apresentaÇÃo -classificação de Áreas e proteção contra explosões - pdf
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Classificao de reas e Proteo contra
Exploses
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Paciente Explode ao ser Operado na Dinamarca
Copenhague (O Globo, 01.08.78) O Intestino de um paciente explodiu numa sala de cirurgia do Hospital de Velle, na Dinamarca, quando o mdico que operava empregou um bisturi eltrico denunciaram os cirurgies Niels Jentoet Osnen e Vagn Berg, no ltimo nmero da revista Boletim Mdico, colocada ontem venda. A operao transcorria normalmente at o momento em que os cirurgies tentaram usar o bisturi eltrico, cuja fasca em contato com os gases armazenados no intestino o fez explodir imediatamente.Depois de uma srie de operaes secundrias, o paciente morreu...
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Classificao de reas e Proteo contra Exploses
Antonio Jos S. de Souza
Licenciatura em Eletricidade Uneb
Eletrotcnico
Tecnlogo em Segurana do Trabalho Unijorge
Diretor Tcnico ABRACOPEL
Professor SENAI
Professor IFBA
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O Problema
Acidentes ocorridos em vrias partes do mundo tiveram como origem um equipamento eltrico indevidamente especificado para trabalhar numa rea cuja presena de substncias inflamveis no ambiente, criava condies especiais para sua ocorrncia
BOSSERT (2001)
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Classificao de reas e Proteo contra Exploses
Competncias:
Aplicar normas para classificao de reas
Instalar instrumentos em reas classificadas
Realizar manuteno em instrumentos eletrnicos em reas
classificadas
Objetivo Geral:
Propiciar as bases tecnolgicas necessrias para o
desempenho de atividades de instalao, inspeo e
manuteno de instrumentos eletrnicos em reas
classificadas
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Contedo Formativo:
Classificao de rea;
Definies: atmosfera explosiva exploso.
Classificao segundo as normas europeias e normas americanas;
Temperatura de ignio espontnea
Mtodos de proteo:
Prova de exploso (Ex d), pressurizado (Ex p), encapsulado (Ex m), imerso
em leo (Ex o), enchimento de areia (Ex q), segurana intrnseca (Ex i),
segurana aumentada (Ex e), no acendvel (Ex n), proteo especial (Ex s).
Combinao das protees.
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Aplicao dos mtodos de proteo;
Segurana intrnseca ;
Origem energia de ignio, princpios bsicos, energia eltrica;
Limitadores de energia ;
Certificao;
Processo de certificao certificado de conformidade;
Marcao ;
Certificao da segurana intrnseca ;
Cablagem de equipamento SI ;
Requisito de construo requisitos de instalao montagem de painis;
Aplicaes tpicas barreiras zener isoladores galvnicos.
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Aulas:
Dias : 14, 16, 21, 23, 24, 28
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Fundamentos Legais
A Constituio Federal, em seu Captulo II (Dos Direitos Sociais), artigo 6 e artigo 7, incisos XXII, XXIII, XXVIII e XXXIII, dispe, especificamente, sobre segurana e sade dos trabalhadores.
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Consolidao das Leis do Trabalho CLT Dedica o seu Captulo V Segurana e Medicina do Trabalho, de acordo com a redao dada pela Lei 6.514, de 22 de dezembro de 1977.
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Constituio federal Captulo II Dos Direitos Sociais Art. 7 So direitos dos trabalhadores urbanos e rurais, alm de outros que visem melhoria de sua condio social: XXII reduo dos riscos inerentes ao trabalho, por meio de normas de sade, higiene e segurana; XXIII adicional de remunerao para as atividades penosas, insalubres ou perigosas, na forma da lei;
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CLT - Consolidao das Leis de Trabalho Art. 179 - O MTbE dispor sobre as condies de segurana e as medidas especiais a serem observadas relativamente a instalaes eltricas em qualquer das fases de produo, transmisso, distribuio ou consumo de energia. Art. 180 - Somente profissional qualificado poder instalar, operar, inspecionar ou reparar instalaes eltricas. Art. 181 - Os que trabalharem em servios de eletricidade ou instalaes eltricas devem estar familiarizados com os mtodos de socorro a acidentados por choque eltrico.
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O artigo 132 do Cdigo Penal estabelece como crime a exposio da vida e da sade humanas
risco.
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Algumas questes iniciais
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Regulamento Tcnico: Documento aprovado por rgos governamentais em que se estabelecem as caractersticas de um produto ou dos processos e mtodos de produo com eles relacionados, com incluso das disposies administrativas aplicveis e cuja observncia obrigatria. Tambm pode incluir prescries em matria de terminologia, smbolos, embalagem, marcao ou etiquetagem aplicveis a um produto, processo ou mtodo de produo, ou tratar exclusivamente delas.
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Norma Tcnica: Documento aprovado por uma instituio reconhecida, que prev, para um uso comum e repetitivo, regras, diretrizes ou caractersticas para os produtos ou processos e mtodos de produo conexos, e cuja observncia no obrigatria. Tambm pode incluir prescries em matria de terminologia, smbolos, embalagem, marcao ou etiquetagem aplicveis a um produto, processo ou mtodo de produo, ou tratar exclusivamente delas.
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Tanto normas quanto regulamentos tcnicos referem-se s caractersticas dos produtos, tais como: tamanho, forma, funo, desempenho, etiquetagem e embalagem, ou seja, a grande diferena entre eles reside na obrigatoriedade de sua aplicao.
As implicaes no Comrcio Internacional so diversas. Se um produto no cumpre as especificaes da regulamentao tcnica pertinente, sua venda no ser permitida, no entanto, o no cumprimento de uma norma apesar de no inviabilizar a venda, poder diminuir sua participao no mercado.
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Normas Tcnicas
A NR-10 d fora de lei s Normas Tcnicas: 10.1.2 Esta NR se aplica s fases de gerao, transmisso, distribuio e consumo, incluindo as etapas de projeto, construo, montagem, operao, manuteno das instalaes eltricas e quaisquer trabalhos realizados nas suas proximidades, observando-se as normas tcnicas oficiais estabelecidas pelos rgos competentes e, na ausncia ou omisso destas, as normas internacionais
cabveis.
Curiosidades: Em 26 de junho de 1862, Dom Pedro II promulgava a Lei Imperial n 1157 e com ela oficializava, em todo o territrio nacional, o sistema mtrico decimal francs. Em 1961 foi criado o Instituto Nacional de Pesos e Medidas (INPM), os atuais IPEM, e instituiu o Sistema Internacional de Unidades (S.I.) em todo o territrio nacional. Em 1973, nascia o Instituto Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial, o Inmetro
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Regulamento x Norma Tcnica
O que fazer
(Requisitos essenciais)
O como fazer
NBR 14039 NBR 5410
NR-10 Governo
Sociedade
Regulamento
Norma
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Cdigo de Defesa do Consumidor (Lei 8.078/90)
Tambm d fora de lei aplicao das Normas Tcnicas:
Art. 39 ... VIII - vedado ao fornecedor de produtos ou servios, colocar, no
mercado de consumo, qualquer produto ou servio em desacordo com as normas expedidas pelos rgos oficiais competentes ou, se normas especficas no existirem, pela Associao Brasileira de Normas Tcnicas ou outra entidade credenciada pelo Conselho Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial
- CONMETRO.
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Conceitos rea Classificada:
O que uma rea classificada?
um local ou ambiente sujeito probabilidade da formao (ou existncia) de uma
atmosfera explosiva pela presena normal ou eventual de
- gases/vapores inflamveis
- poeiras/fibras combustveis.
Qual o risco que as reas classificadas oferecem?
Provocam exploses ao entrar em contato com fontes de ignio que podem ser de
origem eltrica, eletrnico, mecnico, eletrosttico, etc. deixando com isso
destruio, mortos e feridos...
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Os equipamentos eltricos por sua prpria natureza, podem se constituir em fontes de ignio quando operando em uma atmosfera potencialmente explosiva. Essa fonte de ignio pode ser ocasionada pelo centelhamento normal devido abertura e fechamento de seus contatos, ou ainda por apresentarem temperatura elevada, esta podendo ser intencional (para atender a uma funo prpria do equipamento) ou provocada por correntes de defeito.
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Foi necessrio, ento o desenvolvimento de tcnicas de proteo de modo que a fabricao dos aparelhos eltricos, sua montagem e manuteno fossem feitos segundo critrios bem definidos (normas tcnicas) que garantissem um nvel de segurana aceitvel para as instalaes.
Alm disso, foram tambm estabelecidas regras que permitem ao usurio elaborar um desenho, chamado de Classificao de reas, que representa uma avaliao do grau de risco de presena de mistura inflamvel da sua unidade industrial.
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Fatores que influem para a Classificao de rea
1- Tipo de substncia inflamvel que pode estar
presente no local;
2- Com que probabilidade essa substncia pode
estar presente no meio externo;
3- Em que extenso essa probabilidade esperada,
ou seja, quais os limites da rea com risco de
presena de mistura explosiva.
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O tringulo do fogo
Combustvel + Comburente + Fonte de ignio Reao em cadeia
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O equipamento eltrico responde diretamente pela
segurana!
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Quanto ao local da instalao, necessrio efetuar-se uma anlise de diversos fatores que possibilitaro a avaliao do GRAU DE RISCO desse local e da delimitao das reas sujeitas a esse risco.
1-tipo de substncia inflamvel (gs, vapor, poeira, fibra);
2-caractersticas dessas substncias, tais como: ponto de fulgor, ponto de ignio, limites de inflamabilidade, ndice de explosividade (no caso de poeiras), energia mnima de ignio etc.;
3-condies ambientais (ventilao, altitude, temperatura ambiente, presena ou no de agentes corrosivos na atmosfera, etc.);
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4-tipo e caracterstica dos equipamentos de processo onde essas substncias se encontram presentes (bombas, compressores, tanques, vasos etc.), bem como condies operacionais desses.
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O que significa avaliar o GRAU DE RISCO?
1-identificar o tipo de substncia inflamvel que pode estar presente;
2-identificar as fontes de risco, isto , as partes dos equipamentos de processo onde exista a probabilidade de liberao de material inflamvel para o meio externo. Essas partes so: flanges, vlvulas, selos de bombas e de compressores, acessrios de tubulao etc.;
3-delimitar o volume de influncia que essas fontes de risco apresentam para o local. Esse volume, comumente chamado de rea, na verdade indica um espao tridimensional, dentro do qual existe a possibilidade de se encontrar uma mistura explosiva.
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Probabilidades Bsicas das substncias inflamveis:
-Vaporizao
-Conveco, difuso e densidade relativa;
-Estado normal de agregao;
Ponto de fulgor (flash Point) e ponto de Combusto;
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Coeficiente de evaporao de uma substncia uma caracterstica que pode ser utilizada como fator de segurana.
