Clasificacion de Areas en Aplicaciones en ambientes explosivos

Boletín TecSim Año 4, Número 1 Por: Adolfo Jimmy Saldivias Enero 2003

Índice Clasificación de Áreas ................................................................. 2 Organizaciones ............................................................................ 2 RP 500, RP 505 ........................................................................... 3 Había Una Vez 3 Normas para la División….............................. 4 Mano a la Presa ........................................................................... 4 Condiciones para que se de una Explosión.................................. 5 Definiciones................................................................................. 7 Clase I, Zona 0............................................................................. 9 Clase I, Zona 1........................................................................... 10 Clase I, Zona 2........................................................................... 11 ¿Cómo se realiza la Clasificación de Zona? .............................. 12 Ventilación ................................................................................ 13 Ventilación: poca, media, mucha............................................... 14 Ejemplo de Calculo de Ventilación ........................................... 15 Fórmula para Calculo de Ventilación ........................................ 17 Grados de Liberación................................................................. 19 La Nube ..................................................................................... 19 Tiempo de Persistencia .............................................................. 20

¿Te dije o no te dije que leyéramos el Boletín ANTES de hacer el trabajo?

"Hasta que el hombre pueda duplicar una hoja de hierba, la naturaleza se puede reír de lo que llamamos conocimiento científico” Thomas Alva Edison.

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Clasificación de Áreas

El tema de clasificacion de areas ha sido y sigue siendo objeto de preocupacion y estudio para un amplio rango de asociaciones profesionales. Esta es una introduccion al tema, que trata de quitarle el velo de misterio. Para ello, comenzaremos por puntualizar que las normas que regulan la clasificacion de areas, se han derivado de la colección de los usos y costumbres aplicados con éxito en instalaciones previas. En otras palabras, muchas de las normas existentes han sido realizadas por medio de la puesta en papel de la experiencia de uso de muchos ingenieros que nos han precedido. Esto nos da una perspectiva a futuro: lo que se implementara como norma en el futuro, vendra de la aplicación exitosa de medidas de prevencion, que esta siendo realizada actualmente por los responsables de seguridad en las plantas.

Jimmy Saldivias es Ingeniero Electrónico y Magíster en Administración de Empresas.

La clasificación de áreas nace del interés de los profesionales en el campo eléctrico, de entregar guías que puedan servir para clasificar áreas físicas en las que se manejan productos inflamables.

Esta actividad concierne principalmente -aunque no exclusivamente- en plantas donde se maneja petróleo. El fin de estas guías es la selección e instalación de equipo eléctrico para el trabajo de accionamiento, monitoreo y control en áreas clasificadas.

Organizaciones

La organización mas importante en lo que se refiere a la Clasificación de Áreas para Plantas Petroleras es la API o American Petroleum Institute.

El Instituto Americano del Petróleo o API, distribuye más de 200,000 publicaciones cada año. La API ha desarrollado más de 550 estándares operativos y de equipos que se usan en todo el mundo. Estos estándares no son otra cosa más que la reunión de la sabiduría que han acumulado en la industria que abarca temas variados que van desde equipo usado para la perforación hasta equipo usado para la protección del medio ambiente.

Las leyes de muchos estados así como de gobiernos federales hacen referencia a estándares API.

Otras organizaciones como la ISO International Organization for Standarization (Organización Internacional para la Estandarización) agrupa a mas de 100 grupos de estándares nacionales adoptan los estándares desarrollados por la API.

La API toma como base para la emisión de sus estándares las normas desarrolladas por ANSI American National Standards Institute (Instituto Americano Nacional de Estándares) en conjunto con la ISA The Instrumentation Systems, and Automation Society (Sociedad para Instrumentación, Sistemas y Automatización).



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RP 500, RP 505 En este boletín, analizaremos algunos aspectos importantes de la metodología usada para realizar la clasificación de áreas.

Para ello utilizaremos como guía 2 documentos que resultan ser primos hermanos.

El primer documento es el llamado RP 500 Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Division 1 and Division 2.

RP = Practica Recomendada

O dicho en cristiano: RP 500 Prácticas Recomendadas para la Clasificación de Áreas para Instalaciones Eléctricas en Plantas de Petróleo Clasificadas como Clase I, División 1 y División 2.

En Segundo lugar, haremos referencia al documento RP 505 Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Zone 0, Zone 1 and Zone 2.

Es decir: RP 505 Prácticas Recomendadas para la Clasificación Áreas para Instalaciones Eléctricas en Plantas de Petróleo Clasificadas como Clase I, Zona 0, Zona 1 y Zona 2.

Cuando se habla de “áreas”, en el contexto del RP 500 y del RP 505, no estamos hablando de un área bidimensional, tal como lo establecen los principios que aprendimos en geometría en la escuela.

Estamos hablando más bien de un “espacio” de 3 dimensiones.

Hemos dicho que ambos documentos son “primos hermanos”. ¿Por qué? Un buen inicio para saber el porque, es leer detenidamente los títulos. Vera que ambos documentos tienen el mismo titulo, con la variación de que el RP 500 habla de División 1 y División 2, mientras que el RP505 habla de Zona 0, Zona 1 y Zona 2.

Una persona intuitiva como usted, estimado lector, se sentirá tentada a pensar que “División 1 y División 2” tiene que ser algo muy similar a “Zona 0, Zona 1 y Zona 2”. Y usted, ávido buscador de conocimientos, esta en lo correcto: División 1 y División 2, son algo muy similar a Zona 0, Zona 1 y Zona 2.

De hecho hay mucha gente que dice “que son lo mismo”. Pero usted, sabio investigador, no dirá eso. Por el contrario aprenderá que si bien son similares, tienen algunas diferencias que es importante tomar en cuenta.

Si usted desea adquirir estas publicaciones RP 500 Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I Division 1 and Division 2 (ANSI/API RP 500-1998). 2nd Edition/November 1997 / Reaffirmed, November 2002

RP 505 Recommended Practice for Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Zone 0, Zone 1 and Zone 2 (ANSI/API RP 505-1998). 1st Edition/November 1997 / Reaffirmed, November 2002

API Publications Global Engineering Documents

15 Inverness Way East M/S C303B

Englewood, CO 80112-5776 USA

La clasificación por Divisiones aparece en Norteamérica. La clasificación por zonas aparece en el resto del mundo y es adoptada en Norteamérica recientemente. Recientemente significa en 1997.

En otras palabras si usted sigue hablando de Divisiones en lugar de hablar de Zonas, piense en usted mismo como alguien “fuera de onda”. O como dirían los comerciales de shampoo: usted no es “cool”.



