Requisitos Eléctricos para Áreas Peligrosas

Requisitos Eléctricos para Áreas Peligrosas. Actualmente las industrias de manufacturas y procesos están utilizando más y más materiales potencialmente explosivos e inflamables que anteriormente. El uso de equipo eléctrico en estas industrias continúa incrementándose. Es imperativo que el equipo eléctrico seleccionado sea adecuado y apropiadamente instalado y mantenido, para proteger al personal y las instalaciones de la planta.

En este artículo se revisarán los conceptos básicos de equipo para áreas peligrosas. Cubre los aspectos de seguridad en el diseño, selección, instalación y mantenimiento del equipo eléctrico adecuado para usarse en áreas peligrosas.

La Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE, Instalaciones eléctricas (utilización), establece las bases o los requisitos para la práctica de seguridad en la selección e instalación adecuada de equipo eléctrico en áreas peligrosas, (Clasificadas). Estas últimas, están cubiertas en el Capítulo 5, Artículos 500, 501, 502, 503, 505 y 510.

Los Artículos 500 a 505 cubren los requisitos para equipo eléctrico, electrónico y de alumbrado, para todas las tensiones eléctricas, en áreas donde pueda existir peligro de incendio o explosión debido a gases o vapores inflamables, líquidos inflamables, polvos combustibles o fibras inflamables dispersas por el aire. Dichas áreas o ambientes se clasifican dependiendo de las propiedades de los vapores, líquidos o gases inflamables o de polvos o fibras combustibles que puedan estar presentes, así como de la posibilidad de que se encuentren en cantidades o concentraciones inflamables o combustibles.

Cada cuarto, sección o área debe ser considerada individualmente al determinar su clasificación. Los Artículos 500 al 504 requieren que la construcción del equipo y de la instalación garantice un funcionamiento seguro bajo condiciones de uso y mantenimiento adecuados.

Cuando se aplique el Artículo 505, la clasificación de áreas, alambrado y selección de equipo debe ser realizada bajo la supervisión de ingeniería y de expertos en la materia, debidamente calificados.

En la NOM los gases inflamables están clasificados como Clase I. Ya que los diferentes gases tienen una temperatura de ignición y características de explosión diferentes, están subdivididos en cuatro grupos. La Tabla b.- enlista los gases clasificados. Estos gases están clasificados en los Grupos A, B, C y D, en los cuales el D es de menor clasificación que el C, etc. Para completar la descripción del área la norma NOM reconoce dos Divisiones distintas (Div. 1 y 2).

ÁREA CLASE I DIVISIÓN 1

  1. Es aquella en la cual la concentración peligrosa de gases o vapores inflamables existen continua, intermitente o periódicamente en el ambiente bajo condiciones normales de operación; o también;
  2. Área en la cual la concentración peligrosa de algunos gases o vapores puede existir frecuentemente por reparaciones de mantenimiento o por fugas. Puede ser también;
  3. Aquella área en la cual, por falla del equipo de operación o proceso, podrían fugarse gases o vapores inflamables hasta alcanzar concentraciones peligrosas y podría también causar simultáneamente fallas del equipo eléctrico.

Esta clasificación incluye generalmente sitios donde líquidos volátiles inflamables o gases licuados inflamables son transportados de un recipiente a otro; el interior de casetas de pintura por aspersión y zonas aledañas a estas casetas, lugares en los que hay tanques abiertos con líquidos volátiles inflamables, cuartos o compartimentos de secado por evaporación de solventes inflamables, lugares que contienen equipo para la extracción de grasas y aceites que usan solventes volátiles inflamables.

Peligro riesgo electricoZonas de plantas de lavandería y tintorería donde se utilizan líquidos peligrosos, cuartos generadores de gas y otras zonas de plantas de fabricación de gas donde gases inflamables pueden escapar, cuartos de bombeo de gases inflamables o líquidos volátiles inflamables inadecuadamente ventilados, el interior de refrigeradores o congeladores en los cuales materiales inflamables se almacenan en recipientes abiertos no herméticamente cerrados o frágiles y todas las demás zonas de trabajo donde existe la posibilidad de que se presenten concentraciones peligrosas de gases o vapores inflamables en el curso de operaciones normales.