Coeficiente de evaporao indica o tempo necessrio que um lquido leva para evaporar completamente sem deixar resduo, expresso em relao ao tempo de evaporao do ter.
Conveco, Difuso e Densidade relativa Quando os lquidos esto situados em ambiente
aberto para a atmosfera eles evaporam completamente numa taxa que ser rpida ou lenta em funo da capacidade do vapor e do movimento do ar;
Difuso a propriedade que possuem os gases e vapores de se misturar devido ao movimento intrnseco de suas molculas e a conveco.
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Estado Normal de Agregao : sabe-se que um gs pode ser transformado em lquido pela aplicao de um acrscimo de presso e um decrscimo de temperatura. O estado de agregao em que o material se encontra varia com sua presso e sua temperatura.
Ponto de Fulgor (flash point) e Ponto de Combusto o fato de haver uma mistura de vapor e ar acima da superfcie do lquido por si s no significa que esta mistura seja inflamvel. Quando a evaporao devida difuso e a conveco fraca, o enriquecimento do ar com vapor acima da superfcie do lquido pode ser to desprezvel que no resulte numa mistura inflamvel.
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Ponto de Fulgor:
Menor temperatura na qual um lquido libera vapor em quantidade suficiente para formar uma mistura inflamvel.
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O QUE UMA ATMOSFERA EXPLOSIVA?
uma mistura de substncias inflamveis na forma de
gases, vapores, poeiras ou fibras com ar (ou Oxignio) e
quando sob condies atmosfricas, na presena de
uma fonte de ignio, a combusto se propaga
provocando a exploso.
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LIE Limite Inferior de Explosividade
Concentrao mnima de gs misturado com o oxignio para que tenha potencial de explodir.
LSE Limite Superior de Explosividade
Maior concentrao de gs misturado com o oxignio para que tenha potencial de explodir
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LIE vs LSE
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Ponto de fulgor Menor temperatura na qual um lquido libera vapor em quantidade suficiente para formar uma mistura inflamvel.
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Lquido combustvel
Lquido que possua ponto de fulgor igual ou maior que 37,8C (100F) Lquido Classe II qualquer lquido que possua ponto de
fulgor igual ou superior a 37,8C (100F) e abaixo de 60 C (140F);
Lquido Classe IIA qualquer lquido que possua ponto de
fulgor igual ou superior a 60C (140F) e abaixo de 93 C (200F);
Lquido Classe IIIB qualquer lquido que possua ponto de
fulgor igual ou acima de 93C (200F);
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Lquido inflamvel
Lquido que possua ponto de fulgor inferior a 37,8C (100F) Lquido Classe I qualquer lquido tenha ponto de fulgor
inferior a 37,8C (100F) e presso que no exceda a 2068,6 mmHg (40 psia);
Lquido Classe IA lquidos que tenham ponto de fulgor abaixo
de 22,8C (73F) e ponto de ebulio inferior 37,8C (100F)
Lquido Classe IB lquidos que tenham ponto de fulgor abaixo
de 22,8C (73F) e ponto de ebulio igual ou superior 37,8C (100F);
Lquido Classe IC lquidos que tenham ponto de fulgor igual
ou superior a 22,8C (73F) porem inferior a 37,8C (100F);
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Nota 1- Os lquidos com ponto de fulgor superior a 22,8C (73F) acondicionados em tambores ou outros recipientes portteis, fechados, que no ultrapassem a capacidade individual de 250l, no so considerados para efeitos dessa classificao.
Nota 2- A volatibilidade dos lquidos aumenta com a temperatura. Quando aquecidos acima do seu ponto de fulgor, os lquidos das Classes II e III, estaro sujeitos ao mesmo comportamento que os lquidos das Classes I e II respectivamente. O mesmo raciocnio vale para os lquidos que possuam ponto de fulgor acima de 93C (200F), desde que sejam aquecidos acima do seu ponto de fulgor quando sero considerados como lquidos Classe III.
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Alterao do Ponto de Fulgor
O ponto de fulgor de substncias inflamveis pode ser alterado pela adio de outros materiais. Se a adio feita com lquidos no inflamveis, geralmente h uma elevao do ponto de fulgor, Particularmente com materiais inflamveis solveis em gua possvel aumentar o ponto de fulgor pela adio de gua. Uma elevao de at 5 K acima da temperatura ambiente um processo usualmente aceito como suficiente para evitar o aparecimento de uma atmosfera inflamvel. O ponto de fulgor decrescido quando o lquido inflamvel existe em forma de gotculas ou na forma pulverizada.
Antonio Jos 05/2013 45
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Antonio Jos 05/2013 46
Temperatura de auto-ignio Temperatura especfica de cada substncia inflamvel, suficiente para causar ignio espontnea com o ar, quando em contato com superfcies quentes.
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Atmosferas Explosivas vs reas Classificadas
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Fim
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Classificao da rea
Ao se instalar instrumentos em uma planta de processo qumico ou em um local onde possam estar presentes produtos inflamveis, as medidas de proteo tomadas e o nvel de proteo que elas conferem, dependero do risco potencial envolvido.
O estudo de classificao de rea tem por finalidade mapear e determinar as extenses e abrangncias das reas que podem conter misturas explosivas e, consequentemente, permitir a posterior especificao de equipamentos adequados para cada tipo de rea classificada.
Antonio Jos 05/2013 49
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Classificao da rea Observe que todas as reas de uma instalao ou local industrial so consideradas igualmente perigosas.
Por exemplo, uma mina de carvo subterrnea considerada sempre uma rea de risco mximo, pois algum gs metano sempre pode estar presente. Por outro lado, uma fbrica em que o metano mantido ocasionalmente no local dentro de tanques de armazenamento, seria considerada potencialmente perigosa apenas nas proximidades dos tanques ou na tubulao de conexo. Nesse caso, necessrio tomar precaues somente nas reas em que um vazamento de gs poderia realmente ocorrer.
Antonio Jos 05/2013 50
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CLASSIFICAO DE REAS
Classe de temperatura
Quanto maior a classe de temperatura, menor a temperatura mxima de superfcie para ignio e maior o risco (mais crtico).
Antonio Jos 05/2013 51
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Classe de Temperatura
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NBR IEC N EC
Classe de temperatura Temperatura mxima de superfcie (oC) Classe de temperatura Temperatura mxima de superfcie (oC)
T1 450 T1 450
T2
300
T2 300
T2A 280
T2B 260
T2C 230
T2D 215
T3
200 T3 200
T3A 180
T3B 165
T3C 160
T4
135 T4 135
T4A 120
T5 100 T5 100
T6 85 T6 85
Classe de Temperatura
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Antonio Jos 05/2013 53
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Frentista causa incndio com o celular.wmv
Filme sobre deficincia de oxignio.wmv
Antonio Jos 05/2013 54
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As Normas Brasileiras
A associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) nesta rea possui um grande nmero de normas
aplicveis a instalaes eltricas em atmosferas
explosivas, tanto referentes aos diversos tipos de
proteo, como a requisitos construtivos gerais e aos
procedimentos e requisitos de instalao.
As Normas Brasileiras so baseadas na normalizao internacional, tendo como base as normas da
International Electrotechnical Commission (IEC).
Antonio Jos 05/2013 55
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Zonas A exploso tem potencial para:
Sempre acontecer?
ZONA 0
Presena de atmosfera explosiva maior que 1000 hora/ano.
Acontecer eventualmente, em condies normais?
ZONA 1
Ocorrncia de atmosfera explosiva menor que 1000horas/ ano e maior que 10 horas ano
Acontecer eventualmente, em condies anormais?
ZONA 2
Presena de atmosfera explosiva menor que 10 horas/ano
Antonio Jos 05/2013 56
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O grupo estabelecido em funo dos produtos explosivos presentes no processo como Grupo I e Grupo II.
Grupo I - instalaes subterrneas, como nas minas de carvo onde se encontra basicamente a presena de gs metano.
Grupo II instalaes de superfcie, sendo sub-dividido em Grupos IIA, IIB, IIC de acordo com o gs representado no local da instalao.
Grupo IIA - propano
Grupo IIB eteno
Grupo IIC hidrognio
No caso de um produto cuja energia de ignio esteja entre a dopropano e a do eteno, a rea ser classificada como grupo IIB
Antonio Jos 05/2013 57
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Cdigo Norte Americano NEC.
O artigo 500 do cdigo norte-americano NEC (National Eletric Code) era utilizado como referncia para os
estudos de classificao de reas, quando ainda no
existia a normalizao brasileira ou internacional.
Ainda hoje nos defrontamos com a terminologia que era empregada neste cdigo, seja em projetos antigos ou
em documentao de projetos e de equipamentos
importados dos EUA.
Antonio Jos 05/2013 58
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O NEC classifica as reas em Divises, Grupos e Classes.
A diviso indica a probabilidade de risco, podendo ser 1 ou 2.
Diviso 1: corresponde s Zonas 0 e 1
Diviso 2: corresponde Zona 2
O grupo estabelecido em funo dos produtos explosivos no processo.
Grupo A acetileno
Grupo B hidrognio
Grupo C- eteno
Grupo D- propano
Grupo E- ps metlicos
Grupo F- p de carvo
Grupo G- ps de farinceos inflamveis.
Antonio Jos 05/2013 59
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A Classe indica a natureza do material.
Classe I: gases e vapores inflamveis
Classe II: ps
Classe III: fibras
Antonio Jos 05/2013 60
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Tabela comparativa entre o cdigo NEC e as Normas ABNT Tabela Comparativa entre Zonas (ABNT/IEC) e Divises (NEC)
Ocorrncia de Mistura explosiva
contnua
Ocorrncia de mistura explosiva
em operao normal
Ocorrncia de mistura explosiva
sob condio anormal
ABNT/IEC NEC
Zona 0
Diviso 1
Zona 1
Diviso 1
Zona 2
Diviso 2
Antonio Jos 05/2013 61
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Substncias Explosivas e seus Respectivos Grupos
Grupo de
acetileno
Grupo de
hidrognio
Grupo de
eteno
Grupo do
propano
ABNT/IEC
NEC
Grupo IIC
Grupo A
Grupo IIC
Grupo B
Grupo IIB
Grupo C
Grupo IIA
Grupo D
Antonio Jos 05/2013 62
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Nota:
Esta antiga forma de classificao de reas, baseada em divises, foi utilizada at 1995, quando o cdigo
NEC passou a sofrer modificaes, sendo revisado de
forma a adotar a nomenclatura internacional, adotada
pela IEC.
A partir de 1996, o NEC tambm passou a sistematica de designao das reas classificadas em Zonas,
mantendo ainda a nomenclatura de Divises.