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Tanto la clasificación por Divisiones como la Clasificación por Zonas, busca definir la peligrosidad de un área, en función de la probabilidad de que en dicha área haya presencia de gas o vapor inflamable o explosivo.

Había Una Vez 3 Normas para la División… … Tres documentos del API para clasificar las áreas peligrosas por Divisiones:

RP500A para refinerías,

RP500B para plantas de producción y perforación y

RP500C para transporte y para ductos.

Hasta que en 1991 los miembros del comité de la API, responsables de este estándar, se pusieron a pensar y pensar en que estaban duplicando, perdón, quise decir triplicando, esfuerzos, ya que en cada uno de los 3 documentos repetían las cosas. Entonces, el comité decidió ponerlos todos juntos en un solo documento al que se llamo RP500.

En el nuevo documento, se elaboró una Sección General común a los 3 tipos de instalaciones donde se trabaja con petróleo. Y luego, esta Sección General se complementó con 3 Secciones Adicionales que incluían recomendaciones específicas para cada uno de los 3 sectores de la industria petrolera.

Claro que para todos los propósitos prácticos la RP (o Practica Recomendada) se componía de todas las prácticas anteriores juntas en un solo documento.

En 1997, la API creó la RP 505 Clasificación de Áreas para Instalaciones Eléctricas en Plantas Petroleras Clasificadas como Clase I, Zona 0, Zona 1 y Zona 2, que sirven para la industria petrolera y que complementan el documento ISA 12.24.01.

¿Por que razón había que crear un nuevo estándar RP 505 cuando ya existía uno que nos caía tan bien RP 500? Por varias razones, veamos algunas de ellas:

Por un lado, el nuevo estándar deseaba llenar los huecos en la normativa anterior, huecos que se habían descubierto durante los años de su aplicación. Por ejemplo, a nadie se le ocurrió incluir en la norma las instalaciones de plantas en el mar, ni tampoco las plantas de pintura, ni tampoco los lugares que incluían baterías. Estas son algunas de las situaciones que si se incluyeron en el nuevo estándar.

Por otro lado, se había quedado, que cuando se hiciera la segunda edición de la norma, se haría el intento de normalizar algunas de las situaciones equivalentes en los 3 tipos de plantas. Por ejemplo, los tanques de almacenamiento y venteos de edificios.

Finalmente, y probablemente lo mas importante de todo, era que se necesitaba una norma que le explicara a la gente como usar la clasificación de áreas petroleras usando el concepto de Zonas en lugar del tradicional método usado en Norteamérica de Divisiones. El método de clasificación de áreas peligrosas en Zonas había sido aceptado e incluido en la NEC, sin embargo, nadie entendía como hacerlo.

Mano a la Presa ¿Ha oído ese dicho: “2 cucharadas de caldo y mano a la presa”? Pues a eso vamos ahora.

El propósito de las RP 500 y 505 (Practica Recomendada) es ayudar al ingeniero a cargo, entregándole guías para clasificar áreas dentro de plantas petroleras, con el objeto ultimo de seleccionar e instalar equipo eléctrico.

Si se desea hablar de la conveniencia para la instalación de equipo que NO sea eléctrico, entonces, vaya a otro lado. Este documento solo se refiere a equipos eléctricos.

La publicación NO cubre catástrofes como la voladura de un pozo o la ruptura de un tanque. Esas condiciones extremas requieren de medidas de emergencia al momento de ocurrir.

La publicación NO cubre todos los casos posibles. La publicación es una GUIA y se necesita que para su uso, el ingeniero (o la ingeniera) a cargo, haga uso del buen juicio ingenieril.



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Un ejemplo que nos servirá para ilustrar conceptos se ha tomado de la Sección A del RP 500: Clasificación de áreas para un tanque de almacenamiento de hidrocarburos en una refinería.

El interior del tanque se clasifica como División 1.

La forma de ilustrar gráficamente las áreas calificadas como División 1 en el dibujo es mediante el diseño de un achurado cuadriculado en ángulo de 45 grados.

El área que rodea el venteo del tanque hasta una distancia de 1.5 metros también se clasifica como División 1.

Note que se usa el mismo achurado cuadriculado.

A partir de 1.5 metros, y hasta una distancia de 3 metros, el área que rodea el venteo de un tanque de hidrocarburos, se clasifica como División 2.

El achurado que se usa para mostrar gráficamente una División 2, consiste en rayas diagonales dibujadas con una inclinación de 45 grados con pendiente negativa.

En el ejemplo se muestra un tanque para almacenamiento de hidrocarburos. Los tanques de almacenamiento de hidrocarburos constituyen un ejemplo típico de área clasificada. Las recomendaciones para la clasificación de áreas que rodean tanques, es valida tanto para tanques de techo fijo como de techo flotante.

Para el mismo tanque, la clasificación por Zonas establecería 3 Zonas.

La Zona 0, seria la Zona de vapores del hidrocarburo, formados inmediatamente por encima de la superficie del hidrocarburo líquido en el interior del tanque.

La Zona 1, seria la zona establecida en un radio de 3 metros (a = 3 m) alrededor del venteo del tanque.

La Zona 2, seria la zona establecida 3 metros por encima del techo del tanque (b = 3 m) y 3 metros horizontalmente (c = 3 m) alrededor del tanque.

Condiciones para que se de una Explosión La primera preocupación del RP 500 es la definición de lo que constituyen las condiciones básicas para que exista un fuego o explosión. La Sección 2 del RP 500 se encarga de definir esto.

Si no existen estas condiciones, no tiene sentido hablar de “clasificar” áreas.

Para que haya una explosión o fuego como resultado de una instalación eléctrica, se deben dar 3 condiciones básicas.

1. Debe haber presencia de un vapor o gas inflamable.

2. El gas o vapor debe estar mezclado con aire u oxigeno, en una proporción tal y en cantidades tales que produzca una mezcla inflamable.

3. La mezcla debe ser encendida.

A estas condiciones se las conoce en la literatura como “El Triangulo de Fuego”.



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Hay quienes incluyen como una cuarta condición, la reacción química que se produce como consecuencia de la existencia de los 3 factores que originan el fuego. Y han reemplazado el nombre por “El Tetraedro de Fuego”. Este tipo de denominación no es parte del estándar y no es de uso común en la bibliografía, por lo cual, lo omitiremos aquí.

Importancia del Punto 1 La probabilidad de la presencia de un gas o vapor inflamable, es el factor que determina en que División -o mas recientemente, en que Zona- se puede clasificar un área.

Si hay una alta probabilidad de presencia de gas o vapor inflamable, hablamos de División 1. Si la probabilidad es baja hablamos de División 2.

