Tecnología de Equipos a prueba de Explosión

Introducción a las Normativas IEC-60079

Publicaciones en áreas peligrosas
 
   
 Introducción a los principios de protección contra explosiones
Tabla de recomendaciones IEC 79
Tabla estándares Europeos CENELEC EN 50 ......
Requisitos de construcción para aparatos eléctricos
Ejemplos de Certificados de Conformidad
Regulaciones técnicas para la protección contra explosiones
Clasificación de áreas de alto riesgo por zonas
Tipos de protección en áreas clasificadas
Clasificación en Grupos de Explosión
Clasificación en Clases de temperatura
Métodos de canalizaciones en áreas clasificadas
Clases de protección relacionadas con cubiertas Código IP
Tabla de Códigos IP

 

INTRODUCCION A LOS PRINCIPIOS SOBRE EQUIPOS ELECTRICOS CON PROTECCIÓN CONTRA EXPLOSIONES

de acuerdo con las normativas  EN 50 014 ... 50 028

En la elaboración, procesamiento, transporte y almacenamiento de sustancias inflamables, como productos químicos y derivados del petróleo (por ejemplo: el Benceno, el Alcohol, el Acetileno, y el Gas de hulla), es inevitable que ocurran escapes de gases y vapores que, en contacto con el oxígeno de la atmósfera, pueden producir mezclas de una concentración explosiva. La ignición accidental de tales mezclas - ocasionada, por ejemplo, por una chispa eléctrica o una superficie excesivamente caliente - puede causar una explosión que ponga en peligro la vida humana y los bienes. A fin de evitar estos riesgos, numerosos países han desarrollado métodos específicos de seguridad. En vista del creciente carácter internacional de las industrias, se considera ampliamente recomendable el establecimiento de estándares internacionales y acuerdos con respecto a los métodos de seguridad.

 

Normativas legales en la República Federal Alemana

Con el objetivo de proteger la vida y la salud de las personas al igual que la integridad de los bienes ante posibles riesgos surgidos como consecuencia del uso de corriente eléctrica, se creó en 1893 la "Asociación de Ingenieros Eléctricos Alemanes" (VDE) por medio de la iniciativa privada. En 1943, esta asociación publicó sus "Regulaciones para aparatos eléctricos con protección contra explosiones en el sector de la minería y otras industrias".El ajuste de estas "Regulaciones" con legislación por decreto se efectuó el 13 de octubre de 1943 mediante las "Regulaciones de Seguridad para equipos eléctricos en atmósferas explosivas y minas expuestas a riesgos de explosión por el metano". Debido a que la validez de estas regulaciones de seguridad expiraba después de sólo 20 anos, el Gobierno Federal promulgó en 1963 las "Regulaciones para equipos eléctricos en áreas de alto riesgo" (ExVO). Como resultado de los Mandatos de la CEE, dichas regulaciones tuvieron que ser revisadas.

Cooperación por medio de la "Comisión Internacional Electrotecnia" (IEC)

La primera iniciativa de cooperación internacional surgió a partir del trabajo de la IEC, que fue establecida en 1906 con el objetivo de formular recomendaciones unificadas en el campo de la tecnología eléctrica. En la actualidad, participan en el proceso 43 países. La principal sede administrativa de la IEC se encuentra en Ginebra y en el desempeño de sus funciones tiene como idiomas oficiales el inglés, el francés y el ruso. El trabajo técnico es efectuado por las comisiones técnicas ("TC"), conformada por expertos que representan a todos los países integrantes. Cuando el trabajo de una comisión técnica es particularmente amplio, pueden designarse Subcomisiones ("SC") y Grupos de Trabajo ("WG").La comisión técnica TC 31, que inició sus actividades en 1950, se ocupa del desarrollo de las recomendaciones relacionadas con la construcción e instalación de aparatos eléctricos con protección contra explosiones. Como resultado de la labor de la comisión y sus grupos de trabajo, ya se ha publicado una serie de recomendaciones de la IEC, sobre el tema de la protección de aparatos eléctricos contra explosiones.

