Equipos para zonas ATEX

Siempre que en el documento de protección contra explosiones basado en una evaluación de los riesgos (vease poster evaluación) no se disponga otra cosa, en todas las áreas en que puedan formarse atmósferas explosivas deberán utilizarse aparatos y sistemas de protección con arreglo a las categorías fijadas en el Real Decreto 400/1996, de 1 de marzo, por el que se dictan las disposiciones de aplicación de la Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo 94/9/CE, relativa a los aparatos y sistemas de protección para uso en atmósferas potencialmente explosivas.

Los equipos destinados a trabajos en estos tipos de atmósferas se agrupan según:

1. Aparatos  Grupo I: Para trabajos en minas o en las instalaciones exteriores donde se puedan producir atmósferas explosivas.

• Categoría M 1: Nivel de protección muy alto.
• Categoría M2: Nivel de protección alto.

2. Aparatos Grupo II: Destinados al uso en otros lugares en los que puede haber peligro de formación de atmósferas explosivas.

1. Categoría 1: Nivel de protección muy alto.
2. Categoría 2: Nivel de protección alto.
3. Categoría 3: Nivel normal de protección.

Concretamente, en las zonas indicadas se deberán utilizar las siguientes categorías de aparatos, siempre que resulten adecuados para gases, vapores o nieblas inflamables, o polvos combustibles, según corresponda:

En la zona 0 o en la zona 20, los aparatos de la categoría 1.

En la zona 1 o en la zona 21, los aparatos de las categorías 1 o 2.

En la zona 2 o en la zona 22, los aparatos de las categorías 1, 2 o 3.

La utilización de la categoría de aparatos indicada en cada una de las zonas para las que son apropiados, garantiza que dichos equipos no provocarán atmósfera explosiva, ni serán fuente de ignición efectiva.

Dentro de los Aparatos Grupo II: 

a. Categoría 1: Nivel de protección muy alto. Aun fallando un medio de protección, existe otro que sigue manteniendo el nivel de protección. Los aparatos de esta categoría están previstos para utilizarse en un medio ambiente en el que se produzcan de forma constante, duradera o frecuente atmósferas explosivas debidas a mezclas de aire con gases, vapores, nieblas o mezclas polvo-aire. Los aparatos de esta categoría deben asegurar el nivel de protección requerido, aun en caso de avería infrecuente del aparato, y se caracterizan por tener medios de protección tales que:

• o bien en caso de fallo de uno de los medios de protección, al menos un segundo medio independiente asegure el nivel de protección requerido,
• o bien en caso de que se produzcan fallos independientes el uno del otro, esté asegurado el nivel de protección requerido.

b. Categoría 2: Alto nivel de protección. Aseguran el nivel de protección en caso de perturbaciones frecuentes y fallos previsibles. Los aparatos de esta categoría están destinados a utilizarse en un ambiente en el que sea probable la formación de atmósferas explosivas debidas a gases, vapores, nieblas o polvo en suspensión. Los medios de protección relativos a los aparatos de esta categoría asegurarán el nivel de protección requerido, aun en caso de avería frecuente o de fallos de funcionamiento de los aparatos que deban tenerse habitualmente en cuenta.

c. Categoría 3: Nivel normal de protección. Aseguran el nivel de protección durante su funcionamiento normal. Los aparatos de esta categoría están destinados a utilizarse en un ambiente en el que sea poco probable la formación de atmósferas explosivas debidas a gases, vapores, nieblas o polvo en suspensión y en que, con arreglo a toda probabilidad, su formación sea infrecuente y su presencia sea de corta duración.

En el apéndice 4 de la Guía Técnica del INSHT para la evaluación y prevención de los riesgos derivados de las atmósferas explosivas en el lugar de trabajo, derivada del Real Decreto 681/2003, se presentan los principales elementos de interés para una adecuada selección y utilización de equipos para su uso en atmósferas explosivas, debiendo distinguir dos situaciones: equipos adquiridos con posterioridad al 30 de junio de 2003 (equipos certificados) y equipos adquiridos con anterioridad a dicha fecha (equipos no certificados).

