Tiempo de persistencia: t=
LIE × k - 5 2,1× 0,5 -f = = 11,4 h ln ln 100 C 2 X0
Conclusión: En un cuarto de 10 m × 15 m × 6 m, el volumen hipotético Vz se extendería más allá de los límites físicos y persistiría. El grado de ventilación se considera bajo con respecto a la fuente.
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Ejemplo de cálculo N°° 6 Características del escape Material inflamable Fuente de escape Límite inferior de explosividad (LIE) Grado de escape Factor de seguridad, k Caudal de escape (dG/dt)máx
gas metano accesorio de cañería 0,033 kg/m3 (5 % vol.) segundo grado 0,5 1 kg/s
Características de la ventilación Situación al aire libre Velocidad mínima del viento Número de renovaciones de aire, C Factor de calidad, f Temperatura ambiente, T Coeficiente de temperatura, (T/293 K)
0,5 m/s > 3 × 10-2/s 3 15°C (288 K) 0,98
Caudal volumétrico mínimo de aire fresco:
(dV/dt )min =
(dG/dt )máx T 1 = 59,3 m 3 /s = × 293 0,5 × 0,033 k × LIE
Evaluación del volumen hipotético Vz:
Vz=
f × (dV/dt )min 3 × 59,3 = 5900 m3 = 3 × 10 -2 C
Tiempo de persistencia:
t=
-f LIE × k -3 5 × 0,5 ln = ln = 370 s (máximo) C 0,03 100 X0
Conclusión: El volumen hipotético Vz es significativo pero se puede controlar y no persistirá más que el tiempo indicado. El grado de ventilación se considera medio respecto a la fuente.
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Ejemplo de cálculo N°° 7 Características del escape Material inflamable Fuente de escape Límite inferior de explosividad (LIE) Grado de escape Factor de seguridad, k Caudal de escape (dG/dt)máx
vapor de tolueno falla en una brida 0,046 kg/m3 (1,2 % vol.) segundo grado 0,5 6 x 10-4 kg/s
Características de la ventilación Situación en el interior (de un edificio) Número de renovaciones en aire, C Factor de calidad, f Temperatura ambiente, T Coeficiente de temperatura (T/293 K)
12/h, (3,33 × 10-3/s) 2 20°C (293 K) 1
Caudal volumétrico mínimo de aire fresco:
(dV/dt )min =
(dG/dt )máx T 6 × 10 -4 293 × = × = 26 × 10 -3 m 3 /s k × LIE 293 0,5 × 0,046 293
Evaluación del volumen hipotético Vz:
Vz=
f × (dV/dt )min 2 × 26 × 10-3 = 15,7 m3 = 3,33 × 10-3 C
Tiempo de persistencia:
t=
LIE × k - 2 1,2 × 0,5 -f = 0,85 h (51 min) = ln ln 100 12 C X0
Conclusión: El volumen Vz es significativo pero se puede controlar. El grado de ventilación se considera mediano con respecto a la fuente. Basándose en el tiempo de persistencia se puede alcanzar la definición de zona 2.