Estas recomendaciones forman parte de las siguientes publicaciones:

 

 

Publicación IEC:

Comentarios
79-0 Requerimientos generales
79-1 Construcción y pruebas de cajas antideflagrantes de aparatos eléctricos
79-1A Método de prueba para la determinación de la máxima brecha de seguridad experimental
79-2 Aparatos eléctricos - tipo de protección "p"
79-3 Aparato de prueba de chispas para circuitos con seguridad intrínseca
79-4 Método de prueba para temperatura de ignición -4A
79-5 Aparatos rellenos de arena
79-6 Aparatos sumergidos en aceite
79-7 Construcción y prueba de aparatos eléctricos, tipo de protección "e"
79-10 Clasificación de áreas de alto riesgo
79-11 Construcción y pruebas en aparatos con seguridad intrínseca y otros equipos relacionados
79-12

Clasificación de mezclas de gases o vapor con aire de acuerdo con su máxima brecha de seguridad experimental y mínimas corrientes de ignición

79-13 Construcción y uso de salas o edificaciones protegidas mediante presurización
79-14 Instalación eléctrica en atmósferas de gas explosivas (distintas a las minas)

 

 

Estas recomendaciones, desarrolladas por comisiones técnicas en las cuales están representadas las comisiones nacionales de todos los países involucrados, presentan el enfoque más próximo a la unificación de los criterios expresados por los miembros sobre el tema en particular. Estas reglamentaciones poseen el carácter de recomendaciones con validez internacional y son aceptadas, en tal sentido por las comisiones nacionales.

Cooperación dentro de la Comunidad Europea (CEE)

En mayo de 1969, el Consejo de la Comunidad Europea acordó el establecimiento de un programa para la eliminación de barreras técnicas al comercio internacional. Uno de los requisitos previos para lograr un comercio sin restricciones lo constituye la existencia de regulaciones uniformes para atmósferas de alto riesgo y estándares uniformes para los equipos. A fin de armonizar las regulaciones, el Consejo del Gabinete (de la CEE) en Bruselas ratificó el 18 de diciembre de 1975 el "Mandato para la Armonización de las leyes de los Estados Miembros en relación con equipo eléctrico utilizado en atmósferas potencialmente explosivas". Este Mandato Principal está complementado con un Mandato Específico que fue aprobado el 6 de febrero de 1979 por el Consejo Europeo. El mandato establece que los Estándares Europeos EN 50 014 a 50 020, los cuales fueron presentados por la Comisión Europea para la Normalización (Estandarización) Electrotecnia (CENELEC), son aceptados y que las regulaciones nacionales dictaminadas por ley de todos los países de la CEE deberían ajustarse para el 6 de agosto de 1980 a las recomendaciones estipuladas. La responsabilidad por la preparación de los Estándares Europeos recae en el CENELEC, la Comisión Europea para la Normalización Electrotecnia. Además de los Estados Miembros de la CEE, todas las siguientes naciones: Austria, Finlandia, Grecia, Noruega, Portugal, España, Suecia y Suiza, participan en este trabajo. Los Estándares Europeos son publicados en tres versiones oficiales, en los idiomas inglés, francés y alemán. Los Miembros de CENELEC están obligados a cumplir las condiciones establecidas en las reglamentaciones internas de CENELEC, según las cuales se debe conferir carácter de estándares nacionales, sin ninguna clase de alteración cualquiera que sea, a los Estándares Europeos promulgados.

Los siguientes Estándares Europeos fueron adoptados de manera unánime por la Comisión Técnica de CENELEC (TC 31) y en el presente tienen validez en los países de la CEE:

Publicación:

Comentarios
EN 50 014 Requerimientos generales
EN 50 015 Inmersión en aceite "o"
EN 50 016 Aparatos presurizados "p"
EN 50 017 Relleno de polvo "q"
EN 50 018 Cajas antideflagrantes "d"
EN 50 019 Seguridad aumentada "e"
EN 50 020 Seguridad intrínseca "i"
EN 50 028 Moldeado (de resina) "m"

Los aparatos eléctricos fabricados de acuerdo con los mencionados estándares, a los cuales un organismo autorizado de la CEE para pruebas confirió un Certificado de Conformidad, pueden ser instalados y utilizados en territorio de cualesquiera de los estados miembros de la CEE (a condición, sin duda, que el estado miembro en cuestión haya adoptado el Mandato de la CEE dentro de su legislación establecida por decreto). En aquellos países de CENELEC que no sean miembros de la CEE, podría requerirse de una prueba o aprobación adicional.