Antonio Jos 05/2013 63
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Tabela comparativa entre o cdigo NEC e as Normas ABNT Tabela Comparativa entre Zonas (ABNT/IEC) e Divises (NEC)
Ocorrncia de Mistura explosiva
contnua
Ocorrncia de mistura explosiva
em operao normal
Ocorrncia de mistura explosiva
sob condio anormal
ABNT/IEC NEC
Zona 0
Diviso 1
Zona 1
Diviso 1
Zona 2
Diviso 2
Antonio Jos 05/2013 64
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As Normas brasileiras, seguindo a Normalizao Internacional, classificam as reas de risco como Zona
Para trazer algum controle normativo para o setor, portanto, algumas reas (ou zonas) foram classificadas de acordo com a probabilidade de perigo que foi observada.
As trs zonas so classificadas como: ZONA 0
Na qual uma mistura de ar/gs explosiva est presente permanente- mente ou por perodos prolongados
ZONA 1 Na qual uma mistura de ar/gs explosiva apresenta probabilidade de ocorrer na operao normal da instalao
ZONA 2 Na qual uma mistura de ar/gs explosiva no apresenta probabilidade de ocorrer em operao normal.
Nos Estados Unidos, a classificao usada com mais frequncia (NEC 500) inclui apenas duas classes, conhecidas como divises.
A Diviso 1 equivalente s zonas 0 e 1 da Europa, enquanto A Diviso 2 o equivalente aproximado da zona 2.
Antonio Jos 05/2013 65
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Evitar o perigo muito melhor do que proteger-se dele
Proteo Primria Contra exploso
O principio primrio para se evitar que uma exploso acontea evitando a formao de atmosfera explosiva.
Pode-se tambm tentar evitar que ocorra uma ignio, tomando-se certas precaues. De qualquer modo, um princpio universalmente aceito o que diz:
Evitar o perigo muito melhor do que proteger-se dele
Antonio Jos 05/2013 66
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67 Antonio Jos 05/2013
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Medidas Primrias:
O no uso de lquidos inflamveis;
Aumentando o ponto de fulgor;
(Trabalho com lquidos inflamveis cujo ponto de fulgor se situa suficientemente acima das temperaturas ambientes e de
trabalho);
Limites de concentrao;
(A formao de uma atmosfera inflamvel no interior de um equipamento pode ser evitada ou minimizada pela limitao
da quantidade de substncia inflamvel em sua concentrao)
Inertizao;
(Uso de substncia inertes em p ou nitrognio,hidrocarbonetos)
Antonio Jos 05/2013 68
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Ventilao:
Ventilao Natural;
Ventilao Artificial;
Antonio Jos 05/2013 69
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rea classificada um espao tri-dimensional na qual uma atmosfera inflamvel pode ser esperada estar presente em certa frequncia que requeira precaues para o controle das fontes potenciais de ignio incluindo equipamentos eltricos fixos.
IP parte 15 (2002)
Antonio Jos 05/2013 70
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Antonio Jos 05/2013 71
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Antonio Jos 05/2013 72
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Critrios para a Classificao de reas Classificar uma rea significa elaborar um mapa que
define, entre outras coisas, o volume de risco dentro do qual pode ocorrer uma mistura inflamvel.
Tradicionalmente o assunto Classificao de reas e Instalaes Eltricas em reas Classificadas foi sempre de competncia dos tcnicos em eletricidade, por se tratar de quem na verdade introduz a fonte de ignio nos locais sujeitos presena de mistura inflamvel.
Antonio Jos 05/2013 73
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Antonio Jos 05/2013 74
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Antonio Jos 05/2013 75
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Normas Tcnicas
NEC National Electrical Code e as publicaes do API American Petroleum Institute
ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas Implantada na dcada de 80 teve na comisso tcnica
chamada CTI a funo de elaborar as normas
brasileiras sobre equipamentos e instalaes eltricas em atmosferas explosivas com base em normas internacionais IEC International Electrotechinical Commission, que o orgo internacional de
normalizao para o setor eltrico.
Antonio Jos 05/2013 76
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Influencias das Normas Tcnicas
NORMAS
VANTAGEM AO SEGUI-LAS
Antonio Jos 05/2013 77
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OBJETIVOS DE UMA NORMALIZAO
Economia Proporcionar a reduo da crescente variedade de produtos e procedimentos
Comunicao Proporcionar meios mais eficientes na troca de informao entre o fabricante e o cliente, melhorando a confiabilidade das relaes comerciais e de servios
Segurana Proteger a vida humana e a sade
Proteo do Consumidor Prover a sociedade de meios eficazes para aferir a qualidade dos produtos (certificao de produtos)
Barreiras Tcnicas e Comerciais Evitar a existncia de regulamentos conflitantes sobre produtos e servios em diferentes pases, facilitando assim, o intercmbio comercial
Antonio Jos 05/2013 78
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TIPOS DE NORMAS
Regulamentadoras (Governo) 1978 36 normas
Concessionrias (gua, energia eltrica, telefonia etc.)
Tcnicas (ABNT)
Internacionais ou estrangeiras ( ISO, IEC etc.)
Antonio Jos 05/2013 79
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NORMAS DE CONCESSIONRIAS
Concessionrias de servio pblico
Eletricidade, gua, esgoto etc.
Embasa, Coelba, Oi, Embratel etc. Anatel, Aneel
Servem aos seus propsitos de regulao dos servios
Antonio Jos 05/2013 80
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HISTRIA DA NORMA TCNICA NO BRASIL
Lei n 5.966, de 11 de Dezembro de 1973
Art. 1 - Institudo o Sistema Nacional de Metrologia, Normalizao e
Qualidade Industrial, com a finalidade de formular e executar a poltica nacional de metrologia, normalizao
industrial e certificao de qualidade de produtos
industriais.
Pargrafo nico: Integraro o Sistema entidades pblicas ou privadas que exeram atividades relacionadas com
metrologia, normalizao industrial e certificao da
qualidade de produtos industriais.
Antonio Jos 05/2013 81
-
Art. 2 - criado, no Ministrio da Indstria e do Comrcio, o Conselho
Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial - CONMETRO, rgo
normativo do Sistema Nacional de Metrologia,
Normalizao e Qualidade Industrial.
Pargrafo nico: A composio e o funcionamento do CONMETRO sero definidos
no Regulamento desta Lei.
Antonio Jos 05/2013 82
-
Lei n 5.966, de 11 de Dezembro de 1973
A Lei 5.966, de 11 de dezembro de 1973 criou o Sinmetro, o Conmetro e o Inmetro.
O Sistema proposto visa harmonizar os interesses do consumidor individual, do consumidor institucional, do
produtor e do Pas. Sua implantao imperiosa no presente
estgio industrial do Pas, pois ser cada vez mais difcil e
onerosa se protelada, como bem o demonstra a experincia
de outros pases. No estabelecimento e operao do Sistema,
o Conmetro e o Inmetro se apoiaro, sempre que possvel,
nos institutos de tecnologia, nas associaes interessadas e
nas prprias empresas industriais e comerciais, visando a
descentralizao na execuo das atividades inerentes ao
Sistema.
Ultimo pargrafo da exposio de motivos que encaminhou o projeto de Lei
Antonio Jos 05/2013 83
-
Sinmetro
Dentre as organizaes que compem o Sinmetro, as seguintes podem ser relacionadas como
principais:
Conmetro e seus Comits Tcnicos
Inmetro Organismos de Certificao Acreditados, (Sistemas da Qualidade, Sistemas de Gesto
Ambiental, Produtos e Pessoal) OCC
Organismos de Inspeo Credenciados OIC
Organismos de Treinamento Credenciados OTC
Organismo Provedor de Ensaio de Proficincia Credenciado - OPP
Antonio Jos 05/2013 84
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Laboratrios Credenciados Calibraes e Ensaios RBC/RBLE
Associao Brasileira de Normas Tcnicas ABNT
Institutos Estaduais de Pesos e Medidas IPEM
Redes Metrolgicas Estaduais
Antonio Jos 05/2013 85
-
Conmetro
Conmetro - Conselho Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial
Conselho Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial um colegiado interministerial
que exerce a funo de rgo normativo do Sinmetro
e que tem o Inmetro como sua secretaria executiva
Antonio Jos 05/2013 86
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Integram o Conmetro: os ministros: do Desenvolvimento, Indstria e Comrcio Exterior; da Cincia e Tecnologia; da Sade; do Trabalho e Emprego; do Meio Ambiente; das Relaes Exteriores; da Justia; da Agricultura, Pecuria e do Abastecimento; da Defesa; o Presidente do Inmetro os Presidentes: da Associao Brasileira de Normas Tcnicas - ABNT, da Confederao Nacional da Indstria - CNI e do Instituto de Defesa do Consumidor - IDEC.
Antonio Jos 05/2013 87
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ABNT
Fundada em 1940
Privada, sem fins lucrativos e de utilidade pblica
Reconhecida pelo governo brasileiro como nico Frum Nacional de Normalizao
Membro fundador da ISO, COPANT e AMN e membro da IEC desde a criao da ABNT
Antonio Jos 05/2013 88
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Responsvel pela gesto do processo de
elaborao de normas brasileiras
Signatria do cdigo de boas prticas em normalizao da OMC
Certificadora de produtos e sistemas
Antonio Jos 05/2013 89
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Comits
CB-01 - Minerao e Metalurgia
CB-02 - Construo Civil
CB-03 - Eletricidade
CB-04 - Mquinas e Equipamentos Mecnicos
CB-05 - Automotivo
CB-06 - Metro-Ferrovirio
CB-07 - Navios, Embarcaes e Tecnologia Martima
CB-08 - Aeronutica e Espao
Antonio Jos 05/2013 90
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CB-09 - Gs Combustvel
CB-10 - Qumica
CB-11 - Couro e Calados
CB-12 - Agricultura e Pecuria
CB-13 - Bebidas
CB-14 - Documentao
CB-15 - Mobilirio
CB-16 - Transportes e Trfego
Antonio Jos 05/2013 91
-
CB-17 - Txteis e Vesturio
CB-18 - Cimento, Concreto e Agregados
CB-19 - Refratrios
CB-20 - Energia Nuclear
CB-21 - Computadores e Processamento de Dados
CB-22 - Isolao Trmica e Impermeabilizao
CB-23 - Embalagem e Acondicionamento
CB-24 - Segurana contra Incndio
Antonio Jos 05/2013 92
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CB-25 Qualidade
CB-26 - Odonto-Mdico-Hospitalar
ONS-27 - Tecnologia Grfica
CB-28 - Siderurgia
CB-29 - Celulose e Papel
CB-30 - Tecnologia Alimentar
CB-31 - Madeiras
CB-32 - Equipamentos de Proteo individual
Antonio Jos 05/2013 93
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CB-33 - Joalheria, Gemas, Metais Preciosos
ONS-34 - Petrleo
CB-35 - Alumnio
CB-36 - Anlises Clnicas e Diagnstico in Vitro
CB-37 - Vidros Planos
CB-38 - Gesto Ambiental
CB-39 - Implementos Rodovirios
CB-40 - Acessibilidade
Antonio Jos 05/2013 94
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CB-41 - Minrios de Ferro
CB-42 - Soldagem
CB-43 - Corroso
CB-44 - Cobre
CB-45 - Pneus e Aros
CB-46 - reas Limpas e Controladas
CB-47 - Amianto Crisotila
CB-48 - Mquinas Rodovirias
CB-49 - ptica e Instrumentos pticos
Antonio Jos 05/2013 95
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CB-50 - Mat. Equip. e Estruturas Offshore
ONS-51- Embalagem e Acondicionamento Plsticos
CB-52 - Caf
CB-53 - Normalizao em Metrologia
CB-54 - Turismo
CB-55 - Refrigerao, Ar-condicionado, Ventilao e
Aquecimento
CB-56 Carne e Leite
CB-57 Higiene Pessoal, Perfumaria e Cosmticos
ONS-58 Ensaios No-Destrutivos
Antonio Jos 05/2013 96
-
Norma Documento, estabelecido por consenso e aprovado por
um organismo reconhecido, que fornece, para um uso
comum e repetitivo, regras, diretrizes ou caractersticas
para atividades ou seus resultados, visando obteno
de um grau timo de ordenao em um dado contexto
Nota:
Convm que as normas sejam baseadas em resultados consolidados da cincia, tecnologia e da experincia
acumulada, visando obteno de benefcios para a
comunidade.