ÁREA CLASE I DIVISIÓN 2

  1. Es aquélla en la cual se manejan, procesan o usan líquidos volátiles o gases inflamables pero en las que estos líquidos o gases se encuentran normalmente dentro de recipientes o sistemas cerrados, de los cuales pueden escaparse sólo en caso de ruptura accidental o en caso de operación anormal del equipo, o;
  2. En la cual se evitan concentraciones peligrosas de gases o vapores por medio de ventilación mecánica y que sólo podrían ser peligrosos en caso de falla u operación anormal del equipo de ventilación, o;
  3. Aquélla adyacente a una área Clase I División 1 y en la cual podrían comunicarse concentraciones inflamables de gases o vapores, a menos que esta comunicación se evite por medio de una ventilación adecuada como presión positiva de una fuente de aire limpio y protección efectiva contra fallas del equipo de ventilación.

Está clasificación generalmente incluye áreas donde se usen líquidos volátiles, gases o vapores inflamables pero en los cuales, a juicio de la autoridad correspondiente, llegarían a ser peligrosos sólo en caso de accidente u operación anormal del equipo.

La cantidad de material inflamable que podría escaparse en caso de accidente, el equipo de ventilación existente el tamaño del área involucrada y la estadística de explosiones o incendios en esta rama industrial, son todos factores que deben considerarse para determinar la clasificación del área y sus limitaciones en cada área.

No se considera que la tubería sin válvulas, los puntos de inspección, los medidores, los dispositivos similares, generalmente puedan causar condiciones de peligro, aún al usarse líquidos o gases inflamables. Las áreas empleadas para el almacenamiento de líquidos inflamables o gases licuados o comprimidos dentro de recipientes sellados, normalmente no se considera como peligrosas, a menos que también estén sujetas a otras condiciones peligrosas.

Para la clasificación de áreas peligrosas, deberá realizarse un análisis de cada local, área, o sección en forma individual, en función a la concentración de los gases, vapores y polvos, así como a sus características de explosividad. Existen estudios realizados por diversas asociaciones de protección contra incendios, los cuales podrán tomarse como referencia. Este análisis deberá realizarse bajo la supervisión de ingeniería y de expertos en la materia, debidamente calificados.

Es obligación del usuario o propietario de las instalaciones, que la clasificación de las áreas se realice con la mayor precisión posible. Respecto a los polvos combustibles, la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE, los clasifica como pertenecientes a la Clase II bajo los grupos E, F y G.

Grupo E: Atmósferas que contengan polvos metálicos combustibles, incluyendo aluminio, magnesio y sus aleaciones comerciales y otros polvos combustibles, donde el número de partículas de abrasivos y conductividad, presenten peligro similar en la utilización del equipo eléctrico.

Grupo F: Atmósferas que contengan polvos de carbones combustibles, incluyendo carbón negro, carbón mineral, carbón vegetal, o polvos sensibilizados por otros materiales, de forma que aquellos presenten un peligro de explosión.

Grupo G: Atmósferas que contengan polvos combustibles no incluidos en los grupos E o F, tales como flúor, granos, madera, plástico y químicos.

1.- Algunas atmósferas de productos químicos pueden tener características que requieran de una protección mayor que aquellas especificaciones para cualquiera de los grupos antes mencionados. El bisulfuro de carbono es uno de estos productos químicos, debido a su baja temperatura de ignición (100°C) y al pequeño claro de junta permitido para detener su flama.

2.- Ciertos polvos metálicos pueden tener características que requieran de una protección mayor, que aquellas especificadas para los que contienen polvos de aluminio, magnesio y sus aleaciones comerciales.

Por ejemplo, los polvos de circonio, torio y uranio tienen temperaturas de ignición extremadamente bajas (20°C) y para su ignición requieren de una cantidad de energía menor que la de cualquier otro material clasificado en los grupos de la Clase I o de la Clase II.

Las áreas clasificadas como Clase II también pueden subdividirse en División 1 y División 2.

UN ÁREA CLASIFICADA COMO CLASE II, DIVISIÓN 1

1.- Es aquélla en la cual hay polvo combustible en suspensión en el aire bajo condiciones normales de operación en cantidades suficientes para producir mezclas explosivas o inflamables

2.- Donde debido a fallas mecánicas u operación anormal de la maquinaria o el equipo puedan producirse tales mezclas explosivas o inflamables y que una falla simultánea del equipo eléctrico o de los sistemas de protección pueda originar una fuente de ignición

3.- En la cual puedan estar presentes en cantidades peligrosas polvos combustibles con características de conductividad eléctrica.

Los polvos combustibles no conductores eléctricos incluyen polvos producidos en el manejo y proceso de granos y productos de grano, cocoa y azúcar pulverizados, leche y huevo en polvo, especias pulverizadas, almidón y harinas, papas, semillas de frijol, forraje y otros materiales orgánicos que puedan producir polvos combustibles cuando se manejan o procesan.

