El uso de equipos certificados como intrínsecamente seguros por una agencia de pruebas independiente, como FM Global, reduce el riesgo de muerte o lesiones y la pérdida potencialmente catastrófica de edificios y maquinaria que a menudo se produce como consecuencia de una explosión. También puede suponer un ahorro directo en términos de primas de seguro más bajas. Los aspectos específicos de la instrumentación intrínsecamente segura que se abordan en este artículo son:
- Resumen de lo que constituye una zona peligrosa
- Explicación de la «seguridad intrínseca»
- Importancia de las pruebas y la certificación independientes
- Uso de instrumentos de medición de presión y carga en lugares peligrosos
Identificación de zonas peligrosas
Las normas de la OSHA y del Código Eléctrico Nacional (NEC) abordan el uso de equipos eléctricos en lugares peligrosos y ofrecen orientación para la mitigación de riesgos. Las normas pertinentes de la OSHA incluyen los estándares 1910.307 y 1910.399, y los estándares del NEC incluyen el estándar NEC 500, que está en proceso de ser sustituido por el estándar NEC 505, armonizado a nivel mundial.
Estas normas abordan los términos que la OSHA denomina «equipos eléctricos y cables en lugares clasificados en función de las propiedades de los vapores, líquidos o gases inflamables, o del polvo o fibras combustibles que puedan estar presentes en ellos, y de la probabilidad de que exista una concentración o cantidad inflamable o combustible». Cabe señalar que incluso los materiales que normalmente se consideran «no inflamables», como los metales, pueden arder con rapidez explosiva cuando se dan las condiciones adecuadas. Algunos ejemplos de este tipo de entornos son las plantas de procesamiento de petróleo y sustancias químicas, las plantas de acabado de pinturas, las refinerías de azúcar y, de hecho, cualquier lugar en el que pueda acumularse una atmósfera explosiva o polvo.
NEC 500 y 505
El enfoque subyacente consiste en clasificar los lugares peligrosos en función del tipo de material combustible y la probabilidad de que esté presente. El estándar NEC 500, utilizado en Estados Unidos y Canadá, divide los materiales en dos clases. La clase 1 se refiere a vapores y gases, mientras que la clase 2 se refiere al polvo. La probabilidad de que el material esté presente se cubre con varias «divisiones». En la división 1, una atmósfera explosiva está presente de forma continua o es probable en condiciones normales.
La División 2 abarca los lugares que, según la OSHA, «solo se convertirían en peligrosos en caso de accidente o de alguna condición de funcionamiento inusual».
En el nuevo estándar NEC 505, estas clases y divisiones se sustituyen por zonas. Las zonas 0, 1 y 2 se refieren a gases o vapores, mientras que las zonas 20, 21 y 22 se refieren al polvo. En ambos casos, el segundo dígito indica el nivel de riesgo, donde 0 significa un peligro continuo y 2 significa que rara vez, o nunca, está presente.
Comprender la seguridad intrínseca
Existen muchas técnicas para garantizar la seguridad de los equipos eléctricos en lugares peligrosos. De ellas, la alternativa más segura es utilizar dispositivos e instrumentos «intrínsecamente seguros». Se trata de un enfoque preventivo basado en minimizar las fuentes de ignición, como las chispas y las superficies calientes.
Algunos equipos, como los motores, no se adaptan fácilmente al enfoque de seguridad intrínseca y deben estar encerrados. Sin embargo, los instrumentos de baja tensión pueden diseñarse para que sean intrínsecamente seguros. Para que un equipo complejo o unos dispositivos interconectados puedan considerarse intrínsecamente seguros, todos los eslabones de la cadena deben ser íntegramente seguros. Los diseñadores de equipos de control de procesos e instrumentación deben tener esto en cuenta.
Una segunda ventaja de utilizar dispositivos o equipos certificados como intrínsecamente seguros es que permiten realizar el mantenimiento en caliente. Esto evita la necesidad de paradas extendidas, ventilación y eliminación de gases. Además, la detección de fallos se simplifica enormemente, ya que las pruebas de los circuitos pueden realizarse mientras el equipo está energizado.