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Anexo C (IRAM Informativo) EJEMPLOS DE CLASIFICACIÓN DE ÁREAS PELIGROSAS C.1 La práctica de la clasificación de áreas implica un conocimiento del comportamiento de los gases y de los líquidos inflamables cuando escapan de los recipientes y al juicio ingenieril basado en la experiencia del funcionamiento de las partes del equipamiento de la planta en condiciones específicas. Por esta razón, no es práctico considerar todas las variantes imaginables en una planta y en las características del proceso. Por lo tanto, los ejemplos elegidos son los que mejor describen toda la filosofía de la clasificación de áreas, para permitir el uso seguro de equipos en áreas peligrosas, donde el material inflamable es un líquido, un vapor o un gas licuado, o un material que es normalmente gaseoso e inflamable cuando se mezcla con aire en concentraciones apropiadas. C.2 Para obtener las distancias que se muestran en los diagramas, se deben dar las condiciones específicas de los componentes de la planta. Las condiciones de pérdidas se han considerado en relación al funcionamiento mecánico de los equipos y a otros criterios de diseño representativos. Generalmente no se aplican, factores tales como el inventario de materiales de proceso, el tiempo de parada, el tiempo de dispersión, la presión, la temperatura y otros criterios relacionados tanto con los componentes de la planta y del material de proceso que afecten la clasificación del área y se pueden aplicar a un problema en particular. Así estos ejemplos representan una guía y se necesitarán adaptar para tener en cuenta situaciones particulares. C.3 La forma y la extensión de las zonas puede variar, de acuerdo al código industrial internacional seleccionado. C.4 La intención de los ejemplos no es principalmente que se usen para la clasificación del área. El objeto principal es demostrar resultados que se pueden obtener en la práctica de un número de situaciones diferentes siguiendo la guía y los procedimientos de esta norma. Ellos también se pueden usar para desarrollar normas suplementarias detalladas. C.5 Las figuras que se muestran a continuación, han sido tomadas de varios códigos industriales internacionales. Están pensadas como guía de la magnitud de las zonas en casos individuales, la extensión y la forma de las zonas se pueden tomar de un código en particular. C.6 Si la intención es usar los ejemplos dados en esta norma para la clasificación de áreas, se deben tener en cuenta los detalles específicos de cada caso. C.7 En cada ejemplo, se dan algunos pero no todos los parámetros que influyen en el tipo y la extensión de las zonas. El resultado de la clasificación da generalmente un valor conservador, teniendo en cuenta aquellos factores que se especifican y otros que han sido posible identificar pero no cuantificar. Esto significa que, si es posible especificar los parámetros operativos lo más exacto posible, se obtendrá una clasificación más precisa.
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IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo N°° 1 Una bomba industrial normal montada a nivel del piso, situada al aire libre, bombeando un líquido inflamable: No está en escala
Principales factores que influyen en el tipo y la extensión de las zonas Planta y proceso Verificación Tipo ..................................................... Natural
Artificial
Grado.................................................. Medio
Alto*
Disponibilidad...................................... Pobre
Escasa
Fuente de escape Grado de escape Sello de la bomba ............................... Primer y segundo grado Product o Temperatura de inflamación......................................... Por debajo del proceso y la temperatura ambiente Densidad del vapor....................................................... Mayor que el aire * Flujo de aire del motor de la bomba. Teniendo en cuenta los parámetros dados, los valores típicos que se obtienen de una bomba que tiene una capacidad de 50 m3/h y que opera a baja presión, son los siguientes: a = 3 m horizontal de la fuente de escape. b = 1 m desde el nivel del piso y 1 m por encima de la fuente de escape. Nota: Debido al flujo de aire alto, la extensión de la zona 1 es despreciable.
32
IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo N°° 2 Una bomba industrial normal montada a nivel del piso, situada en el interior (de un edificio), bombeando un líquido inflamable: No está en escala
Principales factores que influyen en el tipo y la extensión de las zonas Planta y proceso Verificación Tipo..................................................... Artificial Grado.................................................. Medio Disponibilidad ..................................... Escasa Fuente de escape
Grado de escape
Sello de la bomba (empaquetadura) y Primer y segundo grado una pileta al nivel del piso................... Producto Temperatura de inflamación ......................................... Por debajo del proceso y la temperatura ambiente Densidad del vapor....................................................... Mayor que el aire Teniendo en cuenta los parámetros dados, los valores típicos que se obtienen de una bomba que tiene una capacidad de 50 m3/h y que opera a baja presión, son los siguientes: a = 1,5 m horizontal desde la fuente de escape. b = 1 m desde el nivel del piso y 1 m por encima de la fuente de escape. c = 3 m horizontal desde la fuente de escape.
33
IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo N°° 3 Válvula de respiración de presión al aire libre, de un recipiente de proceso: No está en escala
Fuente de escape (orificio de salida 25 mm)
Principales factores que influyen en el tipo y la extensión de las zonas Planta y proceso Verificación Tipo........................................................ Natural Grado..................................................... Medio Disponibilidad .......................................... Escasa Fuente de escape
Grado de escape Salida de la válvula .................................. Primer grado
Producto Nafta Densidad del gas................................................................ Mayor que el aire
Teniendo en cuenta los parámetros dados, los valores típicos que se obtienen de una válvula donde la presión de apertura de la válvula es aproximadamente 0,15 MPa (1,5 bar) son los siguientes: a = 3 m en todas direcciones de la fuente de escape. b = 5 m en todas direcciones de la fuente de escape.