Solamente los polvos del grupo E se consideran eléctricamente conductores para propósitos de clasificación. Los polvos que contienen magnesio y aluminio son particularmente peligrosos y se requiere extrema precaución para evitar su ignición y explosión.

UN ÁREA CLASE II DIVISIÓN 2
Es aquélla en la cual el polvo combustible no está normalmente en suspensión en el aire ni será puesto en suspensión por la operación normal del equipo, en cantidades suficientes para producir mezclas inflamables o explosivas, pero donde:

1.- El depósito o la acumulación de tal polvo combustible puede ser suficiente para interferir la adecuada disipación de calor del equipo o aparato eléctrico.
2.- El polvo combustible acumulado o depositado sobre o alrededor del equipo eléctrico puede inflamarse por medio de operaciones anormales o falla de tal equipo.

La cantidad de polvo combustible que puede estar presente y la adecuada limpieza de los sistemas para remover el polvo, son factores que requieren ser considerados para determinar la clasificación y esto puede resultar en una área no clasificada. Cuando se manejan productos tales como semillas, de modo que produzcan bajas cantidades de polvo, la cantidad depositada de éste puede no requerir su clasificación.

LAS ÁREAS CLASE III
Son aquellas que son peligrosas por la presencia de fibras o partículas volátiles fácilmente inflamables, pero en las cuales las fibras o volátiles normalmente no se encuentran en suspensión en el aire en cantidades suficientes para producir mezclas inflamables. Las áreas Clase III se dividen en la siguiente forma:

UN ÁREA CLASE III DIVISIÓN 1
Es aquélla en la cual se manejan, fabrican o utilizan fibras fácilmente inflamables o materiales que producen partículas volátiles combustibles.

Estas áreas generalmente incluyen plantas textiles de rayón, algodón y fibras semejantes; plantas fabricantes o procesadoras de fibras combustibles; molinos de semilla de algodón, plantas alijadoras de algodón; plantas procesadoras de lino; fábricas de ropa, talleres de carpintería y todas las industrias o talleres que tienen procesos o condiciones de peligros semejantes. Entre las fibras y partículas volátiles fácilmente inflamables, se encuentran el rayón, el algodón, el henequén, el ixtle, el yute, la fibra de coco, el cáñamo, la estopa, la lana vegetal, el musgo, la viruta de madera y otros materiales similares.

precaucion_material_inflamableUN ÁREA CLASE III DIVISIÓN 2
Es aquélla en la cual se manejan o almacenan fibras fácilmente inflamables, con excepción del lugar donde se fabrican. Para que haya un fuego o una explosión deben reunirse 3 condiciones:

1.- Un líquido inflamable, vapor o polvo combustible debe estar presente en el ambiente en cantidades suficientes.
2.- El líquido inflamable, vapor o polvo combustible debe mezclarse con aire u oxígeno en las proporciones requeridas para producir una mezcla explosiva.
3.- Una fuente de energía debe aplicarse a la mezcla explosiva.

De acuerdo con estos principios debe considerarse tanto la cantidad del líquido inflamable o vapor que pueda encontrarse en el ambiente, como sus características físicas. Por ejemplo, los gases más ligeros que el aire se dispersan tan rápidamente en la atmósfera que, excepto en espacios confinados no producen mezclas peligrosas en áreas cercanas a instalaciones eléctricas.

Los vapores procedentes de líquidos inflamables tienen también una tendencia natural a dispersarse en la atmósfera y se diluyen rápidamente a concentraciones menores al límite inferior del rango inflamable (explosivo), especialmente cuando existe movimiento de aire.

La probabilidad de que la concentración de gas se encuentre por arriba del límite máximo del rango inflamable o explosivo, no proporciona ninguna garantía, ya que la concentración debe pasar primero dentro de los límites de dicho rango. El análisis de estas condiciones básicas es el principio para la clasificación de áreas peligrosas.

Después de que un área ha sido clasificada según su Clase, Grupo o División, puede seleccionarse el equipo eléctrico que pueda utilizarse en dicha área.

TIPOS DE EQUIPO
El alambrado y el equipo eléctrico pueden emplearse con seguridad en áreas peligrosas, siempre y cuando hayan sido efectuados o construidos de forma adecuada para una área específica, definida de acuerdo a su Clase, División y Grupo.

La Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE, cubre ampliamente el tipo de disposiciones que deben satisfacerse en relación a la seguridad de las diversas áreas clasificadas.