Periódicamente, los equipos necesitarán reparación o sustitución, o habrá que instalar nuevos instrumentos en una zona peligrosa. Al ocurrir esto, es esencial que los técnicos de mantenimiento utilicen componentes certificados como intrínsecamente seguros.
Sin embargo, hay excepciones. Los instrumentos designados como «aparatos simples» no tienen que cumplir explícitamente los principios de diseño de seguridad intrínseca. Para ser clasificados como «aparatos simples», la seguridad de los instrumentos debe poder demostrarse fácilmente. Algunos ejemplos son los termopares, los RTD y las cajas de conexiones.
Pruebas y certificación independientes
A los usuarios de equipos relacionados con la seguridad les gusta contar con una confirmación independiente del cumplimiento de los estándares pertinentes, y las aseguradoras pueden requerirlo. Varias organizaciones realizan estas pruebas y certificaciones. OMEGA colabora con FM Global, un laboratorio de pruebas reconocido a nivel nacional (NRTL), para garantizar que equipos como los transductores de presión destinados a su uso en entornos peligrosos sean seguros para tales aplicaciones.
Como su nombre indica, FM Global tiene oficinas en todo el mundo y goza de reconocimiento internacional. Cuenta con varios centros de investigación donde realiza pruebas de productos y ofrece servicios de certificación del producto.
Los instrumentos vendidos por OMEGA que cumplen las normas de seguridad intrínseca llevan la marca «FM Approved». Los equipos que no lleven dicha marca no deben utilizarse en entornos peligrosos, a menos que se tomen otras precauciones adecuadas.
Detección de presión y carga en lugares peligrosos
La lista de lugares requeridos para dispositivos intrínsecamente seguros es muy amplia. La mayoría de las aplicaciones de control de procesos en industrias tan diversas como las refinerías químicas, la generación de energía, la producción de petróleo y gas y cualquier lugar con polvo en suspensión, como los silos, deben utilizar este tipo de instrumentación.
En lugares peligrosos se puede encontrar o puede ser necesario utilizar una gama muy diversa de equipos. Entre ellos se incluyen los sistemas hidráulicos y neumáticos, los compresores de gas natural y los equipos de medición y ensayo de golpes y vibraciones. La medición de la presión es una tarea muy común, ya sea para la presión absoluta, el vacío o la presión barométrica. Los filtros y las bombas como los que se utilizan en las operaciones de producción de petróleo y gas deben supervisarse para poder identificar rápidamente cualquier obstrucción o fallo. Del mismo modo, la medición de caudal es una parte esencial del control de procesos en muchas industrias.
Aunque sea menos obvio, los entornos polvorientos, como los aserraderos, los silos de grano y las refinerías de azúcar, a menudo se consideran lugares peligrosos. Se trata de entornos en los que se utilizan ampliamente células de carga para comprobar el peso de los contenedores, por lo que, al igual que con la detección de presión, se deben emplear instrumentos intrínsecamente seguros.
OMEGA ofrece una amplia gama de sensores de presión intrínsecamente seguros, transductores de presión configurables y células de carga, incluidas células de carga amplificadas, células de carga de perfil bajo y células de carga tipo panqueque. Si la aplicación prevista es en un lugar peligroso, compruebe las especificaciones individuales para obtener la aprobación FM.
Resumen
En muchas industrias existe un riesgo muy real de explosión, ya sea por polvo o por gases y vapores inflamables. El estándar NEC 500, actualmente sustituido por el estándar NEC 505, armonizado a nivel mundial, aborda el diseño de equipos eléctricos para este tipo de entornos.
Se han desarrollado varias técnicas de protección para manejar el uso de equipos eléctricos y electrónicos en dichos entornos. Sin embargo, solo la seguridad intrínseca busca prevenir explosiones evitando chispas y superficies calientes mediante la minimización de la energía utilizada.
Cuando se adopta un enfoque de seguridad intrínseca, los equipos y la instrumentación desplegados en lugares peligrosos deben diseñarse adecuadamente y ser verificados como tales por una autoridad de ensayo independiente. OMEGA colabora con FM Global para todas nuestras necesidades de certificación de seguridad intrínseca: asegúrese de que los equipos eléctricos que desea instalar cuentan con la aprobación de FM.