34
IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo N°° 4 Válvula de control instalada en una cañería del proceso cerrada que tiene gas inflamable:
Fuente de escape (válvula)
Principales factores que influyen en el tipo y la extensión de las zonas Planta y proceso Verificación Tipo ........................................................ Natural Grado ..................................................... Medio Disponibilidad .......................................... Escasa Fuente de escape
Grado de escape
Sello del eje de la válvula .......................... Segundo grado Producto Gas.................................................................................. Propano Densidad del gas............................................................... Mayor que el aire
Teniendo en cuenta los parámetros dados, los valores típicos que se obtienen para este ejemplo son los siguientes: a = 1 m en todas direcciones de la fuente de escape.
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IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo N°° 5 Un mezclador de proceso fijo, situado en el interior (de un edificio) que se abre regularmente por razones operativas. Los líquidos entran y salen del recipiente a través de una cañería soldada y bridada al recipiente: No está en escala
Principales factores que influyen en el tipo y la extensión de las zonas Planta y proceso Verificación Tipo................................................................................... Artificial Grado................................................................................ Bajo dentro del recipiente Medio afuera del recipiente Disponibilidad.................................................................... Escasa Fuente de escape
Grado de escape
Superficie del líquido en el recipiente................................. Continuo La apertura en el recipiente............................................... Primer grado Pérdida de líquido próxima al recipiente............................ Segundo grado Producto Temperatura de inflamación...................................................................................... Por debajo del proceso y de la temperatura ambiente Densidad del gas ................................................................................................ Mayor que el aire
Teniendo en cuenta los parámetros dados, los valores típicos que se obtienen para este ejemplo son: a = 1 m horizontal desde la fuente de escape. b = 1 m por encima de la fuente de escape c = 1 m horizontal. d = 2 m horizontal. e = 1 m por encima del piso.
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IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo N°° 6 Separador por gravedad aceite/agua, abierto a la atmósfera, situado al aire libre, en un refinería de petróleo: No está en escala
c
Principales factores que influyen en el tipo y la extensión de las zonas Planta y proceso Verificación Tipo ...............................................................
Natural
Grado.............................................................
Medio
Disponibilidad .................................................
Pobre
Fuente de escape Superficie del líquido........................................ Irregularidad del proceso..................................
Grado de escape Continuo Segundo grado
Producto Temperatura de inflamación .......................................................Por debajo del proceso y de la temperatura ambiente Densidad del gas.......................................................................Mayor que el aire
Teniendo en cuenta los parámetros dados, los valores típicos que se obtienen para este ejemplo son los siguientes: a = 3 m horizontal desde el separador. b = 1 m por encima del nivel del piso. c = 7,5 m horizontal. d = 3 m por encima del nivel del piso.
37
IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo N°° 7 Compresor de hidrógeno en un edificio que está abierto a nivel del piso: No está en escala
Principales factores que influyen en el tipo y la extensión de las zonas Planta y proceso Verificación Tipo ...............................................................
Natural
Grado ............................................................
Medio
Disponibilidad .................................................
Buena
Fuente de escape Grado de escape Sello del compresor, válvula y bridas cercanos al compresor ...................................................... Segundo grado Producto Gas ........................................................................................... Hidrógeno Densidad del gas ........................................................................ Más liviano que el aire
Teniendo en cuenta los parámetros dados, los valores típicos que se obtienen para este ejemplo son los siguientes: a = 3 m horizontal desde la fuente de escape. b = 1 m horizontal desde las aberturas de ventilación. c = 1 m por encima de las aberturas de ventilación.
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IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo N°° 8 Tanque de almacenamiento de un líquido inflamable, situado al aire libre, con techo fijo y sin techo interno flotante: No está en escala
Principales factores que influyen en el tipo y la extensión de las zonas Planta y proceso Verificación Tipo ...............................................................Natural Grado.............................................................Medio* Disponibilidad .................................................Buena Fuente de escape
Grado de escape Superficie del líquido........................................Continuo Venteos y aberturas en el techo........................Primer grado Bridas, etc adentro del talud de contención y sobrellenado del tanque ...................................Segundo grado
Producto Temperatura de inflamación ................................................................ Por debajo del proceso y de la temperatura ambiente Densidad del vapor............................................................................. Mayor que el aire * Dentro del tanque y en la depresión el grado es bajo.