 

 

 

Requisitos de Construcción para Aparatos Eléctricos con protección contra Explosiones

Los "Estándares Europeos"(EN), que fueron establecidos por los países de CENELEC, tienen validez como estándares nacionales en todos los países afiliados. Los Estándares Europeos (EN) son idénticos en todos los países con respecto a su contenido. Los mismos son publicados como estándares nacionales de la manera que se indica a continuación:

País

Requerimientos

generales

Caja

Antideflagrante "d"

Seguridad

aumentada "e"

Seguridad

intrínseca "i"

Internacional (CENELEC) EN 50 014 EN 50 018 EN 50 019 EN 50 020
Bélgica NBN C23-001 NBN C23-103 NBN C23-102 NBN C23-101
Dinamarca AFSNIT 50 AFSNIT 50-4 AFSNIT 50-4 AFSNIT 50-6
Alemania DIN EN 50 014

VDE 0170/0171 T.1

DIN EN 50 018

VDE 0170/0171 T.5

DIN EN 50 019

VDE 0170/0171 T.6

DIN EN 50 020

VDE 0170/0171 T.7

Finlandia SFS 4094 SFS 4098 SFS 4099 SFS 4100
Francia NF C23-514 NF C23-518 NF C23-519 NF C23-520
Gran Bretaña BS 5001: Parte 1 BS 5501: Parte 5 BS 5501: Parte 6 BS 5501: Parte 7
Italia CEI 31-8 CEI 31-1 CEI 31-7 CEI 31-9
Holanda NEN-EN 50014 NEN-EN 500 018 NEN-EN 500 019 NEN-EN 500 020
Noruega NEN 110 NEN 114 NEN 115 NEN 116
Austria EN 50 014 EN 50 018 EN 50 019 EN 50 020
Suecia SS EN 50 014 SS EN 50 018 SS EN 50 019 SS EN 50 020
Suiza SEV 1068-EN 50 014 SEV 1072-EN 50 018 SEV 1073-EN 50 019 SEV 1074-EN 50 020
España UNE 21 814 UNE 21 818 UNE 21 819 UNE 21 820

 

 
 

Certificados de Conformidad

En el pasado, los cambiantes requisitos de construcción y pruebas para aparatos con protección contra explosiones y la requerida certificación legal por parte de una estación nacional de pruebas en algunos países constituían barreras comerciales en la Comunidad Europea. En los mandatos sobre la armonización de las leyes de los países miembros con respecto a equipo eléctrico para uso en atmósferas potencialmente explosivas (recomendaciones de la CE) se determinó que los estados miembros podrían no prohibir el libre comercio de aparatos eléctricos, si el equipo mencionado cumple con los Estándares Europeos. En el mandato específico se estipulan detalles sobre la certificación e identificación. Los certificados de pruebas, emitidos por los siguientes organismos autorizados de pruebas son reconocidos en igual medida por las partes.

Para información se presenta muestra de certificados emitidos por los organismos autorizados de pruebas.

Certificado de Conformidad

 

 
 

Regulaciones técnicas para la protección contra explosiones

Definiciones

  • Las instalaciones eléctricas, de acuerdo con ElexV, son aparatos individuales o interconectados, que producen, transforman, almacenan, transmiten, distribuyen, miden o utilizan energía eléctrica.
  • Las áreas de alto riesgo, de acuerdo con ElexV, son áreas donde pueden generarse atmósferas potencialmente explosivas debido a las condiciones locales y operacionales.
  • Las atmósferas potencialmente explosivas, de acuerdo con ElexV, son mezclas constituidas por aire y gases, vapores, nieblas o polvos inflamables bajo condiciones atmosféricas, que permiten que continúe un proceso de combustión iniciado a partir de una fuente de ignición, después que tuvo lugar la ignición (explosión).
  • Las áreas de alto riesgo están clasificadas en zonas de acuerdo con la posibilidad de que se genere una atmósfera potencialmente explosiva. .