Importancia del Punto 2 El punto 2 es importante ya que determina la extensión del área. Un área no puede ser considerada peligrosa en forma indefinida. Es decir, algún rato tiene que dejar de ser peligrosa. A medida que nos alejamos de la fuente que emite el gas o vapor inflamable, disminuye la peligrosidad.

Para determinar que tan amplia es el área peligrosa, se toma en cuenta varios factores, tabulados en Tabla 2.

Importancia del Punto 3 Cuando se clasifica áreas, se entiende que la fuente de una posible ignición es de tipo eléctrico.

Para ello se deben cumplir varios requisitos lo cual da oportunidad de reflexionar y entender otros puntos del estándar.

La energía de operación debe tener un nivel suficientemente alto para liberar energía que pueda encender la mezcla explosiva.

Por tanto, no se vale tener otras fuentes –como fuego- que ya estén liberando energía. Es esta la razón por la que las ubicaciones que rodean fuentes continuas o intermitentes de fuego se consideran como NO clasificadas.

Esta también es la razón por la que se da vida a una opción llamada SEGURIDAD INTRINSECA para instalaciones eléctricas. La seguridad intrínseca consiste en usar aparatos cuyo nivel de energía de operación sea muy bajo. Tan pero tan bajo, que esta por debajo del nivel necesario para encender la mezcla explosiva.



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Tabla 2: Factores que se toman en cuenta para la Clasificación La cantidad de la sustancia liberada.

Mientras más sustancia, mas peligro. Mientras mas peligro, mas posibilidad de llamarla División 1.

Las características físicas de la sustancia liberada.

Hay sustancias más fácilmente inflamables que otras. De acuerdo a su peligrosidad se clasifican en Grupos.

La presión de operación

Mientras mas alta sea la presión de operación de los equipos, mayor será la posibilidad de que el área se extienda geográficamente.

La tendencia natural que tienen los gases y vapores de dispersarse en la atmósfera

Mientras mas ventilada sea el área, menor es la distancia que debe ser clasificada como peligrosa. No es lo mismo un tanque de almacenamiento que tiene un techo encima que uno que no lo tiene. No es lo mismo un tanque de almacenamiento que tiene un techo y 2 paredes adyacentes que uno que solo tiene un techo y ninguna pared adyacente.

Definiciones Para que no haya confusiones, las Practicas Recomendadas RP 500 y RP 505, utilizan las definiciones del documento preparado por la IEC 79-10, llamado Aparatos Eléctricos para atmósferas explosivas de gas, Clasificación de Áreas Peligrosas.

ATMOSFERA DE GAS EXPLOSIVO es una mezcla con aire, bajo condiciones atmosféricas, de material inflamable en forma de gas o vapor, mismo que, luego de la ignición, se esparce a través de toda la mezcla no consumida.

ATENCION: Dijimos “mezcla con aire”. Si usted usa un gas inerte, le esta quitando la característica de atmósfera de gas explosivo.

ATENCION 2: Dijimos “bajo condiciones atmosféricas”. No estamos cubriendo el campo de atmósferas artificialmente creadas. Esto tiene una gran trascendencia cuando se define lo que son áreas adecuadamente ventiladas y áreas inadecuadamente ventiladas.

ATENCION 3: Dijimos “en forma de gas o vapor”. No se vale hablar de otras sustancias inflamables en forma de polvos metálicos o no. Eso se cubre en otra Clase. La Clase 2. Y nosotros no estamos tratando con Clase 2. Tampoco la RP 500 ni la RP 505 tratan con esta otra clase.

AREA PELIGROSA es un área en la cual existe una atmósfera de gas o vapor explosivo. O es una atmósfera en la cual se puede esperar que exista ese gas o vapor, en cantidades tales que, hagan necesario tener precaución al momento de construir, instalar y usar aparatos.

AREA NO PELIGROSA aquella área en la que, NO se espera que este presente una atmósfera de gas explosivo, en cantidades tales que hagan necesario tomar precauciones especiales al momento de construir, instalar y usar aparatos.

AREAS DE CLASE I. Un lugar en el que hay o puede haber gases o vapores inflamables presentes en el aire en cantidades suficientes para producir mezclas explosivas.

AREAS CLASE I, DIVISION 1. Un lugar donde se encuentran concentraciones de gases o vapores inflamables bajo condiciones de operación normal o en las que una falla de equipo podría liberar simultáneamente gases o vapores inflamables y también causar falla del equipo eléctrico.



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AREAS CLASE I, DIVISION 2. Un lugar donde pueden estar presentes concentraciones de gases o vapores inflamables pero que normalmente se encuentran contenidos dentro de sistemas cerrados. Se evita la acumulación de gases por medios adecuados de ventilación. O son lugares adyacentes a un área clasificada como División 1, desde la cual ocasionalmente se pueden comunicar concentraciones inflamables.

Medidores de Nivel para Áreas Clasificadas Los medidores Smar LD301-L son un ejemplo de medidores de nivel por presión hidrostática, que cumplen con la normativa para trabajar en zonas explosivas, Clase I, División 1, Grupos A, B, C, D.

GRUPO A. Atmósferas que contienen acetileno.

GRUPO B. Atmósferas que contienen hidrogeno y otros gases.

GRUPO C. Atmósferas que contienen sulfuro de hidrogeno y otros gases o vapores.

GRUPO D. Atmósferas que contienen butano, gasolina, hexano, metano, gas natural, propano y la mayor parte de otros gases y vapores de hidrocarburos encontrados en la producción de gas y aceite, en las operaciones de refinación y de ductos.

AREAS NO CLASIFICADAS. Lugares que no están clasificados como División 1 o División 2.

AREAS DE ZONA 0, 1 y 2, son áreas que reciben esta clasificación en zonas, basándose en la frecuencia con la cual ocurre y permanece presente una atmósfera de gas explosivo.

AREA ENCERRADA. Un espacio tridimensional cerrado por más de 2/3 del plano proyectado posible del área de superficie, y de tamaño suficiente para permitir la entrada de personal.

CERRAMIENTO A PRUEBA DE EXPLOSION. Un cerramiento que es capaz de soportar una explosión de un gas o vapor especifico en su interior y evitar la ignición subsiguiente de un gas o vapor inflamable que pueda rodearlo, y que opera a una temperatura externa tal que, un vapor o gas inflamable no sufrirá ignición.

CERRAMIENTO PURGADO. Un cerramiento o edificio al que se suministra aire limpio o un gas inerte en caudal suficiente y presión positiva para reducir la concentración de cualquier gas inflamable o vapor que inicialmente pueda haber estado presente, a un nivel seguro y para mantener este nivel seguro por medio de presión positiva con o sin flujo continuo.

