ATMÓSFERAS EXPLOSIVAS ATEX - SEGURIDAD DE PROCESOS

Introducción.

Como habíamos citado en un artículo anterior la seguridad de procesos está orientado a la identificación y estudio de los accidentes mayores (mayor accident) en la industria. En este sentido, es fundamental que los profesionales técnicos en seguridad dispongan de bases teóricas y prácticas de Atmósferas Explosivas (ATEX) para realizar una gestión eficaz de los riesgos en los procesos operativos propios de su organización.

1. Atmósferas Explosivas en la Industria.

Es común que solo se atribuya el término de atmósferas explosivas a industrias donde se procesan o manipulan sustancias combustibles, aseveración errada, debido a que el término de atmósferas explosivas debe ser común en todo tipo de industrias, cuyo proceso o sub-procesos intervienen sustancias combustibles e inflamables. El riesgo de formación de una atmósfera explosiva existe en los procesos más diversos de la actividad industrial (por ejemplo, silos, aserraderos, taller de pintura, tratamiento de aguas residuales, industria textil, refinerías, transporte de hidrocarburos, etc).

a)    Atmosfera Explosiva. 

Es la mezcla de aire en condiciones atmosféricas normales, con sustancias inflamables en forma de gas, vapor, niebla, polvo, fibras o partículas en suspensión, las cuales tras la inflamación permiten una propagación auto sostenida.  

 

Fig 1. Triangulo de Fuego

De la definición anterior podemos aseverar que las fibras, polvos y partículas también tienen un Rango de Explosividad (no son muy conocidos), cuyo riesgo debe ser considerado de igual manera que los gases o vapores. 

b)    Explosión. 

Es una reacción brusca de oxidación o de descomposición, que produce un incremento de temperatura, de presión, o los dos simultáneamente. 

Para que se produzca una explosión deben coincidir la atmósfera explosiva y un foco de ignición. Esto requiere la existencia de una sustancia combustible (gas, vapor, niebla, polvo o fibra), y de un oxidante (aire) en una concentración ideal (rango de explosividad), y al mismo tiempo la presencia de una fuente de ignición capaz de iniciar la reacción. 

 

Fig 2. Explosión

c)  Rango de Explosividad. 

Concentración ideal de una sustancia combustible (gas vapor) con un oxidante (aire) que pueden provocar una ignición sostenida. El rango de explosividad, está compuesto de un Limite Superior de Explosividad (LSE) y un Límite Inferior de Explosividad (LIE). Por debajo del LIE, no se produce una atmosfera explosiva por baja concentración de la sustancia combustible. Por encima del LSE, no se produce una atmosfera explosiva, por exceso de sustancia combustible y baja concentración de Oxigeno.  

2. Marco Normativo de la Clasificación de Áreas.

Con relación a la regulación de la clasificación de áreas, podemos citar dos tipos de competencias:

a)    Documentos legales.

Son leyes, decretos, resoluciones administrativas, etc. de aplicación obligatoria en un determinado territorio. En Bolivia, aun no se dispone de un marco legal con relación a este tema (únicamente, existen citas textuales en algunos reglamentos del sector hidrocarburos).

b)    Normas técnicas. 

Son documentos técnicos de aplicación voluntaria utilizados como referencia y/o buenas prácticas ante la ausencia de documentos legales (algunos documentos técnicos también pueden ser documentos legales en caso que autoridades locales así lo dispongan). 

Entre las normas técnicas más conocidas con relación a las ATEX, podemos citar:

IEC 60079-10-1 Clasificación de emplazamientos – Atmosferas explosivas gaseosas

IEC 60079-10-2 Clasificación de emplazamientos – Atmosferas explosivas de polvos

NFPA 70 Código Nacional Eléctricos (Art 500 – Art 505)

API RP 500 Clasificación de áreas para instalaciones eléctricas en facilidades petroleras Clase I, División I, División II

API RP 505 Clasificación de áreas para instalaciones eléctricas en facilidades petroleras Clase I, Zona 0, Zona 1, Zona 2 

La NFPA y API son normas americanas y las IEC/CENELEC son normas de la unión europea.

3. Clasificación de Áreas. 

Un área clasificada, es un espacio físico en el que una atmósfera inflamable esta o puede estar presente en cantidades tales que requieren ciertas precauciones especiales para realizar una determinada actividad.

Existen dos objetivos básicos para la clasificación de áreas en una instalación industrial donde existe la probabilidad de atmósferas peligrosas:

a)    Selección adecuada de equipos eléctricos y no eléctricos. 

La clasificación de áreas ayuda a una selección e instalación adecuada de equipos, justificando la inversión de equipos que requieren ciertos niveles de protección (EPL). Por ejemplo un equipo de Seguridad Intrinseca “ib” puede ser utilizado para Zona 1 y 2, pero no es adecuado para Zona 0.

b)    Medidas de control para realizar actividades en áreas clasificadas. 

Medidas de control adicionales, son requeridas para realizar trabajos de mantenimiento y/o modificaciones en áreas clasificadas. Por ejemplo realizar un trabajo en caliente requerirá medidas de control adicionales como: venteo/purga, inertización, medición continua de gases, instalación de barreras, uso de ropa ignifuga, etc.

