Recomendaciones técnicas para cumplir con una adecuada instalación de un sistema de aire acondicionado en un área de alto riesgo de incendio o explosión.
por Ing. Ernesto Sanguinetti Remusgo*
Siempre hemos escuchado que los equipos de aire acondicionado y/o motores que se usan en ambientes que tienen procesos industriales dentro del ámbito petrolero, petroquímico, fabricación de explosivos y otros semejantes deben ser “a prueba de explosión” o “explosion proof”; al tener alta probabilidad de ocurrencia de incendios y explosiones, por la naturaleza de los líquidos/gases combustibles e inflamables que se manipulan en forma permanente.
Por lo tanto, es necesario eliminar todas las fuentes de ignición que puedan encender tales combustibles y sus mezclas. Para ello, se debe identificar el área clasificada como peligrosa (atmósfera potencialmente explosiva), con el fin de utilizar en dicha área los equipos y accesorios eléctricos adecuados.
En este contexto, las normas de cada país, complementadas por las normas internacionales, deben establecer las medidas necesarias para garantizar que las actividades en este tipo de establecimientos se desarrollen en forma segura con el fin de preservar la vida, la salud y la seguridad de los trabajadores de los establecimientos, visitantes y del público en general.
Definiciones
Área peligrosa: Es el recinto o el área donde existe o puede existir una atmósfera peligrosa.
Atmósfera peligrosa: Es aquella que contiene una cantidad significativa de vapores o gases inflamables, en concentraciones capaces de producir ignición o que sean concentraciones tóxicas.
Instalación eléctrica antiexplosiva: Se entenderá como instalación eléctrica antiexplosiva a la que cuando existan vapores inflamables dentro y fuera de cualquier parte de ella, se comporta en forma tal que la inflamación de los vapores interiores o cualquier falla de la instalación o del equipo, no provoca la inflamación de los vapores existentes en el exterior.
Aparato a prueba de explosiones: Aparato encerrado en una caja que sea capaz de resistir la ignición o una explosión de un gas/vapor específico que pueda ocurrir dentro de ella y de evitar la ignición de un gas o vapor específico que rodea la envoltura por chispas, destellos o explosión del gas/vapor dentro de la misma. Debe ser capaz de operar a una temperatura externa tal que una atmósfera inflamable circundante no se encenderá por su causa.
Ventilación: La ventilación puede lograrse por introducción de aire fresco para diluir el aire contaminado o por extracción local del aire contaminado. La ventilación se considera adecuada si es suficiente para evitar la acumulación de cantidades significativas de mezclas aire-vapor en concentraciones mayores a un cuarto del Límite Inferior de Inflamabilidad (25% LII).
Límites de explosividad: Para que se forme una atmósfera explosiva, la concentración de gases, vapores o nieblas inflamables en aire debe de estar dentro de un determinado rango, delimitado por los límites inferiores y superiores de explosividad:
- Límite Inferior de Explosividad (LIE): Es la concentración mínima de gases, vapores o nieblas inflamables en aire por debajo de la cual la mezcla no es explosiva. Se conoce también como Límite Inferior de Inflamabilidad (LII)
- Límite Superior de Explosividad (LSE): Es la concentración máxima de gases, vapores o nieblas inflamables en aire por encima de la cual, la mezcla no es explosiva. Estos límites se suelen expresar en porcentajes de volumen del gas o vapor en el volumen de la mezcla.
Si se pretende que una determinada mezcla de gases o vapores inflamables en aire no produzca una atmósfera explosiva, habrá que mantener la concentración de éstos bien por debajo del LIE o por arriba del LSE. Se suele tomar la primera opción, con adecuados medios de ventilación o extracción, para el exterior de los equipos (oficinas, laboratorios, salas de bombas o compresores, cabinas de pintura, túneles de secado, etc.).
La segunda opción se suele utilizar en el interior de los equipos (caso de tanque o depósito, reactores, tuberías, etc.) bien porque los vapores o gases inflamables ocupan la mayor parte o la totalidad del volumen del equipo o porque se desplaza el aire con un gas inerte.
Indudablemente no solo los equipos de aire acondicionado deben cumplir con los requisitos que exige el AREA sino toda máquina, motor, instrumento, herramienta que exista dentro de ella para tener confiabilidad en los trabajos y procesos que se realizan, eliminando la posibilidad de producir incendios y explosiones, brindando seguridad. Para adquirir un equipo de aire acondicionado, una máquina, instrumento o herramienta en éste tipo de aplicaciones se deben conocer los aspectos principales del proceso y las características de las áreas involucradas.
En el caso de los fabricantes de equipos de aire acondicionado “a prueba de explosión”, para poder suministrarlos pedirán la clasificación correcta del área donde se instalarán porque son equipos fabricados especialmente y a pedido. Vamos a explicar cómo se hace la clasificación:
Clasificación
Debido a la diversidad de procesos, las áreas pueden ser de diferentes tipos donde suelen existir atmósferas con diversidad de gases o vapores inflamables, siendo por ello muy necesario definir la clasificación de las mismas.
Los sistemas de clasificación más comunes para lugares peligrosos son el sistema de clasificación por divisiones del Código Eléctrico Nacional (CEN) que debe existir en cada país; que principalmente se basan y se complementan con el sistema de clasificación por zonas utilizado por la Unión Europea (UE) y la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI o IEC).