Teniendo en cuenta los parámetros dados, los valores típicos que se obtienen para este ejemplo son: a = 3 m horizontal desde los venteos. b = 3 m por encima del techo. c = 3 m horizontal desde el tanque.
39
IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo N°° 9 Estación de carga de camiones cisternas, situada al aire libre, para nafta, de carga superior: No está en escala
Principales factores que influyen en el tipo y la extensión de las zonas Planta y proceso Verificación Tipo ...............................................................
Natural
Grado.............................................................
Medio
Disponibilidad .................................................
Pobre
Fuente de escape Aberturas en el techo del tanque ....................... Derrame a nivel del piso...................................
Grado de escape Primer grado Segundo grado
Producto Temperatura de inflamación .......................................................Por debajo del proceso y de la temperatura ambiente Densidad del vapor....................................................................Mayor que el aire
Teniendo en cuenta los parámetros dados, los valores típicos que se obtienen para este ejemplo son: a = 1,5 m horizontal desde la fuente de escape. b = horizontalmente en las vecindades de la isla. c = 1,5 m por encima de la fuente de escape. d = 1 m por encima del nivel del piso. e = 4,5 m horizontales desde el canal de drenaje. f = 1,5 m desde la zona 1. g = 1 m por encima de la zona 1 NOTA: Si el sistema es cerrado con recuperación de gases, se pueden reducir las distancias, de manera tal que la zona 1 sea despreciable y la zona 2 se reduzca de manera significativa.
40
IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo N°° 10 Sala de mezcladoras en una fábrica de pintura: No está en encala
2
Este ejemplo muestra una forma de usar los ejemplos individuales 2 y 5. En este ejemplo simplificado, cuatro recipientes de mezcla de pinturas (Item 2) se sitúan en una sala. Hay también 3 bombas (Item 1) para líquidos en la misma sala. Los factores principales que influyen en el tipo de zona se dan en las tablas de los ejemplos 2 y 5.
41
IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Teniendo en cuenta los parámetros pertinentes, (ver hojas de datos de clasificación de áreas peligrosas), los valores típicos que se obtienen para este ejemplo son: a=2m b=4m c=3m d = 1,5 El diagrama N° 10 es una vista de planta, para la extensión vertical, ver los ejemplos N° 2 y 5. Nota: Como en los ejemplos de las figuras 2 y 5, las zonas tienen una forma cilíndrica alrededor de las fuentes de escape. Sin embargo, en la práctica, las zonas usualmente se incrementan en una forma de caja (paralelepípedo) si los recipientes se sitúan cercanos unos de otros. De esta manera, no se clasifican como cajas pequeñas.
Se considera que las bombas y los recipientes se conectan por cañerías soldadas y que las bridas y las válvulas están situadas próximas a los equipos. En la práctica, puede haber otras fuentes de escape en la sala, por ejemplo recipientes abiertos, pero no se tuvieron en cuenta en este ejemplo. Si la sala es pequeña, se recomienda que la zona 2 se extienda hasta los límites físicos de la sala.
42
Hoja de datos para la clasificación del área - Parte 1: Lista de materiales inflamables y sus características Hoja 1 de 2 Planta: fábrica de pintura (ejemplo 10)
1
2
Figura de referencia plano 3
4
5
Material inflamable Nombre
N°
6
Solvente con bajo punto de ignición
8
9
10
11
12
Presión del vapor 20°C
Punto de ebullición
Temperatura de ignición
Grupo y clase de temperatura3)
kPa
°C
Densidad relativa del gas o del vapor respecto del aire2)
Cualquier otra información relevante y remarcable
5,8
81
2,9
260
Volatilidad1)
Composición
Punto de ignición
kg/m3
vol. %
°C 1
7
LIE
C6H12
-18
0,042
1,2
Normalmente, el valor de la presión del vapor es un dato, pero en ausencia de él, puede utilizarse el punto de ebullición (ver 4.4.1, d). Ver 4.4.4.
3)
Por ejemplo, IIBT3.