Clasificación de las zonas

Al momento de evaluar el peligro de explosión, por ejemplo cuando se definen las áreas de alto riesgo, debe tomarse en consideración el Conjunto de Normas para la prevención de riesgos debido a atmósferas explosivas, acompañado de muestras recogidas proporcionadas por la asociación comercial de industrias químicas. Si existen casos especiales o dudas con respecto a la clasificación de las áreas de alto riesgo, las autoridades que efectúan una inspección, por ejemplo la inspectoría de una fábrica, tomarán la decisión al respecto. Si surgen dudas en relación con la clasificación, la extensión de las medidas de protección en el área de alto riesgo debe ajustarse a la mayor probabilidad de que se genere una atmósfera potencialmente explosiva. En las Zonas 1 y 0 únicamente pueden usarse aparatos eléctricos con protección contra explosiones que cumplan con los reglamentos de ElexV.

En la Zona 0 únicamente pueden instalarse aparatos, específicamente certificados para este propósito.

En la Zona 2 también pueden utilizarse aquellos aparatos que hayan sido certificados para las Zonas 1 y 0. Igualmente se pueden instalar en la Zona 2 aquellos aparatos eléctricos, que cumplan requisitos especiales establecidos por VDE 0165/9.83, Apéndice A.

Clasificación de áreas, que presentan alto riesgo por la presencia de gases, vapores o nieblas inflamables.

Zona 0

Atmósfera de gas explosivo

= de modo continuo o por períodos  prolongados

La Zona 0 abarca áreas, en las cuales exista la presencia de una atmósfera de gas explosivo de manera continua o por períodos prolongados. Esta clasificación se aplica normalmente al área interior de contenedores o aparatos (vaporizadores, reactores, etc.), si se cumplen los requisitos establecidos para la Zona 0.

Zona1

Atmósfera de gas explosivo

= de modo poco frecuente

La Zona 1 abarca áreas, en las cuales se puede esperar que exista la presencia de una atmósfera de gas explosivo de manera poco frecuente.

Esta clasificación puede aplicarse a

  • áreas que rodean la Zona 0
  • áreas que rodean puertas de carga
  • áreas que rodean instalaciones de tuberías y drenajes
  • áreas, en las que se encuentren instalados aparatos frágiles, vidrios, cerámica o tubos similares.
  • áreas que rodean casquillos para paso de cables, sujetados sin la firmeza necesaria, por ejemplo sobre bombas o válvulas,
  • el interior de equipos tales como vaporizadores, reactores.
  •  

Zona 2

Atmósfera de gas explosivo

= sólo por un breve período

La Zona 2 abarca áreas, en las cuales sólo puede esperarse la presencia de una atmósfera de gas explosivo de manera muy poco frecuente ó y si ella se genera, existirá por períodos breves únicamente.

Esta clasificación se aplica a

  • áreas que rodean las Zonas 0 y 1
  • áreas alrededor de conexiones con bridas con las comunes empacaduras planas, cuando se utilizan tubos en áreas cerradas.

Las salas, en donde se distribuyen materiales inflamables a través de tubos con conexiones con soldadura directa o soldadura con latón, no son áreas de alto riesgo.

Clasificación de áreas, que presentan alto riesgo por la presencia de polvos inflamables

Zona 10

Atmósfera de polvo explosivo

= de modo frecuente

La Zona 10 abarca áreas en las que existe una atmósfera potencialmente explosiva frecuentemente por períodos prolongados.

En general esta clasificación se aplica únicamente al interior de equipos (molinos, secadores, mezcladoras, transportadoras, silos, etc.), si el polvo puede generar mezclas potencialmente explosivas de manera frecuente o por períodos prolongados.

Zona 11

Atmósfera de polvo explosivo

= de modo poco frecuente

La Zona 11 abarca áreas, donde la perturbación ocasional de depósitos de polvos puede generar atmósferas potencialmente explosivas por períodos breves. Esta clasificación se aplica a áreas que rodean equipo que contiene polvo, que podría levantarse, generando posiblemente de este modo peligrosos depósitos de polvo (por ejemplo, molinos).

Clasificación de zonas para áreas de atención médica:

Zona G, también denominada "sistemas cerrados de gas en áreas de atención médica", también abarca áreas no cerradas en su totalidad, donde se producen, transportan o utilizan en pequeñas cantidades, de modo constante o poco frecuente, mezclas potencialmente explosivas (excepto atmósferas potencialmente explosivas).

Zona M, también denominada "ambiente médico", abarca la sección de un área, donde una atmósfera potencialmente explosiva puede generarse sólo por períodos breves debido al uso de analgésico o agentes desinfectantes o limpiadores de manchas médicos.