CIRCUITO INTRINSECAMENTE SEGURO. Es un circuito en el cual una chispa o efecto térmico es incapaz de producir ignición de una mezcla de material inflamable o combustible en aire bajo las condiciones de prueba prescritas por UL 913.

MEZCLA INFLAMABLE. Una mezcla de gas aire que es capaz de ser encendida por una llama abierta, por un arco eléctrico o por una chispa, o por un dispositivo que opere a o por encima de la temperatura de ignición de la mezcla de aire gas.

VENTILACION ADECUADA. Ventilación natural o artificial que es suficiente para prevenir la acumulación de cantidades significativas de mezclas aire vapor en concentraciones por encima del 25% de su límite inferior de flamabilidad LFL.



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Medidores de Concentración y Densidad para Áreas Clasificadas Los medidores Smar DT301 son un ejemplo de medidores de Densidad y de Concentración utilizados en Áreas Clasificadas.

El DT301 se usa en separadores.

Se usa para determinar el nivel de interfase agua hidrocarburo.

Otras aplicaciones incluyen la medición de densidad de lodos.

Clase I, Zona 0 Se define como Clase I, Zona 0, un lugar en el cual se da una de las 2 siguientes condiciones:

1. Se encuentran en forma continua, concentraciones de gas o vapores inflamables

2. Se encuentra por largos periodos de tiempo, concentraciones de gas o vapores inflamables

Yo se que ahora todos los partidarios de Einstein –y la teoría de la relatividad- se pondrán de pie y dirán: ¿Quién puede decir con certeza lo que es un “largo” periodo de tiempo?

Para ellos la respuesta es: No hay una regla firme, esculpida en piedra, que especifique el tiempo que debe permanecer presente una mezcla combustible para que ocurra una Zona 0, Zona 1 o Zona 2.

Sin embargo, hay algunas reglas empíricas que se mencionan en las Practicas Recomendadas 505 API RP505, que se mencionan en la Tabla 1: Relación Típica entre la Clasificación de Zonas y la Presencia de Mezclas Inflamables.

¿Qué sitios pueden ser considerados Clase I, Zona 0?

El interior de un tanque que contenga líquidos volátiles inflamables.

El interior de un lugar usado para pintar con spray donde se use solventes volátiles inflamables que no se encuentre adecuadamente ventilado.

El espacio entre las secciones interior y exterior de un tanque de techo flotante que contenga líquidos inflamables volátiles

El interior de tanques o pozos abiertos que contengan líquidos inflamables

El interior de un ducto de venteo que se use para ventear concentraciones inflamables de gases o vapores

El interior de cerramientos no ventilados adecuadamente que contengan instrumentos que liberan al aire, usan o analizan fluidos inflamables y que ventean dentro de los cerramientos.

Aunque esta claro que no se puede considerar una “buena practica” la instalación de equipos eléctricos en lugares clasificados como Zona 0, a veces es necesario hacerlo por que no es posible hacerlo en otra parte.

En estos casos, en que no queda otra, se hace necesario instalar sistemas eléctricos que sean intrínsecamente seguros -tal como lo describe el Artículo 504 de la NEC.



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TABLA 1 Relación Típica entre la Clasificación de Zonas y la Presencia de

Mezclas Inflamables Zona Presencia de Mezcla Inflamable

0 1000 o mas horas por año.

O mejor aun, un tiempo que representa mas del 10% del tiempo, expresado en horas, que tiene un año.

1 Entre 10 y 100 horas por año.

O mejor aun, un tiempo de entre el 0.1% y el 10% del tiempo, expresado en horas, de un año.

2 Entre una y 10 horas por año.

O mejor aun, un tiempo de entre el 0.01% y el 0.1% del tiempo, expresado en horas, de un año.

No clasificada

Cuando la mezcla inflamable esta presente menos de 1 hora cada año.

Transmisor de Posición para Áreas Clasificadas Los equipos Smar TP301 son un ejemplo de transmisores de posición utilizados en Áreas Clasificadas.

La versión de desplazamiento lineal (hasta 50 mm) se usan para indicar la posición del vástago de válvulas.

La versión de desplazamiento rotacional se usa para indicar la posición en dampers de chimenea de hornos.

Clase I, Zona 1 Un lugar se clasifica como Clase I, Zona 1, cuando:

1. Es muy probable que en esa zona existan concentraciones de gases o vapores inflamables bajo condiciones de operación normal o

2. En esa zona pueden existir frecuentemente concentraciones de gases o vapores inflamables debido a operaciones de reparación y mantenimiento o debido a fugas o



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3. En esa zona se opera equipo o procesos de naturaleza tal que la ruptura del equipo o su operación fallida pueda resultar en la liberación de concentraciones inflamables de gases o vapores y puedan causar falla simultanea de equipo eléctrico de un modo tal que el equipo eléctrico se vuelva la fuente de ignición, o

4. Esa zona sea adyacente a una zona clasificada como Clase I, Zona 0 desde la cual se puedan comunicar concentraciones inflamables de vapores, a menos que dicha comunicación se prevenga por medio de ventilación presurizada positiva adecuada que provenga de una fuente de aire limpio y que se suministren salvaguardas efectivas contra de una falla de la ventilación.

Note usted que el estándar hace referencia a “operaciones normales”. Por esto entendemos la situación en que un equipo opera dentro de sus parámetros de diseño.

Note también que bajo condiciones “normales” de funcionamiento, puede haber pequeñas liberaciones de material inflamable.

Estas pequeñas liberaciones incluyen por ejemplo las que fugan de la empaquetadura mecánica de las bombas.

Todas aquellas FALLAS que implican una reparación o un paro de planta -como puede ser la ruptura de los asientos de una bomba o los sellos de brida o el derrame causado por un accidente- no se consideran OPERACIÓN NORMAL.

Pregunta de Examen: De ejemplos de Zonas que puedan ser consideradas como Clase I, Zona 1.

Respuestas aceptables del examen:

Lugares donde se transfieran de un contenedor a otro, líquidos inflamables volátiles o gases licuados inflamables.

Áreas en la vecindad de operaciones de pintado o rociado donde se usen solventes inflamables.

Cuartos de secado ventilados adecuadamente.

Compartimientos para evaporación de solventes inflamables.

Lugares adecuadamente ventilados que contienen equipos de extracción de aceite que usan solventes inflamables volátiles.

Transmisor de Temperatura para Áreas Clasificadas Los equipos Smar TT301 son un ejemplo de transmisores de temperatura utilizados en Áreas Clasificadas.

