Norma API Rp 500

BOLETÍN TÉCNICO GING-BT-006-11

1 DE AGOSTO DE 2011

GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOS

ÁREAS O LUGARES PELIGROSOS – CLASIFICACION POR CLASE Y ZONAS Contenido 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

Introducción Definición de lugares peligrosos Algunas definiciones Criterios de Clasificación de área peligrosas Clasificación por: Clase, División y Grupo Clasificación por: Zona y Grupo Comparación de clasificación IEC y NEC Pasos para clasificar Áreas Métodos para la reducción de peligros Extensión de las áreas clasificadas Conclusiones

La información aquí mostrada ha sido recopilada con esmero a manera de resumen, siendo que para mayor información se deberá consultar a los textos de referencia. Este boletín muestra la clasificación de los lugares peligrosos por clases y zonas, además de los pasos para clasificar áreas peligrosas.

2. DEFINICIÓN DE LUGARES/ ÁREAS PELIGROSAS Es un lugar en el cuál existe un potencial riesgo temporal o permanente para la generación de fuego o explosión por efecto de presencia de gases, líquidos inflamables, fibras, polvos y otros, que podrían generar una ignición. Según la NB 777-1997: Se consideran locales con riesgo de incendio o explosión todos aquellos en los que se fabriquen, manipulen, traten o almacenen cantidades peligrosas de materias sólidas líquidas o gaseosas, susceptibles a inflamación o explosión.

Fig. N° 1. Clasificación de áreas de Estación Sayari, vista en corte: manitol y sala de Máquinas.

1. INTRODUCCIÓN En nuestra empresa al manejar productos derivados de hidrocarburos los mismos que crean atmósferas explosivas o inflamables (mezcla de aire con gases inflamables), una fuente de energía es todo lo que necesita para que suceda una explosión, recordemos el triángulo del fuego. (eliminando uno de los vértices se elimina el fuego)

La clasificación de áreas/ Lugares peligrosos, forma parte básica para definir el tipo de protecciones a aplicar en las diferentes zonas y áreas de las instalaciones industriales, comerciales y domiciliarias.

3. ALGUNAS DEFINICIONES RELACIONADAS A LUGARES PELIGROSOS

Accidente. Evento no planificado, que resulta en muerte, enfermedad, lesión, daño u otra pérdida. Incidente. Evento no planificado que tiene el potencial de llevar a un accidente. El término incluye “cuasi-accidente”. Ambiente Inerte o purgado (Atmósfera no explosiva). Es todo ambiente o recinto que dispone de aire limpio o inerte a un determinado flujo y presión positiva, que garantiza la no concentración de mezcla inflamable y posterior ignición. Pueden utilizarse los productos estándar para la instalación eléctrica en estos ambientes.

Fig. N° 2 Triángulo del Fuego

El objetivo de este boletín es facilitar la familiarización del personal de YPFB Logística, en cuanto a la clasificación de los lugares peligrosos. Al leer el artículo del Anexo A, “Explosiones en refrigeradores de Laboratorio – Clasificación eléctrica”, preparadas por Beacon”. Se tienen preguntas.

Atmósfera explosiva (Hazardous Área/ Hazardous Location). Es una atmósfera en la que existe o está presente una mezcla de aire con gases, vapores o nieblas inflamables en condiciones atmosféricas normales, en la que luego de producida la ignición (chispa) la combustión se propaga a través de toda la mezcla de gas o vapor dispersada en el área. Atmósfera Equipo Eléctrico y Electrónico (Electrical and Electronic Equipment). Los materiales, accesorios, dispositivos, artefactos o similares que son parte de, o están en conexión con una instalación eléctrica. El equipo portátil