IIAT3
43
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
1) 2)
°C
Hoja 2 de 2 Planta: fábrica de pintura (ejemplo 10) 1
2
3
Área:
Figura de referencia: plano
4
5
Fuente de escape
1) 2) 3) 4) 5)
6
7
8
Material inflamable
N°
Descripción
Ubicación
Grado de escape1)
Referencia2)
°C
kPa
1
Sello de una bomba de solvente
Área de la bomba
P, S
1
Ambiente
2
Pileta a nivel del piso de la bomba de solvente
Área de la bomba
S
1
3
Superficie del líquido en la mezcladora
Área de mezcla
C
4
Apertura de la mezcladora
Área de mezcla
5
Volcado de la mezcladora
Área de mezcla
9
10
Ventilación
11
12
13
Referencia
Cualquier otra información relevante y remarcable
Área peligrosa
Estado3)
Tipo4)
Grado5)
Disponibilidad5)
0-1-2
Vertical
Horizontal
Ambiente
L
A
Medio
Regular
1
1,0*
1,5**
Ejemplo N° 2
* Por encima de la fuente de escape. ** Desde la fuente de escape.
Ambiente
Ambiente
L
A
Medio
Regular
2
1,0*
3,0**
Ejemplo N° 2
* Por encima de la fuente de escape. ** Desde la fuente de escape.
1
Ambiente
Ambiente
L
A
Bajo
Pobre
0
*
*
Ejemplo N° 5
* Dentro de la mezcladora
P
1
Ambiente
Ambiente
L
A
Medio
Regular
1
1,0*
2,0**
Ejemplo N° 5
* Por encima de la apertura. ** Desde la apertura.
S
1
Ambiente
Ambiente
L
A
Medio
Regular
2
1,0*
2,0**
Ejemplo N° 5
* Por encima del nivel del piso ** Desde la mezcladora
C - Continuo; S - Segundo grado; P - Primer grado. Indica el número de la lista de la Parte I. G - Gas; L – Líquido; GL - Gas licuado; S - Solido. N - Natural; A - Artificial. Ver anexo B.
Temperatura y presión de operación
Tipo de zona
Zona extendida m
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
44
Hoja de datos de clasificación de áreas - Parte II: Lista de fuentes de escape
IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1998
Ejemplo Nº 11 Playa de tanques para nafta y aceite No está en escala
45
IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1 9 98
Este ejemplo muestra una manera de usar los ejemplos individuales N° 1, 6, 8 y 9. En este ejemplo simplificado, dentro de la misma playa de tanques están situados: tres tanques de almacenamiento con talud de contención para nafta (Item 3), cinco bombas de líquido (Item 1), situadas próximas entre sí, una bomba única (Item 1), una instalación de llenado de tanques cisterna (Item 4), dos tanques de crudo (Item 5) y un separador por gravedad crudo/agua (Item 2), están situado dentro de una playa de tanques. Los factores principales que influyen en el tipo de zona se dan en los ejemplos 1, 6, 8 y 9. Teniendo en cuenta los parámetros relevantes, (ver hojas de datos de clasificación de áreas peligrosas), los valores típicos que se obtienen para este ejemplo son: a=3m b = 7,5 m c = 4,5 m d = 1,5 m El esquema N° 11 es una vista de planta, para la extensión vertical de las zonas, ver los ejemplos N° 1, 6, 8 y 9. NOTA: Es necesario usar los ejemplos N° 1, 6, 8 y 9 para obtener las zonas correctas del interior de los tanques y el separador (zona 0 junto con las zonas de los venteos de los tanques (zona 1)).
En la práctica, pueden haber otras fuentes de escape, sin embargo, por simplicidad, no se tuvieron en cuenta en este ejemplo.
46
Hoja de datos para la clasificación del área - Parte I: Lista de materiales inflamables y sus características Hoja 1 de 3 Planta playa de tanques para nafta y aceite (ejemplo 11) 1
2
3
Figura de referencia: plano 4
5
Material inflamable Nombre
N°
6
Composición
Nafta
2
Fuel oil
3
Agua conteniendo aceite y nafta
8
9
10
11
12
Punto de ebullición
Densidad relativa del gas o del vapor respecto del aire2)
Temperatura de ignición
Grupo y clase de temperatura3)
Cualquier otra información relevante y remarcable
Volatilidad1)
kg/m3
vol. %
kPa
°C
2,5
280
IIAT3
55-56
0,043
1
6
200
3,5
330
IIAT2
0,7
-
-
> 1,2
> 280
IIAT3
Punto de ignición °C
1
7
LIE
Presión del vapor 20°C
1)
Normalmente, el valor de la presión del vapor es un dato, pero en ausencia de él, puede utilizarse el punto de ebullición (ver 4.4.1, d).