El mismo modelo se usa para todos los tipos de termocuplas y para todos los tipos de RTD.

Clase I, Zona 2 Un lugar se clasifica como Clase I, Zona 2, cuando:

1 No es probable que en la zona existan concentraciones de gases o vapores inflamables bajo condiciones de operación normal y en caso de que ocurran solo sucede por un corto tiempo o

2 En la zona se manejan, procesan o usan líquidos volátiles, gases o vapores inflamables, pero normalmente los gases, vapores o líquidos están encerrados en contenedores cerrados o sistemas cerrados de los cuales solo pueden escapar como resultado de una ruptura accidental de contenedores o del sistema o como resultado de operaciones anormales del equipo con los cuales los líquidos gases o vapores son manejados procesados o usados.

3 En la zona se previenen las concentraciones inflamables o los gases y vapores inflamables por medio de ventilación mecánica positiva, pero que se puede volver peligrosa como resultado de una falla o de una operación fuera de lo normal del equipo usado para ventilación.

4 Una zona que es adyacente a un área Clase I, Zona, desde la cual se pueden comunicar concentraciones inflamables de gases o vapores, a menos que dicha comunicación sea prevenida por medio de ventilación



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con presión positiva de una fuente de aire limpio y se provean salvaguardas efectivas contra la falla en ventilación.

La clasificación de Zona 2 usualmente incluye áreas donde se usan líquidos inflamables volátiles o gases o vapores inflamables, pero que se puede volver peligrosa solamente en casos de un accidente o por condiciones de operación fuera de lo común.

¿Cómo se realiza la Clasificación de Zona? Paso numero 1: Consiga una persona que conozca de las propiedades de los materiales inflamables, los procesos y el equipo. Ponga esta persona en contacto con personal de seguridad, de ingeniería y de la parte eléctrica.

Paso numero 2: Sepa que los elementos básicos para establecer los tipos de zonas peligrosas son:

Identificar la fuente de liberación

Determinar el grado de la liberación

Una atmósfera de gas explosivo puede existir solo si esta presente gas o vapor con aire.

Por tanto, es menester decidir si cualquiera de estos materiales inflamables puede o no existir en el área que nos preocupa.

Por regla general, tales gases y vapores están contenidos dentro de un equipo de proceso que puede o no estar cerrado. Es necesario identificar donde puede existir dentro de un aplanta una atmósfera inflamable, o donde puede crearse una atmósfera inflamable gracias a la liberación de materiales inflamables fuera de una planta de proceso.

Cada tanque, ducto, bomba, recipiente debe considerarse una fuente potencial de liberación de material inflamable.

Si el ítem que se esta analizando NO puede contener material inflamable, claramente no necesita definir un área peligrosa alrededor.

Paso numero 3: Omita ciertas áreas.

Por experiencia se sabe que ciertas áreas pueden considerarse NO clasificadas independientemente de la ventilación, ya que no es frecuente la ocurrencia de liberación de gases o vapores inflamables.

Lugares donde las sustancias inflamables están contenidas dentro de sistemas de tuberías completamente soldados que no tengan válvulas, bridas o dispositivos similares.

Áreas adecuadamente ventiladas que rodean equipos que tienen fuentes de llama continua (por ejemplo puntas de antorcha) no necesitan ser clasificadas solo por razón de considerare el gas combustible como una fuente de liberación para propósitos de clasificación de área.

Paso numero 4: Establezca el tipo de Zona.

La probabilidad de presencia de atmósfera de gas explosivo, y por ende, el tipo de zona, depende principalmente del grado de liberación y de la ventilación.

Paso numero 5: Establezca la extensión de la Zona.

La extensión de la zona depende de los parámetros químicos y físicos, algunos de ellos propiedades intrínsecas de los materiales inflamables y otros que son específicos al proceso.

Velocidad a la que se libera el gas o vapor. Si el producto esta contenido dentro de un equipo de proceso, la velocidad de liberación esta en directa relación con la presión del proceso. Si la presión es alta, podemos esperar un chorro en forma de cono que perfore el aire y se diluya. En este caso la extensión de la



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atmósfera explosiva será prácticamente independiente de la velocidad del viento. Si la presión es baja o si su velocidad se destruye por un objeto sólido en su ruta de escape, se forma una nube que será llevada por el viento y su dilución y extensión depende de la velocidad del viento.

Geometría de la fuente de liberación: ¿es una superficie abierta? ¿es una brida que tiene fuga?

Concentración. La velocidad de liberación se incrementa con la concentración de gas o vapor inflamable en la mezcla liberada.

Volatilidad del liquido inflamable

Temperatura del líquido.

Ventilación El gas o vapor que se liberan en la atmósfera se diluyen en el aire, hasta que su concentración llega por debajo de lo que se conoce con el nombre de Limite Inferior de Explosión.

En ingles, el nombre que se le da es LEL o Lower Explosion Limit.

LEL o Lower Explosion Limit es el término que denomina la concentración de gas o vapor inflamable en el aire, por debajo del cual, la atmósfera gaseosa es NO explosiva.

UEL o Upper Explosion Limit (Limite Superior de Explosión) es el término que denomina la concentración de gas o vapor inflamable en el aire, por arriba de la cual la atmósfera es NO explosiva.

En otras palabras, para que una atmósfera sea explosiva, usted necesita que la concentración de gas o vapor inflamable se encuentren entre el LEL y el UEL.

En el contexto de nuestro estudio, podemos definir ventilación como el movimiento de aire que lleva al reemplazo de la atmósfera en un volumen alrededor de la fuente de liberación por aire fresco, lo cual promueve la dispersión o dilución de la atmósfera explosiva.

Ventilación es el movimiento de aire que lleva al reemplazo de la atmósfera en un volumen alrededor de la fuente de liberación por aire fresco, lo cual promueve la dispersión o dilución de la atmósfera explosiva.

Una ventilación adecuada, logra evitar la persistencia de una atmósfera explosiva de gas, y por tanto, ejerce una influencia en el tipo de la Zona.

La ventilación se puede lograr por medios naturales como el viento o los gradientes de temperatura, o por medio artificiales como ventiladores.

En la gran mayoría de los casos, en lugares abiertos, la ventilación natural es suficiente para asegurar que la atmósfera explosiva se disperse.

Para áreas abiertas, la ventilación normalmente se basa en una velocidad de viento mínima asumida de 0.5 metros por segundo, presente en forma continua. Esta suposición es bastante sobria cuando usted toma en cuenta que normalmente la velocidad del viento esta por arriba de 2 metros por segundo.