o móvil que tiene su propia fuente de suministro, como el equipo operado por batería, pudiera ser potencialmente una fuente de ignición en lugares peligrosos (clasificados). Área no peligrosa. Es un área en la cuál no se espera que exista una atmósfera explosiva en cantidades tales como para requerir precauciones especiales. Se puede también indicar los siguientes casos: 1. Adecuada e inadecuadamente ventilados donde las sustancias inflamables estén contenidas en sistemas cerrados de tuberías, adecuados y bien mantenidos y no contengan válvulas, accesorios, bridas o equipos similares. 2. Donde los materiales combustibles son manejados en recipientes adecuados, de acuerdo a lo establecido en la norma NFPA 30. 3. Áreas que rodean fuentes permanentes de ignición o superficies calientes tales como: calderas, hornos, otros, dado que estos proveen la energía suficiente para incendiar una mezcla de gases o vapores inflamables. En el caso de fuentes de ignición intermitentes, la clasificación del área dependerá del análisis individual de cada situación 4. Localizados encima de áreas división 2 que estén dentro de los siguientes casos: Ubicación exterior sin ventilación restringida y dentro de un instalación (edificio cerrado) tal com una sala de control o subestación o tablero de potencia para uso exterior o centro de control, cuyo nivel de piso está por encima del área División 2 y con el espacio por debajo de piso bien sea relleno o abierto en al menos 3 lados. Si el gas es más liviano que el aire, el piso no debe tener aberturas ni bordes inferiores. Equipo a prueba de explosión. (Explosión Proof) Es un equipo cerrado y protegido de manera que sea capaz de resistir la explosión de un gas o vapor especificado, que pueda ocurrir en su interior y de impedir, en forma efectiva que la explosión o disturbios internos (chispas, destellos, etc.) produzcan una explosión en el exterior del equipo, si éste se encuentra en una atmósfera explosiva o inflamable. Equipos designados como: d. Equipo intrínsecamente seguro. Equipo que en condiciones normales o anormales de operación, no libera energía que pueda inflamar cualquier mezcla (circuitos de corrientes y voltajes bajos para control e instrumentación). Equipos designados como: ia y ib. Equipo con presión positiva. Es un equipo Es un equipo que en su interior contiene aire limpio o gas inerte a mayor presión que la ambiental, por lo cual no permite la entrada de mezclas explosivas o inflamables. Equipos designados como: p. Equipo de seguridad aumentada. Es un equipo que bajo condiciones normales de operación no provoca, ni genera arcos, chispas o calentamientos excesivos. Equipos designados como: e.

Fuente de Ignición. Es todo aquello capaz de provocar el incendio de una mezcla inflamable, pudiendo ser: una superficie caliente (con elevada temperatura), arco eléctrico, energía estática, chispas, uso de equipo eléctrico no aprobado. Fuente de liberación. Es el lugar a partir del cual se puede liberar al ambiente: gas, vapor, niebla o líquido inflamable de tal forma se origine una atmósfera explosiva. Mezcla Explosiva. Es la mezcla de aire y vapores ó gases ó de aire y polvos ó fibras combustibles en tales proporciones que, en contacto con una energía calorífica, ocasiona una explosión o fuego. Producto Inflamable. Todo producto líquido que tiene su punto de inflamabilidad (flash point), por debajo de los 37,8 °C, se clasifican en productos Clase IA, IB, IC, ver NFPA 70, Tabla A-1-7.3 Clasificación comparativa de los líquidos. Punto de inflamabilidad. Temperatura mínima a la cual un producto líquido inflamable o combustible emite suficientes vapores como para formar una mezcla inflamable con aire. LEL- Límite Inferior de explosividad. Es la concentración o cantidad mínima de gas, vapor inflamable con respecto al aire, por debajo de la cual no se formará una atmósfera explosiva. UEL – Límite Superior de Inflamabilidad. Es la concentración, cantidad de gas, vapor inflamable con respecto al aire, por encima de la cual no se formará una atmósfera explosiva. Intrínsecamente seguro. Aparato, equipo, sistema cuya energía de funcionamiento (inducida) está por debajo de la energía requerida para poder empezar una ignición (energía de ignición). Identificación de peligro. Un proceso de reconocer que un peligro existe y definir sus características. Peligro. Una fuente o situación con el potencial de provocar daños en términos de lesión, enfermedad, daño al medio ambiente o una combinación de éstos Riesgos. Evaluación de un evento peligroso asociado con su probabilidad de ocurrencia y sus consecuencias. Evaluación de riesgo. Proceso global de estimar la magnitud de los riesgos y decidir si un riesgo es o no es tolerable. La evaluación consiste en un examen sistemático de aspectos del trabajo para determinar:   

Qué puede causar daño o lesión; Si los riesgos pueden eliminarse y, si no es el caso, Qué medidas de prevención o de protección se han adoptado o deben adoptarse para controlar los riesgos.

Temperatura de ignición/ punto de inflamación. Es la más baja temperatura que aplicada a una mezcla explosiva, puede producir el encendido de dicha mezcla, ocasionando una explosión o fuego continuo.

4. CRITERIOS DE CLASIFICACION DE AREAS

de IEC separa la atmósfera potencialmente explosiva en Zonas 0,1 y 2 basado en probabilidades de ocurrencia, longitud y tiempo en que la mezcla potencialmente explosiva se presente. Norte América y otras partes del mundo influenciados por este país tradicionalmente utilizan el sistema de Clase y División (por las normas NEC 1999, API RP 500). Las clases identifican el riesgo presente como: gases o vapores, polvo combustible y fibras inflamables. Divisiones definen la condición normal o anormal en la cual el material de riesgo puede estar presente.

Fig. N° 3 Clasificación de áreas

Una inadecuada clasificación puede llevar por un lado a costosas instalaciones y por otro a instalaciones inseguras. 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.  Diversidad de productos combustibles, sus características referentes a protección contra explosión (flashpoint, temperatura de auto ignición, etc.).  Situaciones operacionales y mantenimiento  La topografía del lugar.  Liberación de combustible y su dispersión.  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.