Los métodos de alambrado deben cumplir con:

A) Las áreas Clase I, División I, se deben alambrar en tubo (conduit) metálico tipo pesado o semipesado. Todas las cajas, accesorios y uniones deben tener conexiones roscadas para la unión del tubo y deben ser a prueba de explosión. Las uniones roscadas deben entrar por lo menos con cinco cuerdas completas de rosca. Donde sea necesario emplear conexiones flexibles, como en las terminales de motores, se deben usar accesorios flexibles
aprobados para áreas Clase I.

B) Las áreas Clase I, División 2, se deben alambrar en tubo (conduit) metálico tipo pesado o semipesado, envolventes de canalización pre alambradas selladas, ductos metálicos sellados, o cables tipo PLTC, de acuerdo con lo indicado en el Artículo 725, o con cable ITC en soporte para cables en charola, en sistemas de tubería soportados por cable mensajero, o directamente enterrado cuando el cable esté aprobado para este uso.

cable_conduitPara conexiones flexibles, se deben usar accesorios metálicos flexibles, tubo (conduit) metálico flexible con accesorios aprobados, cordón flexible con conductor adicional para puesta a tierra aprobado para uso extra rudo y provisto de accesorios aprobados.

C) En las áreas Clase II, División 1, la instalación debe hacerse por medio de tubo (conduit) metálico tipo pesado o semipesado. En negocios industriales con acceso restringido al público, donde las condiciones de mantenimiento y supervisión aseguren que únicamente el personal calificado da servicio a las instalaciones, se permite el uso del cable tipo MC, aprobado para usarse en áreas Clase II, división 1, con armadura continua de aluminio corrugado hermético al gas y al vapor, con cubierta exterior de material polimérico y con conductores adicionales para puesta a tierra de acuerdo a lo indicado en 250-95, y provisto de terminales para la aplicación específica.

D) En las áreas Clase II, División 2, se debe emplear tubo (conduit) metálico tipo pesado o semipesado, canalizaciones herméticas al polvo o cable tipo MC con accesorios para terminales aprobados, o cables tipo PLTC, ITC, MC o TC, en charolas para cables tipo ventiladas, en una sola capa y espaciados entre si cuando menos una vez el diámetro del cable mayor.

En las áreas Clase II, División 2, los motores, generadores y demás máquinas eléctricas rotativas deben ser: no ventilados, totalmente encerrados, totalmente encerrados con tuberías de ventilación, totalmente encerrados enfriados por agua y aire, totalmente encerrados enfriados con ventilador.

En cuanto a los motores y generadores, su clasificación es como sigue:

En las áreas Clase I, División I, los motores, generadores y demás máquinas eléctricas rotativas deben ser:

1.- Aprobadas para áreas Clase I, División I;

2.- Del tipo completamente cerrado y con ventilación de presión positiva desde una fuente de aire limpio y con descarga a un área segura, dispuesta para prevenir que la máquina se energice hasta que la ventilación hay sido estabilizada y la envolvente haya sido purgada con aire limpio por lo menos diez veces el volumen del aire y con un dispositivo que desenergize el equipo automáticamente en caso de falla del sistema de ventilación

3.- Del tipo totalmente cerrado lleno de gas inerte, que tenga una fuente de gas inerte adecuada y segura para presurizar la envolvente, provista con dispositivos que aseguren una presión positiva en la envolvente y con un arreglo que desconecte automáticamente el equipo si falla la alimentación del gas

4.- De un tipo diseñado para estar sumergido en un líquido que solo sea inflamable en caso de estar vaporizado y mezclado con aire, gas, o vapor, a una presión mayor que la atmosférica y el cual solo sea inflamable en mezcla con aire; la máquina debe estar dispuesta para evitar que se energice mientras no haya sido purgada con el líquido o gas para sacar el aire, e interrumpa automáticamente la corriente eléctrica en caso de falla de suministro del líquido, gas, o vapor y cuando la presión de éstos caiga a la presión atmosférica.

En las áreas Clase I, División 2, los motores, generadores y demás máquinas eléctricas rotativas en las que se utilicen contactos deslizantes, mecanismos de conexión y desconexión centrífuga o de otro tipo (incluyendo los
dispositivos de sobrecorriente, sobrecarga y sobrecalentamiento del motor), o dispositivos resistores integrados al motor, ya sea durante el arranque o en marcha, deben estar aprobados para áreas Clase 1, División 1, a menos que tales contactos deslizantes, mecanismos de conexión y desconexión y dispositivos resistores, estén encerrados en envolventes aprobados para áreas Clase I, División 2, de acuerdo con lo indicado en 501-3 (b).