 

 

Tipos de protección

En todo el mundo se utiliza el mismo principio básico de la protección contra explosiones. El método es evitar que materiales inflamables (gas, vapor, niebla o polvo) en peligrosas cantidades de aire (y oxígeno) - fuentes de la ignición, estén presentes al mismo tiempo. En las áreas donde no pueda evitarse que se generen mezclas explosivas de material inflamable y aire mediante la aplicación de medidas de protección básica contra explosiones, se deben tomar acciones especiales para evitar el surgimiento de las fuentes de ignición. Por ello, los requerimientos de construcción e instalación se aplican a todos los aparatos eléctricos en áreas de alto riesgo. De acuerdo con los requerimientos de construcción DIN VDE 0170/171 Parte 1, EN 50 014, se permite la fabricación de aparatos con protección contra explosiones mediante diversos tipos de protección. La siguiente tabla muestra los tipos de protección de los Estándares Europeos y describe sus aplicaciones comunes

Esquema Principio básico Aplicaciones

Tipo de protección : Ex d

Antideflagrante
"d
"

Un tipo de protección en el que las partes, que pueden encender una atmósfera explosiva, son colocadas en una caja, la cual puede resistir la presión generada durante una detonación interna de una mezcla explosiva y que evita la propagación de la explosión a las atmósferas explosivas que rodean la caja

Interruptores, equipo de control e indicación, tableros de control, motores, transformadores, accesorios de iluminación y otros componentes que producen chispas

Tipo de protección : Ex e

Seguridad aumentada
"e"

Un tipo de protección en el que se aplican medidas a fin de evitar con mayor grado de seguridad la posibilidad de que se registren temperaturas excesivamente elevadas y que se produzcan arcos y chispas en el interior y en las partes exteriores de aparatos eléctricos, que no las produce en sus operaciones normales.
Cajas de terminales y conexiones, módulos EX de cubiertas de cajas de control (de un tipo diferente de protección), motores de jaula de ardilla, luminarias.

Tipo de protección : Ex p

Aparatos presurizados
"p"

Un tipo de protección en el que se evita el ingreso de una atmósfera circundante en la caja del aparato eléctrico manteniendo en el interior de la mencionada caja un gas protector (aire, gas inerte u otro gas apropiado) a una mayor presión que la de la atmósfera circundante.
Como las anteriores, pero en especial para equipo grande y salas de control.

Tipo de protección : Ex i

Seguridad intrínseca
"i"

Un tipo de protección en el que el aparato eléctrico contiene circuitos con seguridad intrínseca, que no tienen posibilidad de provocar una explosión en la atmósfera circundante. Un circuito o una parte de un circuito tienen seguridad intrínseca, cuando alguna chispa o efecto térmico en este circuito, producidos en las condiciones de prueba establecidas en este estándar (dentro del cual figuran las condiciones en operación normal y de falla específica) no puede ocasionar una ignición.
Equipo de control y medición.

Tipo de protección : Ex o

Inmersión en aceite
"o"

Un tipo de protección en el que el aparato eléctrico o parte de aparato eléctrico es sumergido en aceite de manera tal que una atmósfera explosiva, que puede generarse arriba del aceite o afuera de la caja protectora no pueda encenderse.
Transformadores (usado en el presente muy raras veces)

Tipo de protección : Ex q

Relleno de polvo
"q"

Un tipo de protección en el que la cubierta del aparato eléctrico está rellena de un material en estado de gránulos finos de modo que, en las previstas condiciones de operación, cualquier arco que se produzca dentro de la caja de un aparato eléctrico no encenderá la atmósfera circundante. Ninguna ignición será ocasionada por llamas o temperatura excesivamente elevada de las superficies de la caja.
Transformadores, condensadores, cintas calentadoras, cajas de conexión, ensambles electrónicos.

Tipo de protección : Ex m

Moldeado (resina)
"m"

Un tipo de protección en el que las partes, que pueden encender una atmósfera explosiva, son encerradas dentro una resina, con resistencia efectiva a las influencias ambientales de modo que esta atmósfera explosiva no pueda ser encendida por chispas o calentamiento, que pudieran generarse dentro del encapsulado.
Sólo interruptores de baja capacidad, aparatos de control, equipo de indicación, sensores.