En nuestro país e incluso en nuestra empresa coexisten ambos sistemas. En norte América, hasta fines de los años 80, los sistemas de clase y división era la única opción para la clasificación e instalación de equipos de alto riesgo. Siendo que el sistema de tres zonas basado en IEC ha sido desarrollado grandemente para Norte América. Siendo que API y NEC (desde 1996) entre otras, ha desarrollado guías para la clasificación en base a las normas IEC (API RP 505). Diversas organizaciones han publicado guías para la clasificación como la: NB 777-99, API RP 500, API RP 505, NFPA 497/ 70, IP 15, IEC 79-11, ANSI/ UL 1203 – 1999, NEC 1999, ISA, OSHA. Estas guías promueven la uniformidad en la clasificación. La NEC es una marca registrada de la NFPA En la NB 777-1997 así como su primera revisión, APNB 7772005, parágrafo 13.2, indica que la clasificación se considera por Clase y División. Los trabajos de clasificación de áreas/ lugares peligrosos con atmósferas explosivas realizadas por Estudio Solano en plantas de nuestra empresa en el año 2004, fueron realizados bajo la clasificación: International Electrotechnical Commission (IEC).

5. CLASIFICACION DE AREAS, POR CLASE Y DIVISIÓN, NATIONAL ELECTRIC CODE (NEC), API RP 500

 Ventilación Natural o artificial. (efectos de viento)  Diseño del proceso.  Normativas relacionadas a la clasificación en los regulaciones pertinentes (NEC, IEC, NB, otros). Siendo que la empresa operadora es la responsable de la seguridad de los equipos, por lo que es su deber, clasificar los lugares peligrosos. Y de allí dividir en Zonas o divisiones. Los criterios definidos por códigos, estándares nacionales e internacionales. La clasificación de lugares peligrosos, normalización de equipos, códigos de instalación y conducción de energía eléctrica, se dividen en dos sistemas básicos en todo el mundo. Europa y la mayoría de los países del mundo han sido influenciado por el sistema de aproximación a tres Zonas de la IEC (International Electrotechnical Commision). La Norma

5.1

CLASE I

Estos son áreas dónde en su atmósfera están o pueden estar presentes gases o vapores inflamables en cantidad

suficiente como para producir una mezcla inflamable o explosiva. Los varios gases y vapores están organizados en cuatro grupos: Grupo A, Grupo B, Grupo C y grupo D. 5.2

CLASE II

Estos son áreas que son peligrosos debido a la presencia de polvos combustibles.

limpio, y segundo por precauciones efectivas contra fallas de ventilación. 5.5

GRUPO DE GASES No todos los grupos de gases se comportan de igual forma en una ignición, por lo que los gases y vapores se clasifican en grupos:

Los varios polvos se categorizan en: grupo E, Grupo F y grupo G. 5.3

CLASE III

Estas áreas son donde existe peligrosidad debido a la presencia de fibras o materiales que produzcan pelusas inflamables. Esta clase de área no tiene grupos específicos que las identifiquen. 5.4

DIVISIÓN

Dentro de las clases mencionadas el NEC considera: 5.4.1

DIVISIÓN 1

Son Áreas en donde existen concentraciones peligrosas, gases, vapores, polvos o fibras inflamables en:   



 5.4.2

En forma continua o periódica. Bajo condiciones de operación normales Donde puede existir frecuentemente concentraciones peligrosas de tales sustancias debido a operaciones de mantenimiento o reparación, o debido a fugas Áreas donde la interrupción de servicio u operaciones defectuosas de los equipos o procesos que pueden liberar concentraciones peligrosas de las sustancias inflamables. Fallas simultáneas de equipo eléctrico. DIVISIÓN 2

Son áreas donde líquidos, vapores, gases, polvos o fibras inflamables son manejados, procesados o usados, pero estas substancias inflamables pueden normalmente ser confinados dentro de depósitos o sistemas desde donde ellos pueden escapar sólo en caso de ruptura accidental o falla de tales depósitos o sistemas, o en caso de operación anormal de los equipos; o en lugares en donde las concentraciones peligrosas de gases o vapores son normalmente prevenidas por ventilación artificial pero que pueden llegar a ser peligrosas debido a fallas u operación anormal del equipo de ventilación o áreas adyacentes a áreas de la División 1, desde donde pueden ocasionalmente ser comunicadas concentraciones peligrosas de gases o vapores, a menos que tal comunicación sea prevenida, primero por adecuada ventilación de presión positiva desde una fuente de aire

La clasificación de los gases y temperatura de ignición se relacionan con las mezclas de gas y aire a temperatura y presión. 5.5.1

GRUPO A

Estas son atmósferas que contienen acetileno 5.5.2

GRUPO B

Estas son atmósferas de gas/ vapor inflamables con una abertura de seguridad experimental máxima (MESG), menor o igual a 0.45 mm o una proporción de corriente de encendido mínima (MIC) de menor o igual a 0.4 mm 5.5.3