En las áreas Clase II, División 1, los motores, generadores y demás maquinarias eléctricas rotativas, deben ser:

1.- Aprobadas para áreas Clase II, División 1.

2.- Totalmente cerrados, ventilados por tubería y cumplir con las limitaciones de temperatura especificadas en 502-1. a prueba de ignición de polvo, para lo cual deben tener una temperatura externa máxima a plena carga de acuerdo a lo indicado en 500-3 (f) para operación normal cuando opere al aire libre (libre de polvo acumulado) y no deben tener aberturas externas.

Excepción: Si se considera que la acumulación de polvo no conductor ni abrasivo es pequeña y si la maquinaria es de fácil acceso para su limpieza y mantenimiento de rutina, se pueden instalar:

A. Máquinas normalizadas de tipo abierto, sin contactos deslizantes ni mecanismos centrífugos de desconexión o de otro tipo (incluyendo dispositivos de sobrecorriente, de sobrecarga y de sobre temperatura) o dispositivos de resistencia incorporados.

B. Máquinas normalizadas de tipo abierto con contactos, de mecanismo de conexión o dispositivos de resistencia encerrados dentro de alojamientos herméticos al polvo sin ventilación u otras aberturas.

C. Motores con auto limpieza para textileras, del tipo jaula de ardilla.

En cuanto a las disposiciones que aplican a las instalaciones de alambrado y equipo eléctrico en las áreas clasificadas como Clase III, cubiertas en el Artículo 503, éstas establecen que el equipo instalado en áreas Clase III debe ser capaz de operar a plena carga sin desarrollar en su superficie una temperatura capaz de causar una deshidratación excesiva o carbonización gradual de fibras o pelusas acumuladas.

Los materiales orgánicos carbonizados o excesivamente deshidratados tienen una alta probabilidad de combustión espontánea. La temperatura máxima en la superficie bajo condiciones de operación, no debe exceder de 165°C para equipo no sujeto a sobrecargas, y de 120°C para equipo (como motores y transformadores) que pueden sobrecargarse.

Los métodos de alambrado deben cumplir con los incisos siguientes:

En áreas Clase III, División 1, el método de alambrado debe ser en tubo (conduit) metálico pesado o semipesado, conductos a prueba de polvo, o cable tipo MC con accesorios terminales aprobados.

En las áreas Clase III, División 2, el método de alambrado debe cumplir con el inciso (a) anterior.

Excepción: en las secciones, compartimentos, o áreas usadas solamente para almacenamiento y que no contengan maquinaria, se puede usar alambrado al descubierto sobre aisladores, de acuerdo con lo indicado en el Artículo 320, pero solamente a condición de que exista una protección como la requerida en 320-14 cuando los conectores no recorran espacios en el techo y estén lejos de fuentes de daño físico.

En áreas Clase III, Divisiones 1 y 2, los motores, generadores y otras máquinas rotatorias deben ser totalmente encerradas, enfriadas por ventilador.

Excepción: En áreas donde sólo se dé una moderada acumulación de pelusas sobre, dentro, o en la vecindad de una máquina eléctrica rotatoria, y donde dicha máquina sea de fácil acceso para limpieza y mantenimiento de rutina, se permite cualquiera de los siguientes:

A. Motores textiles auto-limpiantes del tipo jaula de ardilla.

B. Motores normales del tipo abierto sin contactos deslizantes u otro tipo de mecanismos de conmutación, incluyendo dispositivos de sobrecarga para el motor.

C. Motores normales del tipo abierto con contactos tales como, mecanismos de conmutación o dispositivos de resistencia encerrados dentro de envolventes herméticas sin ventilación u otras aberturas.

PRODUCTOS QUÍMICOS POR GRUPOS

ATMÓSFERAS GRUPO A

Acetileno

ATMÓSFERAS GRUPO B
Hidrógeno, combustible y procesos de gases combustibles que contengan más de 30% de hidrógeno en volumen, o gases o vapores de peligrosidad equivalente tales como: butadieno1, oxido de etileno2, oxido de propileno2, acroleína2

ATMÓSFERAS GRUPO C
éter etílico, etileno o gases o vapores de peligrosidad equivalente

ATMÓSFERAS GRUPO D
Acetona, amoníaco3, benceno, butano, ciclopropano, etanol (alcohol etílico), gasolina, hexano
metano (gas natural), metanol (alcohol metílico), nafta, propano, o gases o vapores de peligrosidad equivalente

 

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