Normalmente tenemos ventilación natural suficiente en:

Situaciones de áreas abiertas como estructuras abiertas, bombas, pipe racks y similares

Una construcción abierta que teniendo en cuenta la densidad relativa de los gases o vapores, tiene aperturas en las paredes, en el techo o en ambos, y cuyas dimensiones son tales y ubicadas de tal forma dentro de la construcción, que permiten un nivel de ventilación igual al de una situación de cielo abierto, para los propósitos de clasificación de área



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Una construcción que no constituye una construcción abierta, pero que tiene ventilación natural (generalmente menor que la de una construcción abierta) suministrada por aperturas permanentes hechas con el propósito de conseguir una buena ventilación.

La ventilación artificial, aunque usualmente se usa para espacios cerrados o para interiores, puede también aplicarse en situaciones de cielo abierto para compensar la ventilación natural impedida por obstáculos.

Con el uso de la ventilación artificial se puede lograr varias cosas:

Reducción de la extensión geográfica de la zona

Disminución del tiempo de persistencia de una atmósfera explosiva

Prevención de la generación de una atmósfera explosiva

Un sistema de ventilación artificial cuyo objetivo es servir como protección contra explosiones, debe cumplir ciertos requisitos:

Se debe controlar y monitorear su efectividad

Se debe dar consideración a la clasificación del punto de descarga inmediatamente por fuera del sistema de extracción

El aire que se usa para ventilación de un área peligrosa, debe ser tomado de un área que NO sea peligrosa

Antes de poder determinar las dimensiones y el diseño del sistema de ventilación que se a va a utilizar, se necesita tomar en cuenta la ubicación, el grado de liberación y la tasa a la que se produce la liberación del gas o vapor en consideración

Se debe tener presente que los gases y vapores inflamables, usualmente tienen densidades diferentes del aire. Por tanto, los gases y vapores tienden a acumularse cerca del piso o del techo cuando se encuentran en un área cerrada. Es justamente en estos dos sectores, arriba y abajo, donde el movimiento de aire es el menor.

La densidad de los gases cambia con la temperatura.

Los obstáculos u objetos que se encuentran en la trayectoria de la corriente de aire, pueden disminuir e inclusive anular el movimiento de aire.

Por ello, en ocasiones se deberá poner ventiladores no solo en el techo, sino también en las paredes o en ambos lugares para mejorar la ventilación.

Ventilación: poca, media, mucha El estándar RP 505 define 3 grados de ventilación:

Alta Ventilación.

Cuando la ventilación es tal que puede reducir la concentración en la fuente de liberación, prácticamente en forma instantánea.

El resultado es una concentración por debajo del LEL, y por tanto, una clasificación de zona sumamente pequeña o despreciable.

Media Ventilación.

En este caso, la ventilación puede controlar la concentración.

En este caso, el resultado es una situación estable, en la que, la concentración mas allá de la frontera de la Zona definida, esta por debajo del LEL, mientras exista una liberación en progreso.

Cuando la liberación cesa, la atmósfera explosiva deja de existir.

Baja Ventilación.

En este caso, la ventilación NO puede controlar la concentración mientras se da una liberación de gas o vapor.



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Tampoco la ventilación puede prevenir la persistencia de una atmósfera inflamable después de que la liberación ha parado.

De lo que acabamos de decir, debería ser obvio que el grado de ventilación, no depende exclusivamente de la cantidad de aire, sino más bien de las circunstancias propias de cada situación.

Por ello, la determinación del grado de ventilación requiere en primer lugar que se conozca con certeza la máxima tasa de liberación de gas o vapor en la fuente de liberación.

Para determinar esta máxima tasa de liberación, se hace uso de la experiencia verificada, de un cálculo razonable o de la asunción de hipótesis razonables.

Este método dará resultados aproximados, cuyas limitaciones deben ser apreciadas y tomadas en cuenta.

Por ello se usan factores de seguridad que permitan errar hacia el lado seguro.

Ejemplo de Calculo de Ventilación Se tiene una fuente de liberación que es la boquilla de un sistema de llenado de botellones de propano. La tasa de liberación de gas tiene un valor máximo de 0.005 kg/s.

¿Cuanto aire necesita usted suministrar, a este nivel de liberación de gas propano, para asegurarse que esta por debajo del LEL?

El primer dato que necesitamos saber es LEL del propano.

El LEL del propano es 0.039 kg/m3 o 2.1% del volumen.

Si la tasa de liberación es de 0.005 kg/s y el LEL al que apuntamos es 0.039 kg/ m3, entonces la pregunta de oro que se plantea es la siguiente: ¿Cuantos metros cúbicos de aire necesitamos suministrar por segundo, para lograr que la fuga de propano de 0.005 kg/s se disuelva hasta un nivel de 0.039 kg/m3? :

Ventilación1 = Gas liberado / LEL

= (0.005 kg/s) / (0.039 kg/m3)

= 0.128 m3/s

El primer cálculo nos da una ventilación necesaria de 0.128 m3/s para diluir la atmósfera explosiva a nivel LEL.

En este caso, por tratarse de un sistema de llenado de botellones, hablamos de una Liberación de Grado Primario, es decir, una liberación de gas que ocurre periódicamente durante la operación. La norma establece que para Liberaciones de Tipo Primario, se debe usar un factor de seguridad k igual a 0,25. Este factor se aplica al LEL.

Usted, inquisitivo lector, se preguntara ¿Qué significa que este factor k se aplique al LEL?

Significa que, en lugar de pedir que la ventilación baje la concentración de gas hasta el nivel LEL, vamos a pedir que la baje hasta 0.25 de LEL. Es decir hasta el 25% de LEL.

En otras palabras, si sabemos que el LEL es de 0.039 kg/m3, vamos a pedir que la concentración sea de 0.00975 kg/m3 o sea del 25% del valor de LEL para este gas.

El cálculo anterior, que hemos hecho de ventilación, se vera afectado de la siguiente manera:

Ventilación2 = Gas liberado / k * LEL

= (0.005 kg/s) / (0.25 * 0.039 kg/m3)

= (0.005 kg/s) / (0.00975 kg/m3)



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= 0.513 m3/s

Como se puede ver, la cantidad de ventilación necesaria, tomando en cuenta el factor de seguridad k, ha subido.

Si antes era necesario 0.128 m3/s para ventilar el área, ahora es necesario 0.518 m3/s.

Es decir que si tomamos en cuenta el factor de seguridad k = 0.25, necesitamos 4 veces más aire para lograr una ventilación adecuada.