GRUPO C

Estas son atmósferas de gas/vapor inflamables con un (MESG) mayor de .45mm y menos de .75mm o una proporción (MIC) mayor de .40mm y menos de o igual a .80mm. 5.5.4

GRUPO D

Estas son atmósferas de gas/vapor inflamables con un (MESG) mayor de .75mm o una proporción (MIC) mayor de .80mm. 5.5.5

GRUPO E

Estas son atmósferas que contienen polvos de metales combustibles, incluyendo aluminio, magnesio, y sus aleaciones comerciales, u otros polvos combustibles cuyo tamaño de partícula, abrasividad, y conductividad presentan peligros similares en el uso de equipo eléctrico. 5.5.6

GRUPO F

Éstas contienen polvos carbonaceos combustibles que tienen más de 8% de volátiles atrapados en total o que han sido sensitizados por otros materiales para que presenten un peligro de explosión. Los polvos representativos son carbón, negro carbón, carbón doméstico y otros

5.5.7



GRUPO G

Éstos contienen otros polvos combustibles, incluyendo harina, grano, harina de madera plástico y químicos. En la actualidad, el código NEC y las normas UL están mutando con la finalidad de acercarse más a la estructura de CENLEC e IEC (Artículo NEC 505 y 506), en la que se incluyen una clasificación de zonas y requisitos de instalación similares a los estándares IEC.

6. CLASIFICACION DE AREAS, POR ZONA Y GRUPO, INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMITEE (IEC)/ CENELEC, API RP 505

6.3

la proximidad inmediata de prensaestopas insuficientemente herméticos, p.ej. en bombas, válvulas, compuertas correderas,  el interior de instalaciones como evaporadores o recipientes de reacción. ZONA 2

Zona en la cual una mezcla explosiva, no es probable en condiciones normales de operación, la formación de una atmósfera explosiva consistente en una mezcla con aire de sustancias inflamables en forma de gas, vapor o niebla o en la que, en caso de formarse, dicha atmósfera sólo permanece durante breves períodos de tiempo. Ejemplo:  Las áreas que rodean a las zonas 0 ó 1  fugas o negligencias de utilización. 6.4 ZONA 20 Esta es una zona en donde existe una atmósfera explosiva, en forma de una nube de polvo combustible mezclado con aire, todo el tiempo o durante largos periodos o frecuentemente. 6.5 ZONA 21 Esta zona es aquella en la que la atmósfera explosiva en forma de nube de polvo combustible, mezclado con aire ocurre ocasionalmente durante la operación normal. 6.6 ZONA 22

La IEC distingue las siguientes categorías de zonas peligrosas en las atmósferas (con gases, vapores o nieblas) con riesgo de explosión: 6.1

ZONA 0

Zona en la cual una mezcla explosiva de gases, vapor o niebla, está presente de modo permanentemente, o por un período de tiempo prolongado, o con frecuencia. Ejemplo: Por regla general, las condiciones de la zona cero sólo se dan en el interior de recipientes o instalaciones (Evaporadores, recipientes de reacción, etc.), aunque también pueden presentarse cerca de respiraderos y otras aberturas. 6.2 ZONA 1 Zona en la cual una mezcla explosiva de gases, vapor o niebla es susceptible (ocasional) de formarse en servicio normal de la instalación o en condiciones normales de operación, Ejemplo: Se incluyen:  La proximidad de la zona 0,  la proximidad inmediata de bocas de carga,  la proximidad inmediata de aparatos o conductos frágiles de vidrio, cerámica o similar, salvo si el contenido es insuficiente para formar una atmósfera explosiva peligrosa,

En esta zona la atmósfera explosiva en forma de una nube de polvo mezclado con aire no está presente durante la operación normal del equipo. Sin embargo puede estar presente durante periodos breves. Tabla Designación de zonas según la probabilidad de formación y duración. Frecuencia y duración de la atmósfera Zona explosiva Gas Polvo Permanente o presente frecuentemente 0 0 Probable, de forma ocasional 1 1 Improbable y por poco tiempo 2 2 No cabe esperar su formación Sin riego Tabla Relación del grado de escape con la zona y frecuencia de formación de la atmósfera explosiva Grado de escape

Zona Gas Polvo

Probabilidad de atmósfera explosiva en 365 días

Duración global (horas/año)

P > 10-1

> 1000

Continuo

0

20

Primario

1

21

10-1

P > 10-3

10 - 1000

Secundario

2

22

10-3

P > 10-5

0,1* – 10

Cuando la duración de la atmósfera explosiva no llega a 0.1 h al año, el lugar no se considera generalmente peligroso, especialmente si se debe a operaciones diferentes espaciadas. De todas formas, debe comprobarse que no presenta peligro de explosión mediante un análisis de riesgo

7. COMPARACIÓN DE CLASIFICACION IEC Y NEC Y RELACIÓN DE VARIABLES.

En el parágrafo de este boletín se hizo notar lo complejo que resulta clasificar un área peligros, de a las muchas variables que se manejan. Pero esto sí se debe realizar debido a costos de que implican no clasificar adecuadamente, es decir si se clasifica por error áreas División 1, Zona 0, resulta sustancialmente más costosa que se hubiese clasificado correctamente como División 2, Zona 2. De forma inversa se corre el riesgo de clasificar división 2, zona 2 en lugares donde debería ser División 1, zona 0.