 

 

 

Clasificación de aparatos eléctricos en grupos de explosión y clases de temperatura

Sería poco económico y algunas veces ni siquiera posible construir todo equipo eléctrico con protección contra explosiones de acuerdo con los máximos requerimientos, independientemente de su respectiva aplicación. Por ello se clasifican los equipos eléctricos de acuerdo con grupos de explosión y clase de temperatura. Los Estándares Europeos diferencian - al igual que las Recomendaciones de IEC - entre dos grupos de equipo:

Grupo I:            Equipo eléctrico para minería

Grupo II:           Equipo eléctrico para todas las otras áreas de alto riesgo.

Grupos de explosión

La inflamabilidad y las características de una explosión de una mezcla explosiva son propiedades particulares del material. Los requerimientos para la construcción de aparatos eléctricos con protección contra explosiones pueden graduarse dependiendo de los gases y vapores existentes en la planificada aplicación. Dichos requisitos se refieren por una parte a las requeridas dimensiones conjuntas de la caja (encapsulado) antideflagrante, y por otra parte, los valores de corriente y voltaje máximos permitidos en circuitos con seguridad intrínseca varían para cada mezcla de gases. En consecuencia los gases y vapores son clasificados en diversos grupos de explosión. Los criterios para clasificación son la "Brecha Máxima de Seguridad Experimental" (MESG) o la "Mínima Corriente de Ignición" (MIC), que son determinadas según una estipulada orden de pruebas. En el aparato eléctrico se especifica por consiguiente para cada grupo de explosión que sea correspondiente.

El peligro de un gas aumenta del grupo de explosión IIA a IIC según la normativa de EN (del Grupo D al Grupo A de acuerdo con la clasificación NEC). En consecuencia, aumentan los requerimientos de aparatos eléctricos para estos grupos de explosión. El aparato eléctrico certificado para el Grupo IIC, por ejemplo, es por supuesto apropiado para todos los otros grupos de explosión.

 

 
 

Clases de temperatura

La temperatura de ignición, es decir, aquella a la cual pudiera producirse la ignición, por ejemplo, debido a una superficie caliente del aparato, depende del tipo de gas o vapor existentes. Esta temperatura de ignición está influenciada por diversos factores y de este modo depende de la estipulada orden de prueba. Dependiendo del sistema de medición los resultados pueden así diferir en los diversos países. Puede hallarse mayor información no indicada con respecto a los materiales en los respectivos lineamientos y literaturas. La temperatura máxima de la superficie expuesta del aparato eléctrico siempre debe ser menor que la temperatura de ignición de la mezcla de gas o vapor, en donde ha de utilizarse. Con el objetivo de identificar y seleccionar el aparato eléctrico simplemente en relación con su máxima temperatura de superficie, existen varias clases de temperaturas. Los gases pueden ser clasificados por las clases de temperatura con respecto a su temperatura de ignición, por la cual la máxima temperatura de superficie de la clase respectiva debe ser menor que la temperatura de ignición de los gases correspondientes. En tal caso, los aparatos que están clasificados dentro de una clase de temperatura más elevada (por ejemplo, T5) pueden utilizarse para aplicaciones que requieran de una clase de temperatura más baja (por ejemplo, T2 y T3).

Clase de temperatura

Máxima temperatura de superficie

Temperatura de ignición de material combustible

T 1

450 oC

> 450 oC

T 2

300 oC

> 300 oC

T 3

200 oC

> 200 oC

T 4

135 oC

> 135 oC

T 5

100 oC

> 100 oC

T 6

85 oC

> 85 oC

 

 
 

Métodos de instalación

Para la instalación de aparatos eléctricos en áreas de alto riesgo existen esencialmente tres sistemas de instalación:

  1. Sistema de tubería
  2. Sistema de cables con ingreso indirecto
  3. Sistema de cables con ingreso directo

El diseño técnico del aparato eléctrico utilizado varía con los diversos tipos de instalación.

Los estándares armonizados EN 50 014 a 50 028 permiten el uso de los tres sistemas de manera casi similar. Los requerimientos de instalación no son idénticos ni siquiera en Europa. Por ejemplo, en Italia sólo puede utilizarse el sistema de tubería para la Zona 1. En Alemania los nuevos estándares de instalación VDE 0165/6.80, que se adaptan a los Estándares Europeos, permiten la aplicación de los tres sistemas, hasta el establecimiento de las nuevas normativas únicamente era posible emplear el sistema de cables con entrada indirecta. De este modo, se toma principalmente en cuenta la publicación IEC (CO) 43. Es probable que en los otros países pueda adoptarse esta recomendación a medida que se eliminen las barreras comerciales.