(ABNT ISO/IEC Guia 2)
Antonio Jos 05/2013 97
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Normas
As normas podem ser:
Norma empresa
Norma internacional
Norma regional
Norma nacional
Norma estrangeira
Antonio Jos 05/2013 98
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Norma empresa
o menor nvel de abrangncia , tendo em vista que as normas tcnicas da empresa tem que cuidar especificamente da atividade da empresa
Antonio Jos 05/2013 99
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Norma internacional
So normas destinadas ao uso internacional, resultantes da ativa participao das naes com
interesses comuns.
ISO (International Organization for Standardization)
IEC (International Eletrotechnical Comission).
Antonio Jos 05/2013 100
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Norma Regional
So normas destinadas ao uso regional, elaboradas por um limitado grupo de pases de um mesmo
continente.
CEN (Comit Europeu de Normalizao - Europa),
COPANT (Comisso Pan-americana de Normas Tcnicas- Hemisfrio Americano),
AMN (Associao Mercosul de Normalizao - Mercado Comum do Cone Sul).
Antonio Jos 05/2013 101
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Norma nacional
So normas destinadas ao uso nacional, elaboradas por consenso entre os interessados em uma
organizao nacional reconhecida como autoridade
no respectivo pas.
ABNT(Brasil);
AFNOR (Frana);
DIN (Alemanha);
JISC (Japo)
BSI (Reino Unido).
Antonio Jos 05/2013 102
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Norma estrangeira
So normas destinadas ao uso nacional, nos seus pases de origem, no mbito da sociedade brasileira.
AFNOR (Frana);
DIN (Alemanha);
JISC (Japo)
BSI (Reino Unido).
Antonio Jos 05/2013 103
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As instalaes das indstrias do setor qumico e petroqumico apresentam reas onde produtos inflamveis so continuamente manipulados, processados ou armazenados. Como aos equipamentos eltricos podem produzir centelhas ou tm suas superfcies aquecidas, quando instalados nestas reas devem ser projetados segundo tcnicas especiais normalizadas.
Antonio Jos 05/2013 104
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CRITRIOS DE CLASSIFICAO DE REAS
VISO U.S.A.
Classe I- Gases e Vapores Inflamveis
Classe II- Poeiras
Classe III- Fibras
Antonio Jos 05/2013 105
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Classe I- Gases e Vapores Inflamveis
GRUPO A Acetileno GRUPO B gs inflamvel, vapores produzidos por lquidos
combustveis, misturados ao ar de tal modo que possam provocar incndio ou exploso, tendo MESG (maximum experimental safe gaps) interstcio mximo experimental seguro menor ou igual a 0,45 mm ou MIC razo de corrente mnima de ignio menor ou igual a 0,40 (exemplo tpico hidrognio).
GRUPO C gs inflamvel, vapores produzidos por lquidos combustveis, misturados ao ar de tal modo que possam provocar incndio ou exploso .
ciclopropano, ter etlico,eteno, sulfeto de hidrognio,etc. GRUPO D gs inflamvel, vapores produzidos por lquidos
inflamveis ou por lquidos combustveis, misturados ao ar de modo tal que possam provocar incndio ou exploso.
acetona, lcool, amnia, benzeno, benzol, butano, gasolina, Hexano, metano, nafta, gs natural, propano, vapores de vernizes, etc.
Antonio Jos 05/2013 106
-
Obs:
Os locais que contm amnia podem ser considerados como reas no
classificadas ou de menor risco, em funo
de ser a um produto altamente txico, que
exige medidas de proteo contra
vazamento, alm de ser mais leve que o ar
Antonio Jos 05/2013 107
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Classe II- Poeiras Combustveis
GRUPO E Poeiras metlicas combustveis, alumnio, magnsio e suas ligas comerciais ou outros ps
combustveis, cujo tamanho de suas partculas, abrasividade
e condutividade apresentam risco similar quanto ao uso de
equipamentos eltricos.
GRUPO F poeiras carbonceas combustveis, tendo mais do que 8% no total de materiais volteis ou tenham reagido
com outros materiais e apresentem risco de exploso. Ps de
carvo, de grafite, poeira de coque
GRUPO G Poeiras combustveis no enquadrados nos grupos E e F, incluindo poeiras de cereais, de gros, de
plsticos, de madeiras, de processos qumicos.
Exs.acar, ovo em p, farinha de trigo, goma arbica, celulose, vitamina B1, vitamina C, aspirina, algumas resinas
termoplsticas, etc. Antonio Jos 05/2013 108
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Classe III Fibras Combustveis
FIBRAS COMBUSTVEIS ou material flutuante de fcil ignio, mas que no so provveis de estar
no ar em suspenso em quantidades suficientes
para formar mistura inflamvel.
Exemplos: rayon, algodo, sisal, juta, fibras de madeira ou outras de risco similar.
Antonio Jos 05/2013 109
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Observao:
As Temperaturas marcadas nos equipamentos devero ser menores do que as temperaturas de
ignio dos ps encontrados no ambiente classificado.
No caso de ps orgnicos que podem se desidratar ou
carbonizar, a temperatura marcada no deve exceder
a mais baixa temperatura de ignio ou 165C, a que for menor.
Antonio Jos 05/2013 110
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Classe III Fibras Combustveis
FIBRAS COMBUSTVEIS ou material flutuante de fcil ignio, mas que no so provveis de estar no ar em
suspenso em quantidades suficientes para formar
mistura inflamvel.
Exemplos: rayon, algodo, sisal, juta, fibras de madeira ou outras de risco similar.
Antonio Jos 05/2013 111
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Conceito de Diviso para a Classe I
Quando se mencionam os termos: CLASSE e GRUPO, estamos referindo apenas ao tipo de substncia que pode estar presente naquela atmosfera.
Esta informao, embora necessria para um trabalho de classificao de reas, no suficiente. preciso complementar esses dados com mais duas informaes :
Grau de Risco (alto ou baixo) que esperado existir na respectiva rea e a outra :
Em que extenso esse grau ocorre ( qual o volume desse risco?).
Antonio Jos 05/2013 112
-
De acordo com a viso americana, o grau de risco esperado no local uma informao qualitativa, e
so definidos dois graus (alto ou baixo)
Antonio Jos 05/2013 113
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Se sobrevoarmos uma unidade industrial (de petrleo, qumica, petroqumica) de modo geral
podemos distinguir duas situaes distintas que so:
Os produtos inflamveis esto contidos em recipientes fechados, com liberao para o meio
externo somente de daria em casos de falha de
operao anormal, desses equipamentos de
processo (vasos, torres, trocadores de calor, bombas
compressores etc.) incluindo ai as tubulaes, com
suas vlvulas, flanges, acessrios de tubulaes etc.
Neste caso fcil entender que a probabilidade de
que exista produto inflamvel externamente a esses
equipamentos BAIXA .
Antonio Jos 05/2013 114
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O produto inflamvel est em contato direto com a atmosfera em condies normais de operao do
equipamentos de processo, como acontece, por
exemplo, com os separadores de gua e leo, ou
regies prximas a respiros de tanques de
armazenamento de lquidos inflamveis (teto fixo).
Neste caso, admite-se que a probabilidade de haver
mistura explosiva externamente ao equipamento
ALTA .
Observam-se duas situaes:
- BAIXA PROBABILIDADE;
- ALTA PROBABILIDADE .
Antonio Jos 05/2013 115
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Resumo:
reas de Classe I Diviso 1 aquelas em que gases ou vapores podem existir:
a. Continuamente, intermitente, ou periodicamente,
em condies normais de operao do
equipamento de processo;
b. Frequentemente, devido a vazamentos provocados
por reparos de manuteno frequentes;
c. Quando o defeito em um equipamento de processo
ou operao incorreta do mesmo provoca,
simultaneamente, o aparecimento de mistura
explosiva e uma fonte de ignio de origem
eltrica.
Antonio Jos 05/2013 116
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reas de Classe I Diviso 2 aquelas em que gases ou vapores podem existir:
a- Somente em caso de quebra acidental ou operao
anormal do equipamento de processo;
b- reas adjacentes s de Diviso;
c- Locais onde exista um sistema de ventilao
forada;
Antonio Jos 05/2013 117
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Conceito de Diviso para a Classe II
Diviso 1
Locais onde a poeira combustvel pode estar presente no ar sob condies normais de operao em quantidade suficiente para produzir uma mistura inflamvel e/ou explosiva; ou onde uma falha mecnica, operao anormal de mquinas ou equipamentos de processo podem causar o aparecimento dessa mistura bem como uma fonte de ignio atravs de falha simultnea do equipamento eltrico, dispositivo operacional de proteo ou de outras causas; ou ainda no caso em que a poeira combustvel seja de natureza eltrica condutiva e esteja presente em quantidade perigosa.
