Qué es la seguridad intrínseca

 

¿Dónde se necesita seguridad intrínseca?

Las atmósferas explosivas, que pueden contener gases inflamables, vapores, polvo combustible o fibras en suspensión, prevalecen en industrias como las del petróleo y gas, productos químicos, alimentos y bebidas y farmacéutica. Estas condiciones suponen un riesgo de incendios o explosiones si no se gestionan adecuadamente.

Para proteger a los trabajadores, las empresas deben evaluar sus operaciones, identificar estas condiciones peligrosas y tomar medidas para reducir el riesgo de accidentes. La Unión Europea (UE) ha establecido directivas y normas para la seguridad en el lugar de trabajo y los equipos utilizados en atmósferas potencialmente explosivas.

La Directiva ATEX sobre el lugar de trabajo 1999/92/CE establece los requisitos mínimos para mejorar la seguridad de los trabajadores en atmósferas explosivas, que incluyen:
 

• Prevenir las atmósferas explosivas y evitar las fuentes de ignición.
• Analizar la probabilidad y duración de las atmósferas explosivas y clasificarlas en zonas.
• Instalar señalización adecuada en zonas con atmósferas explosivas.
• Proporcionar formación integral a los empleados.
• Utilizar equipos con certificación Ex.

 
La directiva de equipos ATEX 2014/34/UE abarca los equipos y sistemas de protección diseñados para atmósferas potencialmente explosivas, especificando requisitos de seguridad esenciales y procedimientos de evaluación de la conformidad.

A menudo es necesario utilizar equipos e instrumentos eléctricos en áreas peligrosas. La serie de normas IEC/EN60079 establece los requisitos para diseñar, seleccionar e instalar equipos eléctricos en estas áreas. Los equipos se certifican según las zonas peligrosas y los métodos de protección contra explosiones, y son marcados con la marca Ex para su identificación.

Las zonas peligrosas se clasifican según la frecuencia de atmósferas explosivas:
 

• Zona 0 (gas), 20 (polvo): Presencia continua o frecuente de atmósferas explosivas.
• Zona 1 (gas), 21 (polvo): Presencia ocasional de atmósferas explosivas.
• Zona 2 (gas), 22 (polvo): No suele haber atmósferas explosivas.

Métodos de protección para los equipos

Existen varios métodos de protección de los equipos. Estos son algunos ejemplos:
 

1. Exd: protección mediante armarios antideflagrantes IEC/EN 60079-1: Este método contiene una explosión dentro del armario para evitar la propagación de llamas que podrían incendiar el gas circundante. Esto se conoce como protección "Exd".
   
   
2. Exe: protección por seguridad aumentada IEC/EN 60079-7: El método "Exe" garantiza que los equipos eléctricos, en condiciones normales y de fallo, no generen chispas y mantengan la temperatura de la superficie dentro de límites seguros.
   
   
3. Exi: protección por seguridad intrínseca IEC/EN 60079-11: "Exi" limita la corriente, la tensión y la energía almacenada dentro de un circuito eléctrico para evitar la ignición. Tiene tres subcategorías basadas en la zona peligrosa: Exia, Exib y Exic.

Exia: para el uso en aplicaciones de Zona 0/20
Exib: para el uso en aplicaciones de Zona 1/21
Exic: para el uso en aplicaciones de Zona 2/22

¿Qué es un circuito intrínsecamente seguro?

La seguridad intrínseca es distinta a otros métodos de protección, ya que exige tener en cuenta todos los dispositivos de un circuito y realizar un cálculo de entidad IS para garantizar la compatibilidad y características eléctricas aceptables.

Un circuito básico intrínsecamente seguro incluye los equipos simples y/o intrínsecamente seguros de un área peligrosa, conectados a equipos asociados de un área segura mediante cableado intrínsecamente seguro.


 

¿Qué es un equipo simple?

Los equipos simples son componentes eléctricos con propiedades eléctricas bien definidas que están en consonancia con la seguridad intrínseca del circuito. Por lo general, no generan ni almacenan más de 1,5 voltios, 0,1 amperios, 25 mW o 20 µJ y, a menudo, incluyen dispositivos como RTD, termopares, potenciómetros e interruptores. Los equipos simples generalmente no requieren de certificación.
 

¿Qué es un equipo intrínsecamente seguro?

Los equipos intrínsecamente seguros, como los transmisores de temperatura, las válvulas solenoides y los convertidores I/P, están diseñados para áreas peligrosas y deben estar certificados debido a su capacidad para almacenar energía. La certificación incluye la clasificación de áreas peligrosas y parámetros de entidad específicos para límites de tensión, potencia y corriente, que son esenciales para los cálculos de un lazo IS.
 

¿Qué es un equipo asociado?

Los lazos de seguridad intrínseca, diseñados para evitar que la energía eléctrica o térmica cause explosiones en áreas peligrosas, requieren una interfaz segura entre los dispositivos ubicados tanto en áreas peligrosas como seguras. Para lograr esto, se utilizan comúnmente barreras intrínsecamente seguras, a menudo denominadas "barreras Zener" o "aisladores galvánicos intrínsecamente seguros".

Los equipos asociados son esencialmente dispositivos eléctricos colocados estratégicamente en áreas no peligrosas de una planta industrial. Su función principal es regular y limitar la transferencia de energía desde el área segura a la zona peligrosa. Y lo que es aún más importante: están diseñados para garantizar que, bajo cualquier condición de fallo, la energía liberada por estos dispositivos no sea suficiente para incendiar una atmósfera explosiva.
 

Interfaces I.S. Parámetros de la entidad y cálculo del lazo

El diseño de los circuitos intrínsecamente seguros depende del un cálculo del "lazo de seguridad intrínseca I.S.". Los parámetros de entidad específicos para cada componente o dispositivo se comparan para determinar la compatibilidad. Luego se realiza un cálculo basado en los valores de capacitancia e inductancia para determinar la longitud máxima del cable.


 

En la siguiente tabla se muestran los parámetros de entidad típicos para cada componente del lazo.
Para comprobar la compatibilidad, comparamos los valores del equipo asociado con los del equipo intrínsecamente seguro. Se realiza un cálculo para determinar la longitud máxima del cable teniendo en cuenta los valores de capacitancia e inductancia relevantes.

Estos son los requisitos para el lazo de seguridad intrínseca (I.S.):
 

 

Ventajas de la seguridad intrínseca

La seguridad intrínseca ofrece diversas ventajas:
 

• Mantenimiento simplificado con posibilidad de trabajar en circuitos activos.
• Costes más bajos en comparación con los armarios antideflagrantes y los componentes asociados.
• Diseños con tolerancia de fallo.
• Aplicable a todas las zonas de gas y polvo.

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