En Estados Unidos para todas las aplicaciones en Clase I, División I, NEC 501-4 autoriza solamente el sistema de tubería o cables minerales aislados (MI), que se emplean principalmente como cables de calentadores o cables de señal resistentes a las llamas o de control. La División 2 autoriza asimismo el uso de ciertos tipos de cables.

Se efectuará a continuación una comparación de los diferentes sistemas con respecto a su grado de seguridad y rentabilidad económica.

Sistema de tubería

Tomando en cuenta la dimensión del mercado norteamericano al igual que el mercado influenciado por los Estándares estadounidenses, se puede afirmar que prácticamente la mayoría de las instalaciones con protección contra explosiones son sistemas de tubería. Mediante este sistema los cables eléctricos que ingresan a las instalaciones son cables mono conductores en tubos de metal cerrados, que están atornillados a las cubiertas, que contienen dispositivos de conmutación eléctrica. Todo el sistema de tubería es antideflagrante y existe un sello entre la cubierta conectada y el tubo.

El sello tiene el propósito de evitar la propagación de una explosión interna hacia la tubería, provocada por chispas o superficies calientes durante operaciones normales. La explosión en tubos cilíndricos largos ocasiona presiones explosivas extremadamente elevadas debido a la precompresión. Por tal motivo los sellos se construyen como parte del sistema de tubería en ciertas distancias dependiendo del diámetro de las tuberías. En puntos más bajos en los que pueda formarse condensación, se deben tomar medidas para el drenaje.

Sistema de cables

En Europa predominan en general los sistemas de cables instalados de manera abierta, utilizando cables con envoltura para servicio intenso y de alta calidad (por ejemplo, con una envoltura exterior de goma, plástico o plomo). Sólo en áreas donde puede esperarse que ocurran danos, estos cables se instalan dentro de tubos protectores. Los mencionados tubos no deben ser del tipo de sistema cerrado con el fin de evitar la corrosión a causa de la condensación y deben tener aberturas de drenaje en los puntos bajos. En cuanto al ingreso de los cables en cajas antideflagrantes, se han desarrollado diferentes tecnologías en diversos países. En el curso de la armonización de los estándares se incluyeron todas estas opciones de ingreso de cable en los Estándares Europeos.

En Alemania y muchos otros países influenciados por la tecnología VDE, se ha utilizado hasta ahora únicamente el ingreso indirecto a través de una cámara de terminal con tipo de protección "seguridad aumentada". En esta cámara de terminal los cables ingresan a través de simples casquillos para paso de cables PG (grado de protección IP 54) y están conectados a los terminales, también con el tipo de protección de "seguridad aumentada". A partir de ese punto, los cables mono conductores ingresan a la cámara encapsulada antideflagrante del equipo a través de forros metálicos de aislamiento tipo espiga o forros metálicos para conductores.

Los forros metálicos de aislamiento pueden ser ajustados por los fabricantes y se efectuara una prueba de rutina en la cubierta cerrada. El instalador sólo necesita abrir la cámara de terminal de "seguridad aumentada" para la conexión, pero no la cámara antideflagrante.

Sin embargo, la tecnología británica autoriza el uso de un ingreso directo de cables en la cámara antideflagrante. Por ejemplo, para conmutadores de control, construidos como parte de cubiertas con el tipo de protección "caja antideflagrante" los cables de conexión ingresan directamente en la caja. No obstante, con el uso de interruptores con mayor capacidad de conmutación se requiere de una cámara de terminal separada, que es igualmente antideflagrante contrario a la tecnología VDE. La conexión se lleva a cabo en la cámara de terminal antideflagrante, no en la cámara de equipo antideflagrante que contiene aparatos que pueden provocar chispas durante operaciones normales. Para el ingreso de cables en la cámara de terminal se usan casquillos especiales antideflagrantes para paso de cables. El sello elástico de Neopreno junto con la envoltura del cable debe conformar la juntura antideflagrante. Por ello debe observarse que el apropiado casquillo para paso de cables sea seleccionado de acuerdo con el tipo y disposición de cable al igual que el área donde se utiliza la instalación. Los forros de metal para líneas entre la cámara que contiene el aparato y la cámara de terminal ajustan principalmente a la tecnología alemana.