Tabla. Comparación entre NEC e IEC Material Peligroso

NEC 500 - 503

La razón para incluir este punto: clasificación de áreas, es la de resaltar los pasos aproximados 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 nivel de boletín. Para condiciones únicas se justifica la inversión en elementos de ingeniería para determinar de una forma más realista la clasificación del área.

IEC CENELEC NEC 505

Gas o vapor

Clase I, División 1 Clase II, División 2

Zona 0 y 1 Zona 2

Polvo

Clase II, División 1 Clase II, División 2

Zona 10 Zona 11

Fibras y pelusas

Clase III, División 1 Clase III, División 2

Zona 10 Zona 11

Tabla Clasificación de áreas: Zonas, divisiones y categorías

NEC 500 - 503 Norte América IEC/ CENELEC/NEC 505 Europa Categoría de seguridad para vapores Categorías de seguridad para polvos

Peligro continuo

Peligro intermitente

Condiciones peligrosas y anormales

División 1

División 1

División 2

Zona 0 zona 20

Zona 1 Zona 21

Zona 2 Zona 22

G1

G2

G3

D1

D2

D3

Fig. N° 7 Clasificación de áreas, terminal Oruro

Los pasos para clasificar áreas peligrosas son: 1 1. Determinar objetivo, alcance del área a clasificar y formar el equipo de evaluación 2. Definir las leyes, normas y reglamentaciones para la aplicación de este. 3. Indicar la terminología a usar, se puede tomar como referencia las definiciones del parágrafo 3 de este Boletín 4. Definir los criterios de clasificación de áreas y la aplicación según NEC o IEC. 5. Tener en manos un plano a escala con vista de planta y corte transversal y longitudinal de las partes donde se desea realizar detalles. Este plano deberá mostrar: todos los recipientes, tanques, bombas, equipos de proceso, pileta API, separador, quemador, motores, generadores, instrumentación, zanjas, patio de tanques, afectaciones de dispersión de cualquier líquido, gas o vapor. (Tamaño del equipo, caudal, presión máxima) El plano deberá mostrar la dirección de los vientos dominantes y los de menor influencia.

Zonas, Divisiones y Categorías de seguridad: medida de la probabilidad que el peligro este presente. Otra diferencia importante respecto a este tema son las envolventes según la NEC 500 usa la realizada por la Asociación Nacional de Manufactura Eléctrica (NEMA), la IEC usa los índices de protección IP, estas se muestran en el anexo G.

8. PASOS PARA CLASIFICAR ÁREAS PELIGROSAS Usualmente son empresas especializadas en el tema que realizan la clasificación de las áreas.

1

Estos pasos a seguir son solo de forma referencial, para su aplicación deberán tener respaldo de normas.

6. 7.

8. 9.

10.

11. 12.

13. 14.

15.

2

Adicional al plano se deberá contar con el diagrama de flujo de la planta o en su caso el P&ID, donde se identifique la presión, temperatura, velocidad de flujo, caudal. Definir operacionalmente términos tales como normal vs. Anormal y frecuente vs. No frecuente. Definir los productos (inflamables/ combustible) que se van a manejar, su localización respecto al plano. Para lo cual se debe clasificar los materiales según sus propiedades físicas (Densidad, punto de auto ignición, TVR, grupo de gas según NEC ó IEC, temperatura de operación, otros.). Definir si el peligro está debajo o sobre el nivel del piso, de acuerdo a la densidad respecto a la densidad del aire. Determinar la fuente de peligro y su grado de peligrosidad de esas, además del tipo de fuga de producto combustible/ inflamable (razón de fuga, cantidad de fuga, esquemas, drenajes, otros), de no existir fuga no se clasifica como área no peligrosa. Determinar las distancias de las áreas peligrosas y graficarlos en el plano con vistas de planta y perfil, estas distancias deberán estar de acuerdo a los lineamientos establecidos en las normas establecidas en los puntos 2 y 4., (ver punto 10 de este boletín) las simbologías aplicadas para este fin son el achurado y la delimitación de áreas peligrosas. 2 Obtener un plano donde se clasifique las áreas peligrosas, la cual mostrará las clase y división o en su caso Zona. Se deberá revisar los casos específicos donde se debe considerar la extensión o acortamiento de las áreas peligrosas en toda la instalación y que son dependientes del grado de ventilación, dirección de los vientos, operación, mantenimiento, áreas tuberías adyacentes al camino, donde fuentes de incendio estén presentes bajo condiciones normales de operación. Impacto de instalaciones o historia operacional de cada equipo, El dibujo de áreas peligrosas deberá ser revisado y aprobado por especialistas. Determinar el grupo de protección al cual pertenece el área y se delimita las características de los equipos a utilizar dentro de esta área. En esta parte también se realiza observaciones y recomendaciones de adecuación de la protección de los equipos según la NEC o IEC. El documento reporte completo deberá ser revisado y aprobado por especialistas. Que básicamente contendrá: Criterios que se usó para clasificar las áreas, Información del material de proceso crítico obtenido normalmente de MSDS´s, Lista de todas las fuentes de puntos de emisión que aparecen en