EQUIPOS CERTIFICADOS.

Desde el punto de vista práctico para el usuario, la aplicación de la legislación supone que el equipo cumple con los requisitos de seguridad y debe venir acompañado de una serie de elementos informativos que deben permitir una adecuada selección y utilización del mismo; estos elementos informativos se pueden concretar en dos aspectos: marcado y manual de instrucciones.

Con respecto a marcado hay dos elementos diferenciados:

1. Marcado de conformidad con la Directiva 94/9/CE. Deberán ir marcados los aparatos, pero también los sistemas de protección, componentes y material asociado.

Marcado de los aparatos:

• XXXX, es un número de cuatro dígitos identificativo del organismo notificado de control que intervenga en la fase de control de la fabricación.

Para aparatos del grupo II, tras la categoría se incluirá la letra G y/o D, conforme se indica a continuación:

• G, para aparatos a utilizar en atmósferas explosivas debidas a gases, vapores o nieblas.
• D, para aparatos a utilizar en atmósferas explosivas debidas a la presencia de polvo.
• G/D para aparatos que pueden utilizarse tanto en atmósfera gaseosa, como debida a polvo. No obstante, ello no asegura que el equipo sea válido para atmósferas híbridas (coexistencia simultánea de ambos tipos de atmósferas); dicha circunstancia debe suponer una verificación específica del equipo para tal uso.

Así mismo, los sistemas de protección, componentes y material asociado también deberán ir marcados conforme a la legislación.

Se entenderá por “sistemas de protección” los dispositivos, distintos de los componentes de los aparatos definidos anteriormente, cuya función es la de detener inmediatamente las explosiones incipientes y/o limitar la zona afectada por una explosión, y que se comercializan por separado como sistemas con funciones autónomas.

Debe entenderse por “componentes” las piezas que son esenciales para el funcionamiento seguro de los aparatos y sistemas de protección, pero que no tienen función autónoma. Según se indica en el apartado 3 del artículo 8 del RD 400/1996, estos elementos están exentos de la fijación del símbolo CE (pero sí deben llevar el número del organismo notificado que interviene en la fase de control de la producción, si es el caso).

El material asociado, tal como dispositivos de seguridad, control y regulación, como, por ejemplo, las protecciones de sobre-intensidad de un sistema de potencia, y que sea necesario o contribuya al funcionamiento en condiciones seguras de los equipos situados en áreas de riesgo (zonas clasificadas) condicionará la seguridad de dichos equipos y, en consecuencia, será también objeto del Real Decreto 400/1996. En este caso, el marcado del material presenta la peculiaridad de que el número de categoría del equipo al cual va asociado (es decir, el equipo situado en la zona clasificada) debe ir incluido entre paréntesis.

2. Marcado normativo, complementario del anterior, y que está básicamente orientado a permitir una utilización segura del equipo (en términos de instalación, mantenimiento y uso), haciendo referencia a elementos tales como modos de protección empleados en el diseño y construcción del mismo, grupo de gases para el que está destinado o clase de temperatura del equipo.

Esencialmente, se pueden distinguir dos tipos de marcado normativo, a saber:

A) Marcado de equipos eléctricos para uso en atmósferas explosivas: Se distingue entre material para atmósferas debidas a gases y vapores inflamables y las debidas a presencia de polvo inflamable. Existen una serie de marcas comunes a ambos tipos de equipos y otras específicas, conforme se indica a continuación:

• Marcas comunes EEx o Ex: es una redundancia heredada de las antiguas directivas (76/117/CEE y 82/130/CEE) que indica equipos destinados a atmósferas potencialmente explosivas. Con la adopción de las normas CEI de las series 60079 (gases) y 61241 (polvos) se está pasando paulatinamente del símbolo “EEx”, propio de la serie de normas EN 500XX, al “Ex”.
• Marcado especial de temperatura ambiente en servicio: el material eléctrico habitualmente se diseña para su empleo en un rango de temperaturas ambiente de -20ºC a +40ºC; en caso de que se diseñe para un rango diferente, se considera un rango especial y debe ser marcado específicamente, incluyendo el símbolo Ta o Tamb, seguido del rango especial de temperatura (por ejemplo, -35ºC ? Ta ? 40ºC). En caso de no ser posible este marcado especial, en su caso, se incluirá en símbolo “X” al cual se hace referencia a continuación.