Las medidas de control para trabajos en áreas clasificadas deben ser documentadas en procedimientos, instructivos y/o permisos de trabajo, además de ser supervisados para garantizar su estricto cumplimiento.

     3.1 Clasificación por Clase.

a)    Clase I 

Los lugares Clase I, son aquellos lugares donde hay o puede haber en el aire gases inflamables o vapores producidos por líquidos inflamables o combustibles, en cantidad suficiente como para producir una mezcla inflamable o explosiva.

b)    Clase II 

Los lugares Clase II, son peligrosas por la presencia de polvo combustible. Éste se define como cualquier material sólido de 420 micrones o menos de diámetro que presente un peligro de incendio o explosión cuando se dispersa en el aire

c)    Clase III 

Los lugares Clase III, son peligrosas por la presencia de fibra fácilmente inflamable o cuando se manipulan, fabrican o utilizan materiales combustibles, pero que tales fibras no se encuentren en suspensión como para producir una atmosfera inflamable.

     3.2  Clasificación por División.

a)    División I 

Estas son lugares en las cuáles pueden existir concentraciones de gases o vapores inflamables por

• Condiciones normales de operación.
• Mantenimiento, reparación o fugas frecuentes.
• Avería o falla en la operación de equipos pudiera liberar gases o vapores.

b)    División II 

Estas son lugares en las cuáles pueden existir concentraciones de gases o vapores inflamables por:

• Falla de sistemas de contención cerrado (tanques).
• Operación anormal o falla de equipo de ventilación de líquidos combustibles.
• el área está adyacente a la locación de División 1.

     3.3  Clasificación por Zonas.

Las áreas peligrosas, se clasifican en zonas basándose en la frecuencia de aparición y en la duración de la presencia de una atmósfera explosiva:

a)    Zona 0 / Zona 20 

Es un emplazamiento en el que la atmósfera explosiva está presente de modo permanente, o por un espacio de tiempo prolongado, o frecuentemente (> 1000 h/año).

b)    Zona 1 / Zona 21 

Emplazamiento en el que es probable que se produzca una atmosfera explosiva, en condiciones normales de funcionamiento (10 a 1000 h/año).

c)    Zona 2 / Zona 22

Emplazamiento en el que no es probable que se produzca una atmosfera explosiva, en condiciones normales funcionamiento, o en caso de formarse, dicha atmósfera sólo subsiste por espacios de tiempo muy breves (0.1 a 10 h/año).

NORMA	PRESENCIA DE ATMOSFERA EXPLOSIVA
	Continua		Intermitente		En Condiciones Anormales
	Gases	Polvos	Gases	Polvos	Gases	Polvos
IEC	Zona 0	Zona 20	Zona 1	Zona 21	Zona 2	Zona 22
NFPA-NEC (Art. 500)	División 1				División 2
NFPA-NEC (Art. 505)	Zona 0	Zona 20	Zona 1	Zona 21	Zona 2	Zona 22

Tabla 1. Clasificación de Areas

     3.4  Pasos para Clasificación de Áreas.

Los pasos básicos que se pueden seguir (pero no son limitativos) para realizar clasificación de áreas en una instalación industrial son:

• 1)   Determinar la necesidad para la clasificación de áreas.
• 2)    Recopilación de información
• a.    Historial de la instalación
• b.    Diagrama de flujo
• c.    Plano de localización de equipos
• d.    Propiedades de los materiales combustibles presentes
• e.    Identificar fuentes de fuga
• 3)    Determinar la extensión del área clasificada

     3.5  Mapa de Áreas.

El mapa de áreas y el informe técnico, son el resultado del estudio de identificación de áreas. El mapa de áreas, es un documento con información de gran relevancia que debe estar disponible y accesible para los trabajadores.  

 

Fig 3. Mapa Areas de Cellar (antepozo de producción Oil)

    Cada vez que se realice actividades de mantenimiento o modificaciones en las instalaciones, estos documentos deben ser consultados para establecer métodos de trabajo seguro y/o cambios que no generen riesgos para el proceso.

   

     4. Principios de Seguridad en Áreas Clasificadas.

Las instalaciones donde se procesan o manipulan sustancias inflamables, deben diseñarse, operarse y mantenerse de tal manera que la presencia y extensión (área) de material inflamable sean minimizadas al mínimo.

Ante la presencia de material inflamable, se debe tratar de eliminar la probabilidad de ocurrencia de la atmosfera inflamable alrededor de la fuente de ignición o de lo contrario eliminar la fuente de ignición.

El diseño de la instalación y los procedimientos de producción, operación, deben necesariamente reducir la probabilidad de la presencia de atmosferas inflamables y la extensión de la misma, sea reducida al mínimo. 

Sin lugar a duda Atmosferas Explosivas en un tema muy extenso. En este sentido, no se pretende dar todas las respuestas con relación a este tema, por el contrario, se pretende generar dudas para que usted pueda abordar el tema con mayor profundidad y detalle.

Víctor Chamby J.
El Autor

Bolivia, 07 de mayo 2015