Esta actividad también se puede realizar usando curvas dadas en las guía para el cálculo extensiones o el cálculo directo para derrames frecuentes.

los dibujos, Excepciones especiales extraordinarias que se tomaron cuando se clasificó una localización en especial, Los resultados o descubrimientos obtenidos de la auditoria d cumplimiento, Toda documentación de clasificación de área se deberá poner bajo la protección del control de proceso (Administración de cambio).

En el anexo K se muestra un ejemplo de la aplicación de estos pasos para clasificar zonas.

9. MÉTODOS PARA LA REDUCCIÓN DE PELIGROS Reducir el peligro, es el medio por el cual las instalaciones reducen la probabilidad o riesgo de daño significativo a la propiedad y/o pérdida de vidas, como resultado de una explosión de fuego. Ayuda para asegurar que la instalación de equipo eléctrico en una localización peligrosa no aumente significativamente el riesgo o probabilidad de una explosión o incendio. Este es el punto donde se toman pasos para cumplir con la evaluación de clasificación de área. A continuación se dan diferentes métodos de protección en áreas clasificadas: 1. Aislar físicamente el lugar peligroso o relocalizar el productor de arco normal de equipos eléctricos en un área no peligrosa. (usada cuando el equipo para el área clasificada no se tienen disponible) 2. Confinar una explosión: es el método más común, usado y aceptado. 3. Limitar energía: se le conoce como seguridad intrínseca, el cual previene el encendido al limitar la energía soltada de fallas del cableado y los componentes. Estos aparatos son incapaces de soltar suficiente energía bajo condiciones normales o anormales, para causar encendido de una atmósfera peligrosa específica en sus más fáciles concentraciones de encendido. 4. Sellar herméticamente: esto asegura que el arco o aparato productor de calor estén sellados contra ingreso de vapor peligroso. 5. Presurizar el aparato eléctrico: esto asegura que el gas peligroso no ingrese al equipo eléctrico, la presurización se realiza con una aire limpio de tal

forma que el aporte de este aire sea protectivo con un flujo y presión positiva. (ver NFPA 496) 6. Ventilación. 7. Cumplir con las reglas de seguridad indicadas por las instalaciones. Lo anterior se puede resumir en el siguiente gráfico:

3. 4. 5. 6.

Temperatura del material Presión de proceso o almacenamiento Tamaño de fuga Ventilación

El tamaño de la fuga es tal vez el factor de mayor importancia en la determinación de la extensión de un área clasificada y es por tanto, el factor que requiere la mayor dosis de criterios de ingeniería sin perder de vista el propósito final, como es la instalación de equipo eléctrico. Los achurados mostrados en los planos que se comúnmente son usados son:

En la API RP 500 y 505, se pueden encontrar las diferentes distancias de acuerdo a: su clasificación del producto, lugares libremente ventilados, Lugares Cerrados, Fosas, Distribución a granel, Hangares, Llenado de tambores, Bombas, Compresores, Tanques de almacenamiento, tanques de almacenamiento sobre el suelo, Tanques de techo flotante, subterráneo, venteo, trampas de chancho, pozos de producción de petróleo y gas, Cabezales, válvulas y controles de gas inflamable, Camiones tanques, cisternas, locales de anestesia inflamable. En el Anexo “J” se muestra algunos ejemplos representativos extraídos en base a norma API RP 500-2002.

11.

CONCLUSIONES

Los criterios establecidos en el presente boletín son aplicables para diferentes casos en nuestras instalaciones. Se ha hecho mayor énfasis en los productos gases y vapores y no así en los polvos y fibras combustibles.

Figura 9. Acciones frente al riesgo

10.