Antonio Jos 05/2013 118
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Diviso 2
So os locais onde a poeira combustvel no est normalmente no ar em quantidade suficiente para produzir mistura inflamvel e/ou explosiva e o acmulo de poeira normalmente insuficiente para interferir na operao normal do equipamento eltrico ou outros dispositivos, porm a poeira combustvel pode estar no ar como resultado do mau funcionamento de equipamento de processo ou manuseio (infrequente) e onde o acmulo sobre, dentro ou nas vizinhanas do equipamento eltrico possa ser bastante para a dissipao trmica segura do mesmo, ou possa ser inflamada por operao anormal ou falha de equipamento eltrico.
Antonio Jos 05/2013 119
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Conceito de diviso para Classe III
Diviso 1
Locais onde as fibras de fcil ignio ou materiais que as produzem (em suspenso no ar) so
manuseadas, fabricadas ou usadas.
Diviso 2
Locais onde as fibras de fcil ignio so armazenadas ou manuseadas. Com exceo, em
processos de manufatura.
Antonio Jos 05/2013 120
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Risco de exploso a partir de Poeiras Combustveis
Indstrias que processam, manuseiam e/ou armazenam produtos inflamveis na forma de poeira
tais como industrias qumico-farmacuticas,
industrias de alimentos e industrias que trabalham
com tecidos, madeira, metais, necessitam de
cuidados especiais, principalmente se esses
materiais, por fora do processo, assumem
dimenses muito pequenas.
Para que haja risco, basta que essas partculas sejam menores que 1mm.
Antonio Jos 05/2013 121
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Figuras de Classificao de reas
Para a correta especificao dos equipamentos eltricos e eletrnicos aplicados em determinada
indstria, imprescindvel consultar o plano de
classificao de reas da unidade. Somente desta
forma o projetista da instalao eltrica pode garantir
a segurana da instalao e dos usurios.
Diversas normas podem servir como orientao ao
profissional habilitado, responsvel pelo estudo de
classificao de reas
Antonio Jos 05/2013 122
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Antonio Jos 05/2013 123
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Antonio Jos 05/2013 124
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Antonio Jos 05/2013 125
Exemplo de Classificao de rea
-
Antonio Jos 05/2013 126
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127 Antonio Jos 05/2013
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Medidas Primrias:
O no uso de lquidos inflamveis;
Aumentando o ponto de fulgor;
(Trabalho com lquidos inflamveis cujo ponto de fulgor se situa suficientemente acima das temperaturas ambientes e de
trabalho);
Limites de concentrao;
(A formao de uma atmosfera inflamvel no interior de um equipamento pode ser evitada ou minimizada pela limitao
da quantidade de substncia inflamvel em sua concentrao)
Inertizao;
(Uso de substncia inertes em p ou nitrognio,hidrocarbonetos)
Antonio Jos 05/2013 128
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Ventilao: Um dos fatores mais importantes a ser considerrado
a ventilao pois afetar inclusive no grau de risco
da rea (Zona ou Diviso)
Usa-se a ventilao como tcnica de proteo para garantir que concentrao do produto inflamvel
esteja sempre abaixo do limite inferior de
inflamabilidade.
Ventilao Natural;
Ventilao Artificial;
Antonio Jos 05/2013 129
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Mtodos de Proteo Diferentes tcnicas construtivas so aplicadas na
fabricao de instrumentos para instalao em reas
classificadas, distinguido-os dos instrumentos de uso industrial geral, os quais no so apropriados ou certificados para a aplicao em locais com riscos
contendo atmosferas explosivas.
Pode-se agrupar estas tcnicas em cinco categorias:
conteno
segregao
limitao de energia
segurana aumentada
especiais
Antonio Jos 05/2013 130
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Antonio Jos 05/2013 131
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Antonio Jos 05/2013 132
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PROVA DE EXPLOSO (Ex d)
O invlucro de proteo prova de exploso deve ser capaz de confinar no seu interior qualquer detonao
que ocorra, devido ao ingresso de substncia
explosiva, impedindo que a energia decorrente desta
exploso se propague para o ambiente externo.
O invlucro prova de exploso dimensionado mecnicamente, de forma a resistir grande presso
interna (presso de pico) que pode resultar desta
detonao interna.
Antonio Jos 05/2013 133
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Antonio Jos 05/2013 134
Caixa a Prova de Exploso tampa fundidas em liga de alumnio de alta resistncia
mecnica e a corroso. Tampa fixada por meio de parafusos ou dobradias,
permitindo entradas rosqueadas em qualquer posio. Facilita o manuseio e a
instalao. Superfcies externas e internas completamente lisas. Entradas
rosqueadas, normalmente fornecidas com rosca gs ou, a pedido, rosca NPT.
Orelhas de fixao reforadas
-
prova de exploso:
um sistema suficientemente resistente e vedado para no propagar uma exploso, e cuja temperatura superficial no
provoque a ignio de uma atmosfera explosiva.
Isto implica uma construo robusta, com tampas roscadas ou parafusadas. Esses invlucros so construdos de forma
a, ocorrendo a ignio de uma mistura dentro dele, resistir
mecanicamente presso, impedindo que a exploso se
propague para o meio externo.
Antonio Jos 05/2013 135
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A NBR 5363 especifica os interstcios mximos entre as peas dos invlucros blindados (entre a tampa e a caixa, ou entre o eixo e o furo da tampa do invlucro de um comutador, por exemplo).
Tais interstcios auxiliam no alvio da presso interna ao invlucro, quando de uma exploso no interior deste.
A largura e comprimento destes interstcios (limitados aos valores normalizados) devem ser suficientes para que o gs se resfrie antes de alcanar o ambiente externo.
Antonio Jos 05/2013 136
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REL FOTOELTRICO PROVA DE EXPLOSO (Ex d) - PARA INSTALAO EM PANEIS Rel Fotoeltrico, para instalao em paneis, em reas
classificadas - Zona 1 e 2 - Grupo IIA/IIB/IIC.
Potncia consumida em vazio < 1,0W, Tenso de
funcionamento de 105 a 305vca, Potncia mxima
1,0kW para lmpadas mistas e incandescente,
Capacidade de corrente 10A.
Entrada rosqueada de 1(NPT ou BSP) ou M32 x 1,5.
Antonio Jos 05/2013 137
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Materiais Prova de Exploso
Prensa cabos Prova de Exploso e Segurana Aumentada
Antonio Jos 05/2013 138
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Unidade Seladora Prova de Exploso
Antonio Jos 05/2013 139
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PRESSURIZADO (Ex p)
A tcnica de pressurizao baseada nos conceitos de segregao, onde o equipamento construdo de forma a no permitir que a atmosfera potencialmente explosiva penetre no equipamento que contm elementos faiscantes ou de superfcies quentes, que poderiam detonar a atmosfera.
A atmosfera explosiva impedida de penetrar no invlucro devido ao gs de proteo (ar ou gs inerte) que mantido com uma presso levemente maior que a da atmosfera externa.
A sobrepresso interna pode ser mantida com ou sem fluxo contnuo, e no requer nenhuma caracterstica adicional de resistncia do invlucro, mas recomenda-se a utilizao de dispositivos de alarme que detectam alguma anormalidade da presso interna do invlucro e desenergizam os equipamentos imediatamente aps detectada a falha.
Antonio Jos 05/2013 140
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Os painis pressurizados Ex-p so construdos baseados nos requisitos da norma NBR IEC 60079-2, a qual fornece
especificaes necessrias para projetar, construir, ensaiar
e marcar um equipamento eltrico pressurizado para uso
em atmosfera explosiva
Antonio Jos 05/2013 141
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Esquema de Equipamento Pressurizado- Ex p
Antonio Jos 05/2013 142
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ENCAPSULADO (Ex m)
Este tipo de proteo, tambm baseado no princpio da segregao, prevendo que os componentes eltricos
dos equipamentos sejam envolvidos por uma resina, de
tal forma que a atmosfera explosiva externa no seja
inflamada durante a operao.
Normalmente esse tipo de proteo complementar em outros mtodos, e visa evitar o curto circuito acidental.
Este mtodo pode ser aplicado a reed rel, botoeiras com cpula do contato encapsulado, sensores de
proximidade e obrigatoriamente nas barreiras zener.
Antonio Jos 05/2013 143
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Circuito Eletrnico Encapsulado - Ex m
Antonio Jos 05/2013 144
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IMERSO EM LEO (Ex o)
Tambm neste tipo de proteo, o princpio baseia-se na segregao, evitando que a atmosfera potencialmente explosiva atinja as partes do equipamento eltrico que possam provocar a detonao.
A segregao obtida emergindo as partes vivas (que podem provocar fascas ou as superfcies quentes) em um invlucro com leo. Normalmente utilizado em grandes transformadores, disjuntores e similares com peas mveis, aconselhado para equipamentos que no requerem manuteno frequente.
Antonio Jos 05/2013 145
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Transformador Imerso em leo Ex o
Antonio Jos 05/2013 146
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ENCHIMENTO DE AREIA (Ex q)
Similar ao anterior sendo que a segregao obtida com o preenchimento do invlucro com p,
normalmente o p do quartz ou areia, evitando desta
forma inflamar da chama, quer pela temperatura
excessiva das paredes do invlucro ou da superfcie.
Encontrado como forma de proteo para leito de
cabos no piso.
Antonio Jos 05/2013 147
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Leito de cabos imersos em areia Ex q
Antonio Jos 05/2013 148
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SEGURANA INTRNSECA (Ex i) A origem da segurana intrnseca data do incio do sculo na
Inglaterra, quando uma exploso em uma mina de carvo mineral provocou a perda de muitas vidas. Uma comisso foi formada para investigar as causas do acidente, comeou-se ento a analisar a possibilidade da ignio ter sido provocada por uma fasca eltrica, no circuito de baixa tenso que era utilizado na poca.
Os mineiros acionavam uma campainha avisando os trabalhadores da superfcie, que os vages estavam carregados com o minrio.
A campainha era acionada por uma ferramenta metlica, que fechava o circuito atravs de um par de fios distribudos pelas galerias. Como a fonte de energia era composta por uma bateria de seis clulas Leclanche, com baixa tenso e corrente, o circuito era considerado seguro.
Antonio Jos 05/2013 149
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Antonio Jos 05/2013 150
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Uma pesquisa posterior provou que o fator mais importante, afim de considerar um circuito seguro a energia que ele armazena.
No caso da mina a energia estava armazenada no indutor da campainha e nos longos fios de interligao. A circulao da corrente no ponto de chaveamento, se no for devidamente limitada, pode gerar nveis de energia capazes de provocar uma arco eltrico, com potncia suficiente para detonar uma mistura explosiva. O conceito de Segurana Intrnseca havia nascido.
Estava criado o primeiro rgo de teste e certificao de sistemas de sinalizao para minas. Os estudos subsequentes e a aplicao de componentes eletrnicos permitiu a utilizao dos conceitos para as indstrias e superfcies.