Símbolos asociados al número del certificado (X o U), en su caso:

• X indica que el material certificado está sometido a unas condiciones especiales de fabricación o uso para una utilización segura del mismo. Se incluye después de la referencia al certificado que aparece en el marcado y, normalmente, requiere consultar la documentación técnica (manual de instrucciones) del equipo.
• U indica que el material certificado es un componente. Se incluye después de la referencia al certificado que aparece en el marcado.
• Marcas propias de material para atmósferas gaseosas:
• Símbolo del modo de protección: hace referencia al/a los modo/s de protección utilizados en la construcción del equipo. Los modos de protección posibles en equipos eléctricos para uso en atmósferas gaseosas y sus símbolos asociados son los que se indican a continuación:

Debido a la complejidad del marcado, es mejor consultar la Guía Técnica del INSHT (Ver explicación final de los modos de protección utilizados en la construcción de equipos eléctricos).

• Símbolo del grupo del material eléctrico: Puede ser:
• I: Para minas con grisú
• II (IIA, IIB y IIC): Para el resto de emplazamientos. Las letras A, B y C aparecerán cuando sea necesario en relación con el grupo de gases, correspondiendo el grupo A a los gases menos inflamables y el C a los gases más inflamables.

• Símbolo de la clase de temperatura: Hace referencia a la temperatura superficial máxima permitida para la clase térmica.

La temperatura superficial máxima marcada (la cual lleva implícitos unos determinados márgenes de seguridad) no debe exceder la menor temperatura de inflamación de las atmósferas explosivas implicadas.

• Marcas propias de material para uso en presencia de polvo inflamable:
• Símbolo del modo de protección:

• Indicación de la temperatura superficial máxima del equipo:
• Para el caso de nubes de polvo, la temperatura superficial máxima del aparato no debe exceder las dos terceras partes de la temperatura de auto-ignición en ºC de la mezcla polvo / aire en cuestión, esto es:

Tmáx.=2/3 Tcl, donde Tcl es la temperatura de inflamación de la nube de polvo

• Para el caso de capas de polvo de hasta 5 mm de espesor, la temperatura superficial máxima del aparato no debe exceder un valor de 75 K por debajo de la temperatura mínima de inflamación para una capa de 5 mm de espesor del polvo en cuestión, esto es:

Tmáx = T5mm – 75 K.

Capas superiores a los 5 mm requerirán análisis particularizados.

En el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (ITC-MIE-BT026), anterior al actual RD 842/2002, se utilizaba la nomenclatura TIN (temperatura de inflamación en nube) y TIC (temperatura de inflamación en capa) con significado equivalente al arriba indicado.

• Símbolo del grado de protección (IP): El código IP se compone de dos dígitos. El primero de ellos hace referencia al grado de protección del equipo contra el ingreso de objetos extraños sólidos conforme a la siguiente escala:

El segundo dígito hace referencia a la estanqueidad contra líquidos según una escala de 1 a 8 y, a efectos de prevención frente a atmósferas explosivas, resulta irrelevante (por lo que aquí se expresa con una X).

El material para uso en zona 22 debe ofrecer una estanqueidad mínima del tipo “Protegido contra el polvo”, con lo cual vendrá marcado en la forma IP 5X.

Si el polvo es conductor, se exige IP 6X.

El material para uso en zona 20 o zona 21 debe ofrecer una estanqueidad mínima del tipo “Totalmente protegido contra el polvo”, con lo cual vendrá marcado en la forma IP 6X.