EXTENSIÓN DE LAS ÁREAS CLASIFICADAS

Para delimitar las áreas peligrosas se debe determinar las posibles fuentes de peligro, que prácticamente resultan imposibles de evitar en forma absoluta durante la operación del equipo o bien durante su mantenimiento, estas fuentes pueden ser: fugas por sello, prensa estopas de válvulas, bombas, bocas de medición en tanques, purgas, válvulas de alivio, entre otros. La extensión es referida a la distancia que abarca la cosificación según la NEC (Clase División) o IEC (Zona). Una evaluación cuidadosa debe considerar los siguientes factores: 1. Material combustible o inflamable 2. Densidad de vapor de dicho material

Se determina que los requerimientos establecidos por leyes, reglamentos, decretos o normas oficiales vigentes, prevalecerán sobre lo contemplado en una clasificación de áreas. Y como pudo apreciarse que la guía está basada en la aplicación de las últimas técnicas y prácticas de clasificación de áreas establecidas por organizaciones a nivel internacional. El conocimiento de este tema en sí, fortalecerá las condiciones de seguridad respecto a las instalaciones eléctricas en nuestras deferentes áreas de trabajo. La clasificación de áreas peligrosas se debe aplicar a todo tipo de industria que utilice o almacene líquidos inflamables, polvos combustibles y fibras infamantes. Siendo que es normal que la mayoría de personas asocien áreas peligrosas únicamente a instalaciones de petróleo y gas; sin embargo, éstas se presentan en mayor o menor grado en todo tipo de industrias. Las fuentes de este boletín se mencionan a lo largo del texto del mismo.

ANEXOS ANEXO A

Boletín de seguridad por Beacon

ANEXO B Clasificación según el tipo de Envolvente.

de

atmósferas

peligrosa,

ANEXO C Parámetros de seguridad para gases y vapores inflamables “grupo de Gases” ANEXO D

Clasificación en base a la temperatura

ANEXO E

Modos de Protección (IEC)

ANEXO F

Marcado de material para áreas clasificadas

ANEXO G

Grado de estanqueidad IP

ANEXO H

Tabla de comparación entre NEC e IEC

ANEXO J clasificadas

Ilustraciones guía de extensión de áreas

ANEXO K

Ejemplo: La Clasificación de áreas

Dedicado a mis amigos : Igor López Orlando Varnoux En agradecimiento por sus enseñanzas, en las operaciones de transporte de hidrocarburos.

Anexo A: Boletín de seguridad por Beacon

(www.aich/CCPS/Publications/Beacon/index.aspx)

ANEXO B Clasificación de atmósferas peligrosa, según el tipo de Envolvente. La Asociación Nacional de Manufactura Eléctrica (NEMA) y el Código Nacional (NEC), de acuerdo al tipo de envolvente, mencionan las siguientes clasificaciones: NEMA: TIPO 3.- Equipo o material que se puede utilizar en áreas exteriores, usado principalmente, para prevenir la entrada de polvo hacia el interior, lluvia y formación de hielo en el exterior. TIPO 4.- Equipo o material que puede ser utilizado en áreas interiores y exteriores, usado principalmente para prevenir la entrada de polvo hacia el interior excluye el agua por lluvia, rocío y agua aplicada directamente en forma de chorro. TIPO 4X.- Equipo o material que pueden ser utilizados en áreas interiores y exteriores, usado principalmente para prevenir la corrosión, entrada de polvo hacia su interior, excluye el agua por lluvia, rocío y agua aplicada directamente en forma de chorro. TIPO 7.- Equipo para usos interiores en lugares clasificados como Clase 1 Grupos A, B; C, o D como está definido en el Código Nacional Eléctrico (NEC) TIPO 9.- Equipo para Usos interiores en lugares clasificados como Clase II Grupos E o G, como está definido en el Código Nacional Eléctrico (NEC). TIPO 12.- Equipo o material diseñado para usos interiores, usado principalmente para prevenir la entrada del polvo hacia su interior. Humedad y escurrimiento de líquidos no corrosivos. ANEXO C Parámetros de seguridad para gases y vapores inflamables " Grupo de Gases

Temperatura de inflamación

Clase de temperatura

Grupo de explosión

305

T2

II C

Gasolinas, combustibles ebullición incipiente < 135

220 A 300

T3

II A

Combustibles diesel (DIN 51601)

220 A 300

T3

II A

220 A 300 515 425 425 170 220 A 300

T3 T1 T2 T2 T4 T3

595 (650) 455 365 240 470

T1 T1 T2 T3 T1

II A II A II A / II B II B II B II A IIC II A IIA II A II A II A

200 a 300 535

T3 T1

II A II A

Sustancia Acetileno

Combustibles para aviones a reacción Etano Alcohol etílico Etileno Eter etílico Fuel oil Hidrogeno Metano Metanol n-butano n- hexano Propano Gasolinas especiales ebullición incipiente < 135 Tolueno

ANEXO D. Clasificación en Base a la temperatura (según CENELEC / IEC))

Como se indicó en el parágrafo 1 de este boletín, uno de los componentes de una explosión es la temperatura. Por lo cual la temperatura superficial máxima de un aparato (máxima temperatura desarrollada por un aparato eléctrico en funcionamiento en un ambiente de 40º c) no debe exceder la mínima temperatura de ignición de la atmosfera explosiva. Por ejemplo: Supongamos un taller donde se utiliza Acetona, Butanol y Oxido de etileno, la temperatura de ignición más baja es la del butanol (340º c) por lo cual la zona será clasificada como T2 y solo podrán usarse aparatos cuya clasificación sea T6, T5, T4, T3 o T2.