Para clasificar las áreas se usan los siguientes criterios: - Determinar la Clase del área donde se toma en cuenta la naturaleza del producto que escapa a la atmósfera. - determinar la División del área donde se toma en cuenta la extensión y frecuencia de las sustancias o de las mezclas inflamables que estarán presentes. -Determinar el Grupo del área donde se toman en cuenta las propiedades químicas de la sustancia liberada a la atmósfera, que determinan la facilidad con que tiende a arder o explotar.
Cómo se clasifican las Áreas
La clasificación de Áreas es un método de análisis aplicado al ambiente donde pueden existir vapores, gases, fibras o polvos inflamables y/o explosivos; con el fin de establecer las medidas de precaución a considerar en la construcción, selección, instalación, manipulación y uso de materiales y equipos eléctricos para eliminar o minimizar la presencia de focos de ignición.
A.-Clasificación por Clase
Clase I: Se consideran aquellos lugares donde pueden haber gases o vapores en cantidad suficiente para producir mezclas inflamables. Las áreas peligrosas de la Clase I se sub-dividen en Zonas según la aparición y el tiempo de permanencia de la atmósfera explosiva.
Así tenemos: - Clase I –Zona 0: Se denomina Zona 0 al área en la cual una atmósfera explosiva está presente en largos períodos de tiempo o en forma continua. - Clase I – Zona 1: Se denomina Zona 1 aquella en la que es probable que exista una atmósfera explosiva en trabajos de operación normal. - Clase I – Zona 2: Se denomina Zona 2 al área que tiene muy baja probabilidad de que se produzca una atmósfera explosiva en trabajo de operación normal y si ocurriera, solo se produciría durante corto tiempo.
Clase II: Se consideran aquellos lugares donde están presentes carbón, productos con componentes de carbón y polvos orgánicos inflamables.
Clase III: Se consideran aquellos lugares donde se encuentran presentes materiales fibrosos inflamables.
B.-clasificación por División
La clasificación por División toma en cuenta la frecuencia de escapes o fugas y el nivel de ventilación del área a considerar, con el fin de establecer el nivel de riesgo presente en ese ambiente. Se consideran 2 divisiones:
División 1: Aquí se consideran aquellas áreas donde bajo condiciones normales de trabajo o debido a labores frecuentes de reparación y mantenimiento, existen fugas de vapores o gases que tienen concentraciones inflamables. Están consideradas también aquellas áreas donde se prevé que por una rotura de tuberías o funcionamiento anormal de equipos que realizan los procesos, puedan producir fugas de vapores o gases en concentraciones inflamables y que a la vez pueda ocurrir falla en el equipo eléctrico o sistema eléctrico.
División 2: En ésta división se consideran aquellas áreas donde se almacenan, procesan o manejan productos inflamables, pero en las que normalmente no existen concentraciones peligrosas porque los productos están almacenados en recipientes o circuitos cerrados de los cuales solo se pueden escapar en caso de rotura, funcionamiento anormal de equipos del proceso. También se consideran las áreas donde las concentraciones inflamables de vapores o gases son poco probables porque se tienen sistemas de ventilación positiva y por lo tanto, únicamente las fallas de dichos sistemas puede dar lugar a presencia de una atmósfera inflamable, contiguas a áreas Clase I, División 1 a las que puedan llegar ocasionalmente concentraciones inflamables de los vapores o gases, a menos de que tal comunicación se evite por sistemas de ventilación adecuados y se hayan previsto dispositivos para evitar la falla de esos sistemas. Como consecuencia, las áreas donde se cumplan las condiciones descritas se clasifican como División 2.
C.-Clasificación por Grupo
La clasificación por Grupo toma en cuenta las características de explosividad de los vapores y gases o de las mezclas de vapores o gases, variando con el tipo de material envuelto. Las sustancias en un grupo determinado presentan riesgos de características similares. La Clase I se divide en los grupos A, B, C y D dependiendo de la máxima intensidad de explosión y la mínima temperatura de ignición de la sustancia o mezcla. También se considera como otro factor importante, la facilidad de atenuación de la explosión de esa sustancia o mezcla en un espacio cerrado, con el fin de que no incida en producir explosión en cualquier mezcla inflamable circundante. Damos a continuación una tabla con sustancias que pueden estar presentes en la atmósfera del ambiente a acondicionar, que se clasifican o etiquetan según su Clase y Grupo correspondiente:
Clase 1 (gases y vapores)
Grupo A: Acetileno. Grupo B: Hidrógeno, butadieno, óxido de etileno, entre otros. Grupo C: Etileno, éter, dietil éter, acetaldehído, entre otros. Grupo D: Gasolina, propano, butano, metano, acetona, amoníaco, gas natural, entre otros.
Clase 2 (polvos combustibles)
GRUPO E: Polvos metálicos como aluminio, magnesio. GRUPO F: Polvos de carbón, coque y otros similares. Grupo G: Harinas, almidones, polvos de madera, polvos de granos, plásticos y químicos.
Clase 3 (fibras)
Fibras naturales, fibras sintéticas
Figura 1.
Nota: En la segunda parte de este artículo veremos algunos de ejemplos de de clasificación de áreas peligrosas y cómo solicitar y especificar un equipo de aire acondicionado para este tipo de ambientes peligrosos.
* Ing. Ernesto Sanguinetti Remusgo, Gerente de la División de Ingeniería - Cold Import S.A. – Lima – Perú.