Antonio Jos 05/2013 151
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A Segurana Intrnseca o mtodo representativo do conceito de preveno da ignio, atravs da
limitao da energia eltrica.
O princpio de funcionamento baseia-se em manipular e estocar baixa energia eltrica, que deve ser incapaz
de provocar a detonao da atmosfera explosiva, quer
por efeito trmico ou por fascas eltricas.
Em geral pode ser aplicado a vrios equipamentos e sistemas de instrumentao, pois a energia eltrica s
pode ser controlada a baixos nveis em instrumentos,
tais como: transmissores eletrnicos de corrente,
conversores eletropneumticos, chaves-fim-de-curso,
sinaleiros luminosos, etc.
Antonio Jos 05/2013 152
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Princpio de funcionamento
O principio bsico da segurana intrnseca apia-se na manipulao e armazenagem de baixa energia, de forma
que o circuito instalado na rea classificada nunca possua
energia suficiente (manipulada, armazenada ou convertida
em calor) capaz de provocar a detonacao da atmosfera
potencialmente explosiva.
Em outros tipos de proteo, o principio baseia se em evitar que a atmosfera explosiva entre em contato com a
fonte de ignio dos equipamentos eltricos, o que se
diferencia da segurana intrnseca, onde os equipamentos
so projetados para serem instalados, operados e
consertados na presena da atmosfera explosiva.
Antonio Jos 05/2013 153
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SEGURANA AUMENTADA (Ex e)
Este mtodo de proteo nos conceitos de supresso da fonte de ignio, aplicvel que em condies normais de
operao, no produza arcos, fascas ou superfcies
quentes que podem causar a ignio da atmosfera
explosiva para a qual ele foi projetado. So tomadas
ainda medidas adicionais durante a construo, com
elevados fatores de segurana, visando a proteo sob
condies de sobrecargas previsveis.
Esta tcnica pode ser aplicada a motores de induo, luminrias, solenides, botes de comando, terminais e
blocos de conexo e principalmente em conjunto com
outros tipos de proteo.
Antonio Jos 05/2013 154
-
PAINEL DE INSTRUMENTAO PROVA DE EXP. E SEG. AUMENTADA (Ex d) EM ALUMNIO FUNDIDO - AISRR TVDE MEDIO
Instalao em reas onde haja risco de exploses, (plataformas, refinarias
de petrleo, industrias qumicas e petroqumicas, etc).
Atmosferas explosivas
Zona 1 e 2 - Grupos IIA/IIB/IIC
Grau de Proteo IP-66
NBR 5363, NBR 9883, NBR 6146, NBR IEC 60079-0, NBR IEC 60079-1,
NBR IEC 60079-7 e NBR IEC 60529
Antonio Jos 05/2013 155
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A normas tcnicas prevem grande flexibilidade para os
equipamentos de Segurana Aumentada, pois permitem
sua instalao em Zonas 1 e 2, onde todos os cabos
podem ser conectados aos equipamentos atravs de
pensa-cabos, no necessitando mais dos eletrodutos
metlicos e suas unidades seladoras.
Antonio Jos 05/2013 156
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NO ASCENDVEL (Ex n)
Tambm baseado nos conceitos de supresso da fonte de ignio, os equipamentos no ascendvel so similares aos de Segurana Aumentada.
Este mtodo os equipamentos no possui energia suficiente para provocar a detonao da atmosfera explosiva, como os de Segurana Intrnseca, mas no prevem nenhuma condio de falha ou defeito.
Sua utilizao ser restrita Zona 2, onde existe pouca probabilidade de formao da atmosfera potencialmente explosiva, o que pode parecer um fator limitante, mas se observar que a maior parte dos equipamentos eltricos esto localizados nesta zona, pode-se tornar muito interessante.
Antonio Jos 05/2013 157
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Um exemplo importantes dos equipamentos no ascendvel so os
multiplex, instalados na Zona 2, que manipulam sinais das Zonas 1
e os transmite para a sala de controle, com uma combinao
perfeita para a Segurana Intrnseca, tornando a soluo mais
simples e econmica.
Antonio Jos 05/2013 158
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PROTEO ESPECIAL (Ex s)
Este mtodo de proteo, de origem alem, no est coberto por nenhuma norma tcnica e foi
desenvolvido para permitir a certificao de
equipamentos que no sigam nenhum mtodo de
proteo, e possam ser considerados seguros para a
instalao em reas classificadas, por meios de
testes e anlises do projeto, visando no limitar a
inventividade humana.
Antonio Jos 05/2013 159
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Tcnica de Conteno:
Visa confinar a energia resultante de uma eventual exploso ocorrida no interior do invlucro, impedindo
que a mesma se propague e provoque a ignio da
atmosfera explosiva existente exteriormente. Neste
tipo de instrumento, o gs explosivo pode penetrar no
interior e entrar em contato com partes centelhantes
acima da temperatura de ignio do gs. Esta tcnica
resulta nos instrumentos com tipo de proteo a
prova de exploso.
Antonio Jos 05/2013 160
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Tcnica de Segregao:
Visa evitar o contato entre uma atmosfera explosiva e possiveis fontes de ignio. A segregao obtida pela
imerso em leo, areia ou p inerte, pelo
encapsulamento ou pela pressurizao do invlucro
com o ar ou com gs inerte.
A tcnica de pressurizao baseada nos conceitos de segregao, onde o equipamento construdo de
forma a no permitir que a atmosfera potencialmente
explosiva penetre no equipamento que contm
elementos faiscantes ou de superfcies quentes, que
poderiam detonar a atmosfera.
Antonio Jos 05/2013 161
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A tcnica de pressurizao baseada nos conceitos de segregao, onde o equipamento construdo de
forma a no permitir que a atmosfera potencialmente
explosiva penetre no equipamento que contm
elementos faiscantes ou de superfcies quentes, que
poderiam detonar a atmosfera.
A atmosfera explosiva impedida de penetrar no invlucro devido ao gs de proteo (ar ou gs inerte)
que mantido com uma presso levemente maior
que a da atmosfera externa.
Antonio Jos 05/2013 162
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Antonio Jos 05/2013 163
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Tcnica de Imerso:
Geralmente incompatvel com as necessidades construtivas requeridas pelos sistema de instrumentao de
campo, sendo utilizada na rea eltrica em aplicaes como
em reatores eletrnicos para luminrias fluorescentes, os
quais so normalmente imersos em resina.
Exemplo de utilizao da tcnica de imerso: fusveis e pequenos transformadores de sinal , frequentemente
encapsulados. Normalmente utilizados o
encapsulamente em conjunto com outras tcnicas de
proteo, como o cso de solenides encapsulads em
resina, com os bornes terminais utilizando o tipo de
proteo Segurana Aumentada
Antonio Jos 05/2013 164
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Antonio Jos 05/2013 165
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Tambm neste tipo de proteo, o princpio baseia-se na segregao, evitando que a atmosfera
potencialmente explosiva atinja as partes do
equipamento eltrico que possam provocar a
detonao.
A segregao obtida emergindo as partes vivas (que podem provocar fascas ou as superfcies
quentes) em um invlucro com leo. Normalmente
utilizado em grandes transformadores, disjuntores e
similares com peas mveis, aconselhado para
equipamentos que no requerem manuteno
frequente.
Antonio Jos 05/2013 166
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COMBINAES DAS PROTEES
O uso de mais um tipo de proteo aplicado a um mesmo equipamento uma prtica comum. Como exemplo temos: os motores prova de Exploso com caixa de terminais Segurana Aumentada, os botes de comando com cpula dos contatos separados por invlucro Encapsulado; os circuitos Intrinsecamente Seguros onde a barreira limitadora de energia montada em um painel pressurizado ou em um invlucro Prova de Exploso.
Antonio Jos 05/2013 167
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Aplicao dos Mtodos de Proteo
A aplicao dos mtodos de proteo est prevista nas normas tcnicas, e regulamenta as reas de risco onde os diversos mtodos de proteo podem ser utilizados, pois o fator e risco de cada rea foi levado em conta na elaborao das respectivas normas.
Antonio Jos 05/2013 168
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MTODO DE PROTEO CDIGO ZONAS PRINCPIOS
PROVA DE EXPLOSO Ex d 1 e 2 Confinamento
PRESSURIZADO Ex p 1 e 2
Segregao ENCAPSULADO Ex m 1 e 2
IMERSO EM LEO Ex o 1 e 2
IMERSO EM AREIA Ex q 1 e 2
INTRINSECAMENTE SEGURO Ex ia 0 1 e 2
Supresso Ex ib 1 e 2
SEGURANA AUMENTADA Ex e 1 e 2
NO ASCENDVEL Ex n 2
ESPECIAL Ex s 1 e 2 Especial
Nota: os equipamentos projetados para a Zona 0 podem ser instalados na zona 1 e 2, bem como da Zona 1 tambem podem ser instalados na Zona 2
Antonio Jos 05/2013 169
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Tipos de Proteo Ex para Equipamentos
Eltricos e de Instrumentao
Antonio Jos 05/2013 170
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Ataque dos Bueiros no Rio Video Game no Facebook ironiza, objetivo escapar das exploses[1].wmv
Antonio Jos 05/2013 171
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Ambiente com Possibilidade de Formao de Atmosfera Explosiva
Antonio Jos 05/2013 172
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Ambiente com Possibilidade de Formao de Atmosfera Explosiva
Antonio Jos 05/2013 173
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Ambiente com Possibilidade de Formao de Atmosfera Explosiva
Antonio Jos 05/2013 174
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Ambiente com Possibilidade de Formao de Atmosfera Explosiva
Antonio Jos 05/2013 175
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Ambiente com Possibilidade de Formao de Atmosfera Explosiva
Antonio Jos 05/2013 176
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Origem Energia de Ignio, princpios bsicos, energia eltrica
Toda mistura possui uma energia mnima de ignio (MIE - Minimum Ignition Energy)que abaixo deste valor
impossvel se provocar a detonao; em funo da
concentrao da mistura, ou seja: da quantidade de
combustvel em relao a quantidade de ar.
A figura a seguir compara a curva do Hidrognio com o Propano, ilustrando a energia da fonte de ignio, que
efetivamente provoca a detonao em funo da
concentrao de mistura, ou seja, da quantidade de
combustvel em relao a quantidade de ar.
Antonio Jos 05/2013 177
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Antonio Jos 05/2013 178
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O ponto que requer menor energia para provocar a detonao chamado de MIE (Minimum Ignition
Energie), sendo tambm o ponto onde a exploso
desenvolve maior presso, ou seja a exploso maior.
