Por Celeste Silva, Gerente de Marketing de Produto – Interfaces and Solution Center.

Assegurar que as pessoas tenham segurança, alcançar um processo de produção seguro e sem erros e ter um ambiente de trabalho limpo são objetivos importantes da tecnologia de processos e da engenharia de processos.

A maneira de alcançar esses objetivos é estar ciente de como as explosões ocorrem sempre que materiais combustíveis, oxigênio e fontes de ignição possam se unir e como evitá-los.

A proteção contra explosões não é apenas uma questão de sistemas da indústria química e petroquímica. Mesmo em áreas aparentemente inofensivas da indústria de alimentos, por exemplo, existe um potencial significativo para o perigo. A correlação entre proteção contra explosão e gases é frequentemente mencionada, mas atmosferas explosivas também podem resultar de poeira.

Combustão completa

A combustão completa é um processo rápido de oxidação. É referido como fogo destrutivo, onde com um suprimento suficiente de oxigênio, um material combustível é destruído em uma reação exotérmica. À medida que aumenta a velocidade com que o fogo se espalha, o processo é referido como deflagração, explosão e, em casos extremos, detonação, nesta ordem.

No caso de combustão completa, o dano causado aumenta significativamente com a velocidade de propagação.

Magnitude da velocidade de propagação:

• Deflagração cm/s
• Explosão m/s
• Detonação km/s

Explosão

Pode ocorrer uma explosão se houver uma combinação de um material combustível, oxigênio e uma fonte de ignição. Se um componente estiver faltando, nenhuma reação exotérmica ocorrerá.

Material combustível

Um material combustível que está presente como gás, vapor ou poeira é chamado de material explosivo. Os vapores e poeiras são explosivos se a sua gota ou tamanho de partícula for menor do que 1 mm. As poeiras com tamanhos de partículas maiores geralmente não são inflamáveis. Os vapores, aerossóis e poeiras que ocorrem na prática têm um tamanho de partícula entre 0,001 mm e 0,1 mm.

Oxigênio (comburente)

Se um material explosivo for combinado com oxigênio, é criada uma atmosfera explosiva. As áreas potencialmente explosivas são atribuídas a zona padrão que são distinguidas de acordo com dois tipos:

• Áreas com perigo de explosão de gás.
• Áreas com perigo de explosão de poeira.

Limites explosivos superiores e inferiores

No caso dos gases, a proporção de concentrações determina se uma explosão é possível. A mistura só pode ser acesa se a concentração do material no ar estiver entre o limite inferior de explosão (LEL) e o limite superior de explosão (UEL).

Alguns materiais não resistentes quimicamente (por exemplo, acetileno, óxido de etileno) também podem sofrer reações exotérmicas sem oxigênio através da auto-composição. O limite superior de explosão (UEL) muda para 100 por cento em volume. A gama explosiva de um material se expande à medida que aumenta a pressão e a temperatura.

Especificações semelhantes às definidas para gases também podem ser feita para poeiras, mesmo que os limites explosivos não tenham o mesmo significado aqui. Nuvens de poeira são geralmente heterogêneas e a concentração dentro da mesma nuvem flutua muito.

Este mercado é norteado por diversas normas que se diferem conforme o local.  Temos normalização e regulamentação para a Europa e USA, que são muito rigorosas.  Qualquer aplicação de produto nestes ambientes devem atender a essas normas e regulamentos.

Diretivas ATEX na Europa

A directiva ATEX regula a harmonização das disposições legais nos Estados membros da comunidade europeia para dispositivos e sistemas de proteção em termos de garantir o uso correto em áreas potencialmente explosivas.

O termo ATEX é derivado das palavras francesas “ATmosphère EXplosible”. Para abordar a questão da proteção contra explosões. A União Europeia introduziu a Directiva ATEX 2014/34 / UE para os fabricantes e a Directiva 1999/92 / CE para os operadores.  Essas diretrizes então tiveram que ser traduzidas para a legislação nacional dos diferentes Estados membros.

Na América do Norte

Na América do Norte, a base para a proteção contra explosões é o Código Elétrico Nacional (NEC) nos EUA e o Código Elétrico Canadense (CEC) no Canadá. Os extratos da NEC e da CEC listados dizem respeito à proteção contra explosões.  Definir a Localização de sistemas perigosos (HazLoc), e utilizar as regras fundamentais, determinam o norte para proteção contra explosão.

As seguintes instituições desempenharam um papel importante no desenvolvimento do sistema HazLoc:

• Underwriters Laboratories Inc. (UL)
• CSA International (CSA)
• Factory Mutual Research (FM)
• Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE)
• A Sociedade de Instrumentação, Sistemas e Automação (ISA)
• Administração de Segurança e Saúde contra Minas (MSHA)
• National Electrical Manufacturers Association (NEMA)
• National Fire Protection Association (NFPA)
• Guarda Costeira dos Estados Unidos (USCG)

Garantir a conformidade com os padrões ao desenvolver dispositivos permite que fabricantes e posteriormente operadores atuem com um certo grau de confiança. Diferentes padrões podem ser chamados, dependendo da área de aplicação em questão. A directiva ATEX, por exemplo, especifica o cumprimento dos requisitos básicos de segurança e saúde.

Se o fabricante optar por usar seu próprio conceito, deve ser fornecida uma prova abrangente de conformidade. Um certificado de conformidade da IECEx só pode ser obtido se as normas IEC correspondentes tiverem sido cumpridas.

No Brasil, esse assunto vem evoluindo e em 2008 tivemos a publicação da Norma ABNT NBR IEC 60079-19 – Reparo, Revisão e Recuperação de Equipamentos, que estabelece requisitos técnicos para realização de serviços de reparo em equipamentos elétricos que operam em atmosferas explosivas.

A Phoenix Contact dispõe de produtos para aplicação em ambientes classificados como área explosiva, que devido a toda certificação, permite garantir sua qualidade baseada nas normas internacionais existentes que foi aplicado para seus desenvolvimentos.