2)
Ver 4.4.4.
3)
Por ejemplo, IIBT3.
Los valores son estimados
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
47
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
48
Hoja de datos de clasificación de áreas - Parte II: Lista de fuentes de escape Hoja 2 de 3 Planta: playa de tanques para nafta (ejemplo 11) 1
2
3
Área: 4
Figura de referencia: plano 5
Fuente de escape N°
Descripción
6
7
8
Material inflamable
Ubicación
Grado de escape1)
Referencia2)
Temperatura y presión de operación
9
10
Ventilación
11
12
13
Referencia
Cualquier otra información relevante y remarcable
Área peligrosa
Estado3)
Tipo4)
Grado5)
Disponibilidad5)
Tipo de zona
Zona extendida m
°C
kPa
0-1-2
Vertical
Horizontal
1
Sello de una bomba de nafta
Zona de la bomba
D
1
Ambiente
Ambiente
L
A
Medio
Regular
2
1,0*
3,0**
Ejemplo N° 1
* Por encima de la fuente de escape. ** Desde la fuente de escape.
2
Superficie del líquido sobre el separador
Pérdida de agua de tratamiento
C
3
Ambiente
Ambiente
L
N
Bajo
Pobre
0
*
*
Ejemplo N° 6
* Dentro del separador debajo del nivel del suelo.
N
Alto
Pobre
1
1,0*
3,0**
Ejemplo N° 6
* Por encima del nivel del piso. ** Desde el separador.
N
Alto
Pobre
2
3,0*
7,5**
Ejemplo N° 6
* Por encima del nivel del piso. ** Desde el separador.
3
Superficie del líquido sobre los tanques de nafta
Área de tanques
C
1
Ambiente
Ambiente
L
N
Medio
Pobre
0
*
*
Ejemplo N° 8
* Dentro del tanque.
4
Venteo abierto en tanque de nafta
Área de tanques
P
1
Ambiente
Ambiente
L
N
Medio
Buena
1
3,0*
3,0**
Ejemplo N° 8
* 3 m alrededor de la ventilación.
Hoja de datos de clasificación de áreas - Parte II: Lista de fuentes de escape Hoja 3 de 3 Planta: playa de tanques para nafta (ejemplo 11) 1
2
3
Área: 4
Figura de referencia: plano 5
Fuente de escape
6
7
8
Material inflamable
N°
Descripción
Ubicación
Grado de escape1)
Referencia2)
°C
kPa
5
Bridas, etc. en el interior de las cubetas de retención de los tanques
Área de tanques
S
1
Ambiente
6
Sobrecarga de tanques de nafta
Área de tanques
S
1
7
Apertura de la tapa del tanque de la instalación para la carga
Zona de carga
P
1
9
12
13
Referencia
Cualquier otra información relevante y remarcable
Estado3)
Tipo4)
Grado5)
Disponibilidad5)
0-1-2
Vertical
Horizontal
Ambiente
L
N
Medio
Regular
2
*
*
Ejemplo N° 8
* Dentro de la cubierta.
Ambiente
Ambiente
L
N
Medio
Buena
2
3,0*
3,0**
Ejemplo N° 8
* Por encima del nivel del piso.
Ambiente
Ambiente
L
N
Medio
Pobre
1
1,5*
1,5**
Ejemplo N° 9
* Por encima del nivel del suelo. ** Desde la fuente.
2
1,0*
1,5**
Ejemplo N° 9
* Por encima del escape. ** Desde el escape.
2
1,0*
4,5**
Ejemplo N° 9
* Por encima del nivel del suelo. ** Desde el canal de drenaje.