Fora do ponto de menor energia MIE, a mistura necessita de maiores quantidades de energia para provocar a
ignio, ou seja: a energia de ignio funo da
concentrao da mistura.
Antonio Jos 05/2013 179
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As concentraes abaixo do limite mnimo de explosividade LEL (Lower Explosive Limit) no ocorre mais
a exploso pois a mistura est muito pobre ou seja muito
oxignio para pouco combustvel.
Analogamente quando a concentrao aumenta muito, acima do limite mximo de explosividade UEL (Upper
Explosive Limit), tambm no ocorre mais a exploso
devido ao excesso de combustvel, mistura muito rico.
Antonio Jos 05/2013 180
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LIE vs LSE
Antonio Jos 05/2013 181
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Os circuitos de Segurana Intrnseca sempre manipulam e armazenam energias, abaixo do limite
mnimo de explosividade dos gases representativos da
cada famlia, considerando assim as concentraes
mais perigosas.
Desta forma mesmo em condies anormais de funcionamento dos equipamentos o circuitos de
Segurana Intrnseca no provocam a ignio pois no
possui energia suficiente para isto, tornando a
instalao segura permitindo montagens at mesmo
na Zona 0.
Antonio Jos 05/2013 182
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Princpios:
O princpio bsico de segurana intrnseca manipular e armazenar baixa energia, de forma que o circuito
instalado na rea classificada nunca possua energia
suficiente (manipulada e armazenada) capaz de
provocar a ignio da atmosfera potencialmente
explosiva.
Antonio Jos 05/2013 183
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Energia Eltrica:
Dentro deste princpio, a energia total que o circuito intrinsecamente pode conter deve ser menor que a mnima energia de ignio MIE.
Transportando a energia em potncia eltrica, obtemos a curva ao lado, que ilustra as mximas tenses versus as mximas correntes de um circuito Exi.
Existem trs curvas, uma para cada grupo, pois quanto maior a periculosidade da mistura menor ser a energia necessria para a ignio e menor a potncia que pode ser seguramente manipulada, desta forma notamos que um equipamento projetado para IIC pode ser utilizado em IIB.
Antonio Jos 05/2013 184
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Analisando a curva podemos notar que a segurana intrnseca pode ser aplicada com sucesso a
equipamentos que consomem pouca energia,
tornando-se uma opo para a instrumentao.
Antonio Jos 05/2013 185
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LIMITADORES DE ENERGIA
Para uma instalao ser executada com a proteo de Segurana Intrnseca temos que interfacear o
elemento de campo com o instrumento de controle /
sinalizao, atravs de um limitador de energia.
Para tornar claro esta idia, imagine a montagem da figura abaixo, onde temos um contato mecnico
proveniente de uma chave liga-desliga que deve
acionar um rel auxiliar, montado no painel de
controle fora da rea classificada
Antonio Jos 05/2013 186
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Para tornar claro esta idia, imagine a montagem da figura abaixo, onde temos um contato mecnico proveniente de uma chave liga-desliga que deve acionar um rel auxiliar, montado no painel de controle fora da rea classificada.
fcil prever que com a abertura ou o fechamento do contato ir ocorrer uma centelha eltrica com energia suficiente para inflamar a atmosfera.
Circuito sem Limite de Energia
Antonio Jos 05/2013 187
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Limite de Corrente
No circulo da figura abaixo acrescentamos um resistor que tem como funo limitar a corrente eltrica, o que
ainda no suficiente para eliminar a centelha, apesar
de reduzir sua energia.
Circuito com Limite de Corrente Eltrica
Antonio Jos 05/2013 188
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Limite da Tenso:
Visando limitar a potncia, chegamos ao circuito abaixo que possui um resistor ,limitando a corrente, e um diodo
zener para limitar a tenso no contato de campo. Desta
forma conseguimos eliminar a possibilidade de ignio
pela manipulao de energia eltrica em reas
classificadas , logicamente escolhendo os valores do
resistor e do diodo zener que mantenham a corrente e a
tenso no contato de campo, com os devidos fatores de
segurana, que sero discutidos posteriormente.
Antonio Jos 05/2013 189
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PROCESSO DE CERTIFICAO DE PRODUTOS NO
BRASIL
Conforme Portaria INMETRO No. 83/2006, todos os equipamentos eltricos instalados em reas classificadas
devem ser certificados.
Esta certificao somente pode ser concedida por entidades credenciadas pelo INMETRO.
Desta forma, todo equipamento eltrico instalado em rea
classificada deve ser acompanhado do certificado
correspondente e identificado com sua marcao em local de
fcil visualizao.
A certificao aplicada a equipamentos para reas classificadas, o atestado de que o produto em questo atende
as normas e especificaes tcnicas que regulamentam a
matria.
Antonio Jos 05/2013 190
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No caso dos equipamentos eltricos a Certificao de Conformidade, compulsria porque estes
assuntos tm impacto nas reas de segurana,
sade e meio ambiente.
A certificao feita segundo procedimentos
definidos pelo Sistema Nacional de Certificao
atravs de rgos de Certificao Credenciados,
supervisionados pelo INMETRO e conforme o
modelo de certificao N. 5 da ISO.
Antonio Jos 05/2013 191
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Os Organismos de Certificao Credenciados OCC que atendem os requisitos estabelecidos pelo Sistema Nacional de Certificao
No caso de produtos fabricados no exterior o prprio fabricante estrangeiro, seu representante legal no Brasil, ou o importador deve se submeter aos procedimentos e requisitos estabelecidos pelas normas em vigor, com exceo das situaes especiais previstas, que correspondem a:
a) Equipamentos ou componentes eltricos que fazem parte de mquinas, equipamentos ou instalaes.
b) Lotes de at 25 unidades cobertas pelo mesmo certificado.
c) Unidades martimas importadas sujeitas a critrios vlidos pelas Sociedades Classificadoras.
Antonio Jos 05/2013 192
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CERTIFICADORAS NACIONAIS
CEPEL - Centro de Pesquisas de Energia Eltrica www.cepel.br/faleconosco/faleconosco.shtm
CERTUSP / IEE www.iee.usp.br
UC - Unio Certificadora www.uciee.org
Inmetro: Instituto Nacional de Metrologia, Normalizao e Qualidade Industrial www.inmetro.gov.br
ABNT: Associao Brasileira de Normas Tcnicas www.abnt.org.br
ABINEE: Associao Brasileira da Indstria Eltrica e Eletrnica www.abinee.org.br
UL do Brasil www.ul-brasil.com
NCC - Certificaes do Brasil www.ncc.org.br
Antonio Jos 05/2013 193
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Certificadoras Internacionais
BASEEFA: Electrical Equipment Certification Service www.hse.gov.uk
IEC: International Electrotechnical Commission www.iec.ch
ANSI: American National Standards Institute www.ansi.org
Antonio Jos 05/2013 194
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CERTIFICAO PROCESSO DE CERTIFICAO
Como as instalaes eltricas em atmosferas potencialmente explosivas, envolvem risco de vidas humanas e patrimnios, obrigando cada Pas a elaborar legislaes regulamentando a fabricao a utilizao de equipamentos destinados a esta finalidade.
No Brasil o rgo legislador o Conmetro (Conselho Nacional de Metrologia e Normalizao Industrial), rgo subordinado ao Ministrio da Justia.
A legislao atual determinou que todos os equipamentos devem ser certificados para utilizao
em reas classificadas, independentemente de serem ou no fabricadas no Pas.
Antonio Jos 05/2013 195
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O processo de certificao coordenado pelo Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia e Normalizao Industrial) que utiliza a ABNT (Associao Brasileira de Normas Tcnicas), para a elaborao de normas tcnicas para os diversos tipos de proteo.
O Inmetro tambm credencia laboratrios que baseados nas normas tcnicas verificam atravs de ensaios e anlises, se os equipamentos atendem as normas e realmente podem ser instalados em atmosferas potencialmente explosivas.
Para a segurana intrnseca o nico laboratrio credenciado at o momento, o Labex no centro de laboratrios do Cepel no Rio de Janeiro, onde existem instalaes e tcnicos especializados para executar os diversos procedimentos solicitados pelas normas, at mesmo realizar exploses controladas com os gases representativos de cada famlia.
Antonio Jos 05/2013 196
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O processo de certificao utilizado conhecido como Certificado de Prottipo, onde o fabricante encaminha uma amostra do equipamento ao laboratrio, que analisa o projeto, realiza os ensaios e se aprovado, emite um Relatrio de Inspeo e Ensaios com os resultados obtidos encaminhando ao Inmetro para a emisso do certificado, conforme ilustra a prxima pgina.
No momento estamos em um processo de transio visando certificar a linha de produo, onde o Certificado teria um prazo de validade e durante este perodo o Inmetro com o Cepel realizam uma inspeo na linha de fabricao verificando se os processos e os componentes utilizados permanecem os mesmos do prottipo aprovado, inclusive devem ser recolhidas amostras para anlises mais detalhadas no laboratrio.
Este processo de certificao aplicado a todos os tipos de proteo, ou seja, todos os produtos fabricados no Brasil devero possuir seu Certificado com inspeo da fabricao.
Antonio Jos 05/2013 197
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Certificado de Conformidade
A figura 4.1 ilustra um certificado de conformidade emitido pelo Inmetro, aps os testes e ensaios
realizados no laboratrio Cepel / Labex:
- Marcao
A marcao a identificao do equipamento, que visa informar o tipo de proteo e as condies que deve ser
utilizado, apresentado de uma forma simples para fcil
memorizao e identificao dos instrumentos.
Antonio Jos 05/2013 198
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Marcao em equipamentos Ex
Marcao de equipamento para atmosfera explosiva conforme a NBR 9518:
-
Antonio Jos 05/2013 200
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A CERTIFICAO DA SEGURANA INTRNSECA
A certificao da segurana intrnseca depende do tipo de equipamento, pois eles se subdividemse em:
Equipamentos Simples
Neste grupo esto enquadrados os equipamentos e componentes simples que manipulam e armazenam energia abaixo de 20Joules, ou seja, no pode exceder nenhuma das grandezas: 1,2V, 0,1A ou 25mW.
Como estes equipamentos no possuem energia suficientes para provocar a ignio da atmosfera, no necessrio a sua certificao, como exemplo podemos citar os sensores passivos (termopares, termoresistncias, potencimetros, etc.)
Antonio Jos 05/2013 201
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Equipamentos Intrinsecamente Seguros
So os equipamentos que possuem todos os equipamentos de campo: transmissores de corrente,
posicionadores, vlvulas solenides, sensores de proximidade, etc).
Estes equipamentos devem ser certificados para verificar os requisitos das normas, visando confirmar a
quantidade mxima de energia que seguramente se
podem manipular, alm de quantificar o
armazenamento de energia nos circuitos internos, o
que permite sua instalao dentro da atmosfera
explosiva.