Mediante el uso de la tecnología francesa es posible ingresar directamente en cualquier caso a la cámara antideflagrante de equipo la cual contiene el aparato, que provoca chispas durante operaciones normales. En este sistema, la juntura antideflagrante también está conformada por la envoltura del cable y el sello de Neopreno. Sin embargo, el sello es más resistente que el utilizado en la tecnología inglesa y compensa mejor las diferencias de diámetro de los cables.

 

 
 

Clases de protección relacionadas con cubiertas (Código IP)

Protección de equipo eléctrico contra contacto físico, cuerpos extraños e ingreso de agua

Las clases de protección para equipo eléctrico con respecto a:

  • Protección de personas contra el contacto de partes cargadas de tensión o en movimiento (protección contra contacto físico)

  • Protección contra el ingreso de cuerpos sólidos extraños (protección contra cuerpos extraños)

  • Protección contra el ingreso de agua (protección contra el agua)

fueron establecidas anteriormente en DIN 40 050

Primer dígito (0-6) protección contra contacto y cuerpos extraños

Segundo dígito (0-8) protección contra el agua

Letra adicional A, B, C, D (opcional)

Letra complementaria H, M, S, W (opcional)

Desde Noviembre de 1982 las estipulaciones, con leves modificaciones, se describen en DIN VDE 0470 parte 1: "Clases de protección en relación con las cubiertas (Código IP)". Este estándar constituye la versión alemana del Estándar Europeo EN 60 529. También fue emitido como publicación de IEC 529 (1989).

Estructura y uso del código IP:

  • Si un carácter del código no tiene que indicarse debe ser reemplazado por la letra "X";

  • Las letras adicionales/complementarias pueden ser omitidas sin reemplazos;

  • Si se necesita más de una letra complementaria, debe seguirse el orden alfabético.

El campo de protección indicado por las diversas clases de protección se muestra de forma breve en la tabla 1.

La letra adicional (opcional) corresponde a la protección de personas y hace referencia a información acerca de la protección contra el acceso a partes peligrosas con

  • el reverso de la mano letra A

  • los dedos letra B

  • herramientas letra C

  • alambre conductor letra D

La letra adicional (opcional) corresponde a la protección del equipo y proporciona información complementaria especialmente para

  • equipo de alto voltaje letra H

  • condición hermética al agua durante operación letra M

  • condición hermética al agua en estado inactivo letra S

  • condiciones meteorológicas letra W

Campo de protección para las clases de protección IP

Dígito

Primer dígito

Segundo dígito

Protección física

Protección contra cuerpos extraños

Protección contra el agua

0

Ninguna protección

Ninguna protección

Ninguna protección

1

Protección contra contacto de reverso de la mano

Protección contra cuerpos sólidos extraños de 50 mm de diámetro

Protección contra gotas de agua que caen verticalmente

2

Protección contra contacto de los dedos

Protección contra cuerpos sólidos extraños de 12,5 mm de diámetro

Protección contra gotas de agua que caen en un ángulo de (15°)

3

Protección contra  contacto de herramientas

Protección contra cuerpos sólidos extraños de 2,5 mm de diámetro

Protección contra rociado de agua en un ángulo de hasta 60°

4

Protección contra contacto de un alambre

Protección contra cuerpos sólidos extraños de 1,0 mm de diámetro

Protección contra rociado de aguaprocedente de todas direcciones

5

Protección contra contacto de alambre conductor

Protección contra el polvo

Protección contra chorros de agua

6

Protección contra contacto de alambre conductor

Hermético al polvo

Protección contra potentes chorros de agua

7

-

-

Protección inmersión intermitente en el agua

8

-

-

Protección contra inmersión continua en el agua

Ejemplo:

IP 66 / IP 67 CS

  • Protección física: protección contra contacto de alambre conductor

  • Protección contra cuerpos extraños: hermético al polvo

  • Protección contra el agua: protección contra potentes chorros de agua y contra la inmersión intermitente en el agua.

  • Protección de personas, utilizando herramientas con diámetros de 2,5 mm y una longitud de 100 mm.

  • Protección contra efectos perjudiciales debido a la penetración de agua, sometidas a pruebas mientras todas las partes del equipo están en estado inactivo.

 

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