Clasificación de Temperaturas

ANEXO E. Modos de protección según (CENELEC / IEC)

ANEXO F. Marcado del Material para áreas clasificadas (CENELEC e IEC)

ANEXO G. Grado de estanqueidad IP

El grado de protección se expresa como IP XX, (primer y segundo dígito) el tercer dígito solo se indica cuando fuese necesario Ejemplo: IP 54, Significa que el equipo está protegido del polvo y de los choros de las salpicaduras de agua Equivalencias de envolventes Tipo NEMA(ver anexo A) A Clasificación IEC, (No se puede se empleada para convertir clasificación según IEC al tipo NEMA)

ANEXO H.Tabla de comparación entre NEC e IEC, Clasificación de áreas

ANEXO J. Ilustraciones guía que muestran la extensión de las clasificación recomendada para áreas alrededor de fuentes típicas de gases y/o vapores inflamables Nota. Hay que tomar en cuenta que las distancias aquí mostradas son dadas para casos típicos y no pretende cubrir toda la gama de posibles situaciones que se presentan, por lo cual estas figuras no pueden sustituir el criterio de ingeniería del diseñador

ANEXO K. Ejemplo; La Clasificación de áreas Este ejemplo es referido a; cómo la clasificación de áreas influye en el diseño de instalaciones industriales de nuestro rubro, se ha tomado un ejemplo con contenido mínimo, y simple en su aplicación y comprensión. (Otros ejemplos salen de los alcances de este boletín) 1. Objetivo.Clasificar el área, de una válvula de línea, para la construcción de su respectivo enmallado 2. Alcance.Aplicable a la válvula del OCOLP, ubicado en el sector de Challa, Km del OCOLP 3. Normas y reglamentaciones aplicables.D.S. N° 24721 Reglamento para el Diseño, Construcción, Operación y Abandono de ductos API RP 500 Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations of Petroleum Facilities Classified as Class I, Division 1 and Division 2. 4. Terminología a usar.HVL. (Highly Volatile Liquid) Líquido Altamente Volátil, líquido cuya presión de vapor es superior a 40 psig. El GLP, se considera como un producto HVL Ver el parágrafo 3 de este boletín 5. Criterios de clasificación de áreas.El criterio a usar es el según la NEC, usando: Clase y división, según a API RP 500 6. Plano del lugar.-

Localidad Challa

Camino a Independencia

OCOP

Fotografía de la Válvula

7. Productos que intervienen.Los productos que están presentes en esta tubería y sus accesorios son: Diese Oíl, Gasolina Especial, Jet Fuel, Kerosene, GLP Las características de estos productos se pueden apreciar en las Hojas MSDS de cada producto, siendo el más peligroso por sus características el GLP y clasificar dentro los productos HVL (Líquido altamente Volatil) 8. Definición de anormal y normal, del proceso (operación).En operación Normal la fuga de producto es casi nula, o prácticamente la emisiones que produce una válvula con diseño API 6D. 9. Fuente de peligro.La fuente de peligro está en la formación del triangulo del fuego, En esta y la mayoría de las zonas de nuestras instalaciones es muy difícil evitar la presencia (probable o posible) de combustible (líquido, gas o vapor) y de comburente (aire atmosférico), entonces sólo queda la prevención de evitar chispa y sobrecalentamientos (este último no existirá para nuestro caso), que pueda actuar como fuentes de inflamación o de auto ignición. Las fuentes pueden ser: chispas por rozamientos, chispas realizadas por pobladores en cercanías de la válvula. 10.Determinar las distancias de las áreas peligrosas.Según la API RP 500. Indica las distancias recomendadas para la clasificación de áreas, en la siguiente figura, se ilustra con un ejemplo, de la sección 14.3.8, de la referencia mencionada anteriormente, o del anexo J de este boletín.

11.Plano de áreas peligrosas.-

Luego se adoptará un cerco rectangular de: 7.2 x 6 metros, de forma mínima, adoptaremos: 7.5 m x 6.2 m. sobre el eje de la malla perimetral 12.Grupo de protección de pertenencia del área.Todo artefacto que cubre la Clase I, División 2. 13. Conclusiones Este ejemplo ilustrativo muestra la aplicación de los pasos mostrados en el parágrafo 9, de este Boletín, desde luego como se mencionó en la misma sección, pueden haber diferentes criterios e incluir más variables y no sólo recomendaciones de distancias como se realizó en este ejemplo. Las variables a tomar fundamentalmente son las condiciones ambientales y las de entorno.

JOSE LUIS RODRIGUEZ LOPEZ