B) Marcado de equipos no eléctricos

La principal diferencia respecto a los equipos eléctricos, aparte de la ausencia del símbolo EEx o Ex, estriba en los modos de protección.

El resto de marcas posibles (grupo de gases, clase de temperatura, temperaturas superficiales, etc.) son idénticas a las descritas en el caso de los equipos eléctricos.

EQUIPOS NO CERTIFICADOS

Estos equipos se habrán adquirido con anterioridad al 30 de junio de 2003 y, conforme a lo establecido en el Anexo II del Real Decreto 681/2003, la instalación, los aparatos, los sistemas de protección y sus correspondientes dispositivos de conexión sólo se pondrán en funcionamiento si el documento de protección contra explosiones indica que pueden usarse con seguridad en una atmósfera explosiva. Será por tanto preciso realizar una valoración acerca de su seguridad de uso.

Para valorar dicho nivel de seguridad, el parámetro a considerar debe ser el modo de protección utilizado en la construcción del equipo, entendiendo como tal las reglas constructivas para el empleo seguro de los equipos en una atmósfera explosiva.

Teniendo en cuenta los niveles de protección ofrecidos por cada uno de los modos, los cuales están directamente relacionados con el tipo de solución aportada por ellos, se puede establecer, a título orientativo, una indicación de los modos más adecuados para cada una de las zonas de riesgo.

Para el caso de equipos eléctricos estos modos aportan tres tipos diferentes de soluciones:

1. Reducir la energía o impedir su aporte (en forma de chispas o arcos)
2. Separar la fuente de energía de la atmósfera explosiva
3. Confinar la explosión, controlando sus efectos

Los modos habitualmente utilizados en equipos fabricados con anterioridad al 30 de junio de 2003.

La solución aportada por cada uno de ellos consiste en:

Modos más adecuados de protección dependiendo de la zona:

Para el caso de emplazamientos con polvo (zonas 20, 21 y 22) habrá que valorar la estanqueidad y la temperatura superficial máxima del equipo.

En el caso de equipos no eléctricos (equipos mecánicos), habrá que proceder a una adecuación por reconfiguración de los mismos.

Resumen Modos de protección de Equipos eléctricos aptos para zonas explosivas: 

• d = envolvente antideflagrante. El equipo eléctrico está encerrado en el interior de una envolvente capaz de resistir la explosión y de no transmitir la inflamación al ambiente circundante, ni por sus juntas de unión, ni por otras comunicaciones.
• e = seguridad aumentada. Se basa en asegurar la no formación de arcos, chispas o sobrecalentamientos en aparatos, tomando: un coeficiente de seguridad elevado, bornes especiales inaflojables, aislantes de alta calidad y con un IP54 mínimo.
• i = seguridad intrínseca. Un aparato o circuito es intrínsecamente seguro cuando no sea capaz de producir chispas o efectos térmicos suficientes para provocar la inflamación de una atmósfera de gas determinada. Está indicado para instrumentación, ya que consiste en diseñar circuitos en baja tensión y reducir la intensidad tomando, además, en consideración los posibles defectos que puedan producirse y los almacenamientos de energía en condensadores, cables e inductancias.
• p = sobrepresión interna. Las máquinas o materiales eléctricos están provistos de una envolvente o instalados en una sala en la que se impide la entrada de los gases o vapores inflamables, manteniendo en su interior aire o un gas no inflamable, a una presión superior a la atmosférica exterior.
• o = inmersión en aceite. Se realiza de manera que no puedan inflamarse los gases o vapores inflamables que se hallen por encima del nivel de aceite y en el exterior de la envolvente.
• q = aislante pulverulento. Las partes bajo tensión del material eléctrico están completamente sumergidas en una masa de aislante pulverulento.
• m = encapsulado. Los elementos a proteger están encerrados en una resina, de tal manera que una atmósfera explosiva no pueda ser inflamada ni por chispas, ni por contacto partes calientes internas al encapsulado.