Siguiendo con el desarrollo del ejemplo, podemos aprender mas cosas. Suponga que esta es una situación se desarrolla a una temperatura ambiente de 35ºC.

La temperatura ambiente tiene un efecto de contribuir a la expansión de los gases, tal como lo establece la Ley Universal de los Gases.

La expansión es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas.

La formula de ventilación hasta ahora ha tomado en cuenta tan solo el factor LEL. Para nuestro siguiente calculo, debemos tomar en cuenta que la temperatura que se considera como temperatura de referencia es de 20ºC (o 293ºK).

En otras palabras, toda temperatura que este por arriba de los 20ºC (o 293ºK) tendrá un efecto sobre la cantidad de aire necesario.

Este efecto se mide mediante el llamado Coeficiente de Temperatura. El Coeficiente de Temperatura resulta de dividir la temperatura ambiente expresada en grados absolutos, entre la temperatura ambiente de referencia, expresada también en grados absolutos.

Coeficiente de Temperatura = T / 293K

= (35C + 273K ) / 293K = 308K / 293K

= 1.05

El coeficiente de temperatura, para el caso que nos ocupa, se calcula sumando el número 273 a 35 para convertir la temperatura ambiente actual de 35 grados Centígrados a grados Kelvin. Esto da como resultado una temperatura ambiente de 308 grados Kelvin. La temperatura ambiente expresada en grados absolutos, dividida entre la temperatura ambiente de referencia que es de 293 grados Kelvin, nos da un Factor de Temperatura de 1.05.

¿Qué significa esto? Significa que gracias a que la temperatura ambiente del ejemplo, esta 5% por arriba de la temperatura ambiente que se toma como referencia en los cálculos originales, el gas propano sufre una expansión de volumen de 5%. Por tanto, se deberá agregar un 5% más de aire a nuestro cálculo original de ventilación –recuerde que estamos haciendo un calculo volumétrico- necesaria para diluir la atmosfera explosiva.

Ventilación3 = 0.513 m3/s * 1.05

= 0.539 m3/s

Datos finales del ejemplo: El sitio es un local cerrado, donde se ha logrado establecer 20 cambios de aire por hora, con un factor de calidad de 1.

Un Cambio de Aire se define, para una situación de áreas cerradas, como: el suministro de un volumen de aire equivalente al volumen del área cerrada, por unidad de tiempo.

Si usted tiene un ambiente de 3 metros de ancho por 3 metros de alto por 3 metros de profundidad, usted necesitara suministrar 27 m3 de aire fresco para realizar 1 cambio de aire. El cambio de aire se especifica por C y denota el número de cambios de aire fresco por unidad de tiempo s-1. Si a este cuarto, usted suministra un caudal de 54 m3/h de aire, entonces tendrá 2 cambios de aire por hora.

Matemáticamente el Cambio de Aire se calcula usando la siguiente formula:



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C = dVtot / dt

Vo

Donde: C representa el Cambio de Aire

dVtot / dt es el flujo total de aire fresco y Vo es el volumen total a ser ventilado

En el caso de una situación de exteriores, aun las velocidades bajas de viento, crean un gran número de cambios de aire. Por ejemplo una velocidad de viento de 0.5 m/s da una tasa de cambios de aire de mas de 100 por hora o lo que es lo mismo 0.03/s.

Factor de Calidad El Cambio de Aire, en un mundo ideal, resulta en una dilución de la mezcla explosiva en forma homogénea e instantánea. En el ejemplo que vimos antes, bastaba con entregar una cantidad de 27 m3 a un cuarto cuyas dimensiones dan un volumen de 27 m3, para obtener 1 cambio de aire.

En la práctica, se ha visto que un cambio de aire no produce mezclas instantáneas y homogéneas en la fuente de liberación. En la vida real hay impedimentos al flujo de aire que resultan en partes del área mal ventiladas. Para tomar en cuenta estos efectos, se usa el factor de calidad.

El factor de calidad, afecta al valor C de Cambio de Aire, dividiendo el valor entre un numero f.

Este número identifica la eficiencia de la ventilación en términos de su efectividad para diluir la atmósfera explosiva.

El numero f, toma un valor que va entre 1 y 5.

La situación ideal se representa con f = 1.

La división del valor C entre 1, da nuevamente el valor de C.

Es decir que la capacidad del cambio de aire para diluir la atmósfera explosiva es completa.

O si prefiere decirlo con números, la capacidad es 100% de C.

La peor situación se representa con f = 5.

La división del valor C entre 5, da un valor de C disminuido.

Es decir que la capacidad del cambio de aire para diluir la atmósfera explosiva es apenas del 20% de C (si usted divide C entre 5, le queda el 20% de C).

Fórmula para Cálculo de Ventilación De todo lo que hemos visto previamente, para calcular el flujo volumétrico mínimo de aire fresco que se necesita para diluir una liberación de material inflamable, al nivel requerido de concentración, por debajo del Limite Explosivo Inferior, se usa la formula siguiente:

(dV/dt)min = (dG/dt)max * T

k * LEL 293

Donde

(dV/dt)min Es el caudal volumétrico mínimo de aire fresco, expresado en unidad de



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volumen por unidad de tiempo, m3/s

(dG/dt)max Es la tasa máxima de liberación de gas o vapor inflamable liberado por la fuente, expresado en unidad de masa por unidad de tiempo, kg/s

k Es el factor de seguridad aplicado al LEL.

Este es un numero adimensional que define nuestro “deseo de estar seguros”.

Si nosotros deseamos estar seguros de que el ambiente NO contiene una mezcla explosiva, usamos el factor de seguridad k.

Los valores que toma son k = 0.25 para el caso de liberaciones de grado continuo y primario, y k = 0.5 para el caso de liberación de grado secundario

El factor k = 0.25, significa 25%.

Esto significa que, en lugar de pedir una ventilación que logre bajar la concentración de gas explosivo al nivel LEL, vamos a pedir una ventilación que lo baje más aun.

Vamos a pedir una concentración de gas a tan solo el 25% del nivel LEL.

T Es la temperatura ambiente (en grados Absolutos).

La formula de calculo toma en cuenta la temperatura por la sencilla razón de que se sabe que el volumen del gas aumenta a medida que aumenta la temperatura. Esto lo enseña le Ley Universal de los Gases. Al aumentar el volumen del gas o vapor, consecuentemente, es necesario un mayor volumen de aire para disolver el gas.

Por otro lado, a medida que aumenta la temperatura del gas, es menor la energía que se necesita para inflamar una mezcla explosiva. En el caso extremo, una mezcla explosiva a una alta temperatura, no necesita ningún agregado de energía proveniente de un circuito eléctrico para inflamarse, ya que se inflamara por si sola.