Antonio Jos 05/2013 202
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Equipamentos Intrinsecamente Seguros Associados
So os circuitos de interfaceamento dos equipamentos SI (Intrinsecamente Seguros) com os equipamentos
comuns NSI (no intrinsecamente seguros), ou seja, o
equipamentos que contm o circuito limitador de energia,
como por exemplo as barreiras zener, os isoladores
galvnicos com entradas e sadas intrinsecamente
seguras.
No processo de certificao destes equipamentos so verificados a conformidade do projeto com as normas,
visando determinar a mxima energia enviada para o
equipamento de campo, baseado nas mximas energias
que podem ser manipuladas em cada grupo, cuja fonte
deve ser instalada fora da rea classificada.
Antonio Jos 05/2013 203
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PARAMETRIZAO
A parametrizao um sistema de certificao prprio para a Segurana intrnseca, que informa parmetros
para o equipamento intrinsecamente seguro, elemento
de campo, e para os equipamentos intrinsecamente
seguros associados, limitador de energia, de forma a
tornar fcil a verificao de compatibilidade entre eles,
visando eliminar a certificao conjunta dos
equipamentos permitindo ao usurio livre escolha
entre os modelos e fabricantes.
Antonio Jos 05/2013 204
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Intrinsecamente Seguro
Ui - tenso mxima de entrada
Mxima tenso que pode ser aplicada aos terminais intrinsecamente seguros, sem afetar o tipo de proteo.
Ii - corrente mxima de entrada
Mxima corrente que pode ser aplicada aos terminais intrinsecamente seguros, sem afetar o tipo de proteo.
Pi - potncia de entrada
Mxima potncia de entrada que pode ser seguramente dissipada internamente no equipamento intrinsecamente seguro de entrada.
Antonio Jos 05/2013 205
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Ci - capacitncia interna mxima
Capacitncia interna mxima vista atravs dos terminais intrinsecamente seguro de entrada.
Li - indutncia interna mxima
Indutncia interna mxima vista atravs dos terminais intrinsecamente seguros de entrada.
Um - tenso mxima
Mxima tenso RMS ou CC que pode ser aplicada aos terminais no intrinsecamente seguros de um
equipamento associado, sem afetar o tipo de
proteo.
Antonio Jos 05/2013 206
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Intrinsecamente Seguro Associado
Uo - tenso mxima de circuito aberto
Mxima tenso (Pico ou CC) que aparece nos terminais intrinsecamente seguros de sada, em
circuito aberto.
Io - corrente mxima de curto-circuito
Mxima corrente (Pico ou CC) que pode ser obtida nos terminais intrinsecamente seguros de sada, quando
em curto-circuito.
Po - potncia mxima de sada
Mxima potncia que pode ser obtida nos terminais intrinsecamente seguros de um equipamentos eltrico.
Antonio Jos 05/2013 207
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Co - capacitncia externa mxima
Mxima capacitncia que pode ser conectado aos terminais intrinsecamente seguros, sem afetar
o tipo de proteo.
Lo - indutncica externa mxima
Mxima indutncia que pode ser conectada aos terminais intrinsecamente seguros, sem afetar o
tipo de proteo.
Antonio Jos 05/2013 208
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CONCEITO DE ENTIDADE
O conceito de entidade quem permite a conexo de equipamentos intrinsecamente seguros com seus
respectivos equipamentos associados.
A tenso (ou corrente) que o equipamento intrinsecamente seguro pode receber e manter-se ainda
intrinsecamente seguro deve ser maior ou igual ao tenso
(ou corrente) mxima fornecido pelo equipamento
associado.
Adicionalmente, a mxima capacitncia, (e indutncia) do equipamento intrinsecamente seguro, incluindo-se os
parmetros dos cabos de conexo, deve ser maior ou igual
a mxima capacitncia (e indutncia) que pode ser
conectada com segurana ao equipamento associado.
Antonio Jos 05/2013 209
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Aplicao da Entidade
Para exemplificar o conceito da entidade, vamos supor o exemplo da figura abaixo, onde temos um
transmissor de presso Exi conectado a um repetidor
analgico com entrada Exi.
Os dados paramtricos dos equipamentos foram retirados dos respectivos certificados de
conformidade do Inmetro / Cepel, e para o cabo o
fabricante informou a capacitncia e indutncia por
unidade de comprimento.
Antonio Jos 05/2013 210
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Antonio Jos 05/2013 211
Transmissor de Presso
Br Exia IIC T6 Ui = 38 VIi =
103 mAPi = 0,98 WLi = 0
mHCi = 30 nF
Repetidor Analgico Br
Exib IIC U0 = 28,7 VIo =
98 mAPo = 703 mWLo =
3mHCo = 65 nF
Cabo de Interconexo
Comprimento 500 m
Indutncia de 2 mH/Km
Lcabo = 1 mH Capacitnica
20 nF/Km Ccabo = 10 nF
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CABLAGEM DE EQUIPAMENTOS SI
A norma de instalao no detalha o suficientemente os requisitos de construo e instalao dos fios e
cabos em circuitos intrinsecamente seguros.
REQUISITOS DE CONSTRUO:
A rigidez eltrica deve ser maior que 500 Uef.
O condutor deve possuir isolante de espessura maior que 0,2 mm.
Quando houver blindagem esta deve cobrir no mnimo 60% da superfcie.
Antonio Jos 05/2013 212
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REQUISITOS DE INSTALAO:
O principal requisito de instalao dos cabos de segurana intrnseca, que passaremos a chamar apenas de cabos SI, a isolao em relao aos circuitos no intrinsecamente seguros, que chamaremos de NSI.
A inteno da isolao de no permitir que em casos de falhas o limitador de energia seja eliminado do loop Exi, o que certamente provocaria a detonao da atmosfera explosiva. Visando esclarecer os procedimentos prticos apresentamos as configuraes mais indicadas para as fiaes intrinsecamente seguras:
Antonio Jos 05/2013 213
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Caneletas Separadas
Os cabos SI podem ser separados dos cabos NSI, atravs de caneletas separadas.
Especialmente indicado para as fiaes internas de gabinetes e armrios de barreiras.
Antonio Jos 05/2013 214
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Caneletas Metlicas
As caneletas metlicas podem ser usadas para separar as fiaes Si da NSI, desde que devidamente
aterradas no mesmo aterramento das estruturas
metlicas das reas classificadas (no precisa ser o
aterramento ntegro com impedncia menor que 1). Normalmente indicado para as bandejas e leitos de
cabos.
Antonio Jos 05/2013 215
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Cabos Blindados
Quando a separao dos cabos em caneletas distintas no for prtica, pode-se utilizar cabos
blindados com malha de terra devidamente aterrada
no condutor equipotencial, no mesmo ponto que o
circuito SI do qual ele faz parte.
Caso haja necessidade de aterramento por razes funcionais em outros pontos, deve-se utilizar
capacitores cermicos inferiores a 1nF/1500V.
Antonio Jos 05/2013 216
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Amarrao dos Cabos
Os cabos SI e NSI podem ser montados em uma mesma caneleta desde que separados com uma
distncia superior a 50 mm, devidamente amarrados.
Empregado normalmente em painis com circuitos SI, onde seu encaminhamento atravs de caneletas no
prtico.
Antonio Jos 05/2013 217
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Separao Mecnica
A separao mecnica dos cabos SI dos NSI uma forma simples e eficaz para a separao dos circuitos.
Quando utiliza-se caneletas metlicas, deve-se aterrar junto as estruturas metlicas.
Antonio Jos 05/2013 218
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Multicabos
Cabo multivias com vrios circuitos SI no deve ser usado em Zona 0, sem antes um estudo das
combinaes das possveis falhas. Cabos multivias
fixo, com proteo externa adicional contra danos
mecnicos, somente circuitos SI (
-
MONTAGEM DE PAINIS
Em instalaes eltricas com circuitos intrinsecamente seguros, aos terminais SI devem ser efetivamente
separados dos terminais NSI, como ilustra as figuras
abaixo, onde no interior do painel as fiaes SI
possuem canaleta prpria.
Antonio Jos 05/2013 220
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A separao dos circuitos SI e NSI podem tambm ser efetivada por placas de separao metlicas ou no,
ou por uma distncia maior que 50 mm.
Antonio Jos 05/2013 221
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Cuidados na Montagem
Alm de um projeto apropriado cuidados adicionais devem ser observados nos painis intrinsecamente
seguros, pois como ilustra a figura 5.10 onde por falta
de amarrao nos cabos, uma falha pode ocorrer. J
na figura 5.11 a falta da placa de separao provocou
a falha.
Antonio Jos 05/2013 222
Figura 5.10 Falta de Amarrao Figura 5.11 Falta de Separao
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Requisitos Gerais
deve-se estudar o mtodo de fiao para evitar que um circuito SI entre em contato com o NSI no caso de um fio ser desconectado.
Os circuitos SI (invlucros, terminais, cabos, etc) devem ser identificados claramente, atravs de placas ou cdigos de cores (recomenda-se o azul)
Efeitos de Induo
Nos circuitos intrinsecamente seguros deve-se evitar os efeitos dos campo eltricos ou eletromagnticos, oriundos da proximidade com cabos de alta tenso e corrente. Para tal deve-se utilizar a boa prtica de se elevar a distncia de escoamento da fonte de perturbao, alm de utilizar tcnicas de transposio e blindagem nos cabos dos circuitos SI.
Antonio Jos 05/2013 223
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APLICAES TPICAS
Neste captulo iremos ilustrar aplicaes tpicas dos equipamentos Intrinsecamente Seguros tipo Barreira
Zener e Isoladores Galvnicos, classificando as
aplicaes de acordo com a funo do elemento do
campo.
BARREIRAS ZENER
As barreiras zener podem diferenciar-se quanto a disposio dos componentes, adaptando-se ao tipo de
sinal manipulado (contnuo positivo, ou negativo ou ainda
alternado), mas sua funo bsica idntica ao descrito
anteriormente.
Antonio Jos 05/2013 224
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Contato Seco
A figura 6.1 a seguir ilustra um circuito com um contato seco que atua um rel auxiliar, protegido pela barreira
que possui diodo zener de 28V, acima da tenso da
fonte.
importante notar que o circuito acrescenta uma resistncia end to end de 300 (que considera a resistncia do fusvel e do resistor).
Para efeitos operacionais foi introduzido no circuito uma resistncia de loop de 600 , sem considerar a resistncia da cablagem, o que pode influir no
funcionamento, pois o rel se no for devidamente
escolhido, pode no operar devido a baixa corrente.
Antonio Jos 05/2013 225
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Figura 6.1 Barreira
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