..*
..**
Temperatura y presión de operación
Vaciado en la tierra adentro del canal de drenaje del tanque de llenado de la instalación
Zona de carga
S
1
Ambiente
Ambiente
L
N
Medio
Pobre
9
Tanque de aceite
Área de tanques
-
2
-
-
L
-
-
-
Tipo de zona
Zona extendida m
* Paso de una zona no peligrosa en relación al mayor punto de ignición del crudo.
49
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
C - Continuo; S - Segundo grado; P - Primer grado. Indica el número de la lista de la Parte I. G - Gas; L - Líquido; GL - Gas licuado; S - Solido. N - Natural; A - Artificial. Ver anexo B.
11 Área peligrosa
8
1) 2) 3) 4) 5)
10
Ventilación
Hoja 1 de 1 Planta:
Referencia plano:
1
2
3
4
5
Material inflamable Nombre
N°
6 LIE
Composición
Punto de ignición °C
kg/m3
7
8
9
10
11
12
Presión del vapor 20°C
Punto de ebullición
Densidad relativa del gas o del vapor respecto del aire
Temperatura de ignición
Grupo y clase de temperatura2)
kPa
°C
Cualquier otra información relevante o remarcable
Volatilidad vol. %
1)
1)
Normalmente, el valor de la presión del vapor es un dato, pero en ausencia de él, puede utilizarse el punto de ebullición (ver 4.4.1, d).
2)
Por ejemplo, IIBT3.
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
50
Tabla C.1 - Hoja de datos para la clasificación del área - Parte I: Lista de materiales inflamables y sus características
IRAM - IAP- IEC 79- 10: 1 9 98
51
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
52
Tabla C.2 - Hoja de datos de clasificación de áreas - Parte II: Lista de fuentes de escape Hoja 1 de 1 Planta: 1
Área: 2
3
Referencia plano:
4
5
Fuente de escape N°
Descripción
Ubicación
6
Grado de escape1)
Referencia2)
Temperatura y presión de operación °C
1) 2) 3) 4) 5)
7
8
Material inflamable
C - Continuo; S - Segundo grado; P - Primer grado. Indica el número de la lista de la Parte I. G - Gas; L - Líquido; GL - Gas licuado; S - Solido. N - Natural; A - Artificial. Ver anexo B.
kPa
9
Ventilación Estado3)
Tipo4)
Grado5)
10
11
12
13
Referencia
Cualquier otra información relevante y remarcable
Área peligrosa Disponibilidad5)
Tipo de zona 0-1-2
Zona extendida m Vertical
Horizontal
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
Figura C.2 - Símbolos preferenciales para las zonas de áreas peligrosas
53
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
Anexo D (IRAM Informativo)
BIBLIOGRAFÍA En el estudio de esta norma se han tenido en cuenta los antecedentes siguientes: IEC - INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION IEC 79-10 - Electrical apparatus for explosive gas atmospheres. Part 10: Classification of hezardous areas.
54
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
Anexo E (IRAM Informativo)
El estudio de esta norma estuvo a cargo de los organismos respectivos, integrados de la forma siguiente:
Comisión de Materiales eléctricos para atmósferas explosivas Integrante Ing. Ing. Lic. Ing. Ing. Sr. Sr. Ing. Ing. Lic. Ing.
J. C. R.H. G. J.N. D. J. A. L.J. G.A. L. S.D.
Representó a: ARCIONI DELLATORRE DEL MESTRE GARCÍA GAZPIO FERNÁNDEZ INGLIZE MESCOVIO PARAJUÁ SANCHO CARMONA
A.E.A. AXLE S.A. DELGA S.A. BUREAU VERITAS I.N.T.I. - C.I.T.E.I. I.A.P. C.I.T.E.F.A. INSTITUTO DEL GAS ARGENTINO TOTAL AUSTRAL S.A. C.I.T.E.F.A. IRAM
Comité General de Normas (CGN) Ing. J.C ARCIONI Ing. S. ITUARTE Ing. S. MARDYKS
Ing. R. MARTÍNEZ Ing. O’NEILL Ing. R. BARBOSA
55
IRAM-IAP-IEC 79-10: 1998
ICS 29.260.20 *CNA 5975 *Corresponde a la Clasificación Nacional de Abastecimiento asignada por el Servicio Nacional de Catalogación del Ministerio de Defensa.
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