En la formula de calculo, se divide la temperatura, expresada en grados absolutos, entre 293. Reflexionemos sobre esto: 293 grados absolutos (o grados Kelvin) representa una temperatura ambiente de 20 grados centígrados. En otras palabras, la temperatura que se toma como referencia en esta formula es 20ºC. La temperatura ambiente por arriba de los 20ºC contribuye a elevar la cantidad de aire necesario para diluir una mezcla de gas inflamable.

LEL Es el Limite Explosivo Inferior, expresado en unidades de masa por volumen, kg/m3

Para el caso del ejemplo que nos ocupa:

(dV/dt)min = 0.005 kg/s * 308

0.25 * 0.039 kg/m3 293

Por lo tanto: (dV/dt)min = 0.539 m3/s

En resumen: 0.539 m3/s es el caudal de aire fresco mínimo que se necesita para diluir una liberación de 0.005 kg/s de propano, al nivel requerido de concentración que es por debajo del Limite Explosivo Inferior o LEL -que para el caso del propano es de 0.039 kg/m3- tomando en cuenta que se trata de una Liberación de Grado Primario –ya que es una liberación de gas que ocurre periódicamente durante el llenado de garrafas-, y que por tanto exige que usemos un factor de seguridad k de 0.25.



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Grados de Liberación Se definen 3 grados básicos de liberación de gas o vapor, que tienen que ver con la posibilidad de que se presente una atmósfera explosiva:

Grado de Liberación Continua

Grado de Liberación Primaria

Grado de Liberación Secundaria

Hablamos de Grado de Liberación Continua cuando… usted lo adivinó, cuando la liberación es continua, o cuando se espera que la liberación ocurra por periodos prolongados de tiempo.

Grado de Liberación Primaria se refiere a aquellas liberaciones que se espera ocurran periódica u ocasionalmente durante la operación normal.

Finalmente se habla de Grado de Liberación Secundaria cuando NO esperamos que ocurra una liberación de gas o vapor bajo condiciones de operación normal, y si llegara a ocurrir, es probable que esta liberación ocurra solo en forma poco frecuente y por periodos cortos de tiempo.

La Nube Durante todo el boletín hemos estado hablando de áreas o de zonas. Pero lo que ello representa en la vida real es una nube de gas o vapor explosivo.

El estándar provee los medios para calcular el tamaño de dicha nube o el Volumen de Zona, llamado también Vz (V sub zeta) para aquellos que gustan de la nomenclatura matemática.

El volumen de la zona es un volumen hipotético de una atmósfera potencialmente explosiva que se forma alrededor de la fuente de liberación de gas o vapor inflamable.

Para calcular este volumen, se necesita conocer el grado de ventilación de área.

La formula de cálculo a utilizar es la siguiente:

Vz = f * (dV/dt)min

C

Vz representa el volumen sobre el que, la concentración media del gas o vapor inflamable, será 0.25 o 0.5 veces el LEL, dependiendo del valor de seguridad k, que se uso en la formula para calcular el volumen mínimo de ventilación.

f es el Factor de Calidad de la ventilación

C es el numero de cambios de aire fresco por unidad de tiempo (s-1)

(dV/dt)min es el caudal volumétrico mínimo de aire fresco, expresado en unidades de volumen por unidad de tiempo, m3/s

Para el caso del ejemplo que hemos decidido utilizar en este Boletín, la solución de esta ecuación viene dada por:

Vz = 1 * 0.539 m3/s = 96.2 m3

5.6*10-3 s-1



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Seguramente que usted se estará preguntando: ¿de dónde salió ese denominador?

El dato que teníamos originalmente decía que teníamos 20 cambios de aire por hora. ¿Cómo llegamos desde ahí hasta el denominador 5.6*10-3 s-1?

Lo hacemos mediante una conversión de unidades. Si tenemos 20 cambios por hora, y tomamos en cuenta que una hora tiene 3600 segundos, basta dividir 20 entre 3600 y llegaremos al numero mágico de 0.0056 cambios de aire por segundo, o lo que es lo mismo, utilizando nomenclatura de superíndices: 5.6*10-3 s-1.

Lo que nos indica el resultado de Vz es que mientras haya una liberación de gas propano en las circunstancias mencionadas, se formara una nube con un nivel de mezcla de 0.25 veces el LEL de dimensiones 96.2 m3.

Esta nube se crea alrededor de la fuente de liberación del gas propano.

En los extremos de este volumen hipotético estimado, la concentración del gas propano, será significativamente menor que el LEL, por tanto, el volumen hipotético donde la concentración esta por arriba del LEL, es mucho menor que Vz.

Esta fuente desaparece cuando la fuente de liberación deja de funcionar, en otras palabras cuando se deja de llenar botellones de propano.

La formula matemática para calcular el Vz indica que el volumen de la nube será menor, mientras mayores cambios de aire se realicen. Esto coincide con lo que sucede en la vida real.

Tiempo de Persistencia El tiempo de persistencia, es el tiempo que se necesita para que una concentración promedio caiga desde un valor inicial de X0 hasta el nivel LEL multiplicado por k, después de que ha parado la liberación de gas o vapor.

t = -f ln LEL * k

C X0

t = tiempo de persistencia

f = factor de calidad

C = Cambios de Aire por unidad de tiempo

LEL = Lower Explosive Level

k = factor de seguridad relativo al LEL

X0 = valor inicial de la concentración de sustancia inflamable medida en las mismas unidades que el LEL (es decir, en % de volumen o en kg/m3).

En alguno lugar en la atmósfera explosiva, la concentración de flamabilidad puede ser de 100% del volumen. Generalmente en la proximidad de la fuente de liberación del gas o vapor inflamable.

Sin embargo, para efectos del cálculo de t, el valor adecuado de X0 que se toma en cuenta, depende del caso particular. SE considera entre otras cosas, el volumen afectado así como la frecuencia y duración de la liberación, y para la mayoría de los casos prácticos, se toma una concentración por arriba del valor LEL.

Para nuestro ejemplo:

t = -1 ln 2.1 * 0.25 = 0.26 h

20 h-1 100

Es decir que la vida de la nube explosiva es de aproximadamente un cuarto de hora (15 minutos), después de que cesa la emisión de gas propano.

J.S.

Cual es su opinión sobre este número del Boletín. ¿Cumplimos con sus expectativas? Hágamelo saber y sugiéranos los temas que le preocupan en su planta.

Para mas información: Electrical Instruments in Hazardous Locations, 4th Edition, Ernest Magison, ISA.