Especificação de Barreiras de Segurança Intrínseca

31 July 2015
Comments: 0
Category: Artigos
31 July 2015, Comments: 0

Desde o início da utilização de eletricidade pelas indústrias, no final do século XIX, equipamentos elétricos foram instalados em ambientes com presença de substâncias inflamáveis.[1]

A partir dos inevitáveis acidentes que começaram a ocorrer, buscou-se conhecer melhor a relação entre os ambientes e os equipamentos. Percebeu-se que, ao contrário das minas de carvão, a maioria dos ambientes industriais não possuíam mistura inflamável o tempo todo. Daí surgiu o conceito de atmosferas potencialmente explosivas.

A forma mais tradicional de proteção foi o invólucro à prova de explosão, baseada no conceito não de isolar a ignição do combustível, mas de conter a expansão de uma eventual combustão.

Da mesma forma, os equipamentos elétricos foram estudados para que, em qualquer circunstância, de operação normal ou de falha prevista, não pudessem gerar temperatura ou centelha acima dos limites de ignição do gás no meio ao qual seriam instalados.

Até hoje, ainda há muito o que se aprender e divulgar sobre o assunto.

O objetivo deste artigo é esclarecer como funcionam as barreiras de segurança intrínseca e como especificá-las.

 

 

A Barreira de Segurança Intrínseca

Conforme a Norma Brasileira NBR 60079-14[2], a Barreira de Segurança Intrínseca, ou como é conhecida, barreira SI, é um equipamento associado.

Conforme definição em norma, “um equipamento associado é um equipamento elétrico que possui os dois tipos de circuitos: com energia limitada e sem energia limitada. Construído de tal forma que os circuitos sem energia limitada (intrinsecamente seguros) não possam afetar adversamente a segurança dos circuitos com energia limitada”.[3]

Portanto, a barreira de SI é um equipamento associado, posto que o seu objetivo é isolar circuitos elétricos intrinsecamente seguros dos demais circuitos elétricos sem limitação de energia.

Uma aplicação típica de barreira de SI é a alimentação elétrica de um equipamento intrinsicamente seguro a partir de uma fonte de alimentação comum.

Na figura a seguir, observamos a alimentação de um corretor de volume (PTZ) a partir de uma fonte comum de 12 volts:

 fig1

Podemos observar que a Barreira SI possui dois circuitos, seguro (azul) e não seguro (branco). Por não ser um circuito integralmente de segurança intrínseca, a barreira deve, necessariamente, ser instalada fora da área classificada.

Assim como no exemplo anterior, diversos outros circuitos não seguros interagem com circuitos de segurança intrínseca através de barreiras SI: comunicação de dados, instrumentação, etc.

 fig2

 

Instalação das barreiras SI

Não é objetivo deste artigo detalhar como é a instalação de uma barreira de SI, até porque cada tipo de barreira requer instalação específica.

No entanto, poucas pessoas sabem que a interligação entre equipamentos IS ou entre um equipamento IS e um equipamento associado deve seguir metodologia especificada em norma.

 

Ligação entre equipamentos de segurança intrínseca

Ligação entre equipamentos de segurança intrínseca e de SI com equipamento associado

Essa metodologia está descrita na norma NBR IEC 60079, em suas partes 0 (Requisitos Gerais), 11 (Proteção de equipamento por segurança intrínseca “i”) e 14 (Instalação elétrica em áreas classificadas (exceto minas) ).

Conforme o item 12.2 da parte 14 da referida norma, “Nas instalações com circuitos intrinsecamente seguros para zonas 1 ou 2, os equipamentos intrinsecamente seguros e as partes intrinsecamente seguras dos equipamentos associados devem estar de acordo com a NBR IEC 60079-11, no mínimo para categoria “ib”.

Já o item 12.2.5.1 da parte 11 da referida norma, que trata a interligação entre circuitos intrinsecamente seguros, como os diagramados na figura anterior, “os valores de máxima tensão de entrada Ui, máxima corrente de entrada Ii, e máxima potência de entrada Pi permissíveis de cada equipamento intrinsecamente seguro devem ser maiores ou iguais aos valores  Uo, Io e Po respectivamente do equipamento associado”2.

Parâmetros elétricos de interconexão

Parâmetros elétricos de interconexão

 

Especificação das barreiras SI

Conforme descrito no item anterior, a ligação entre equipamentos IS ou destes com equipamentos associados requer análise das características elétricas de ambos. Em alguns casos, quando há capacitância ou indutância relevantes, tais parâmetros do cabo de interligação também precisam ser considerados.

Portanto, a especificação de uma barreira SI é única para cada equipamento de segurança intrínseca ao qual ela será ligada.

Ao instalarmos uma barreira SI com parâmetros diferentes dos definidos em norma, poderemos:

  1. Não proteger adequadamente o circuito, quando a corrente máxima do equipamento IS for menor que  acorrente máxima da barreira;
  2. Queimar a barreira SI, quando a corrente de operação do equipamento IS for maior que a corrente máxima da barreira.

Ao interligarmos uma barreira SI a um equipamento comum, no qual não são disponibilizados os parâmetros elétricos, além de não termos um circuito IS, poderemos provocar a queima da barreira e o não funcionamento do sistema.

Dessa forma, faz sentido que a compra de uma barreira de SI seja feita, sempre que possível, junto com o equipamento SI a ser adquirido.

Abaixo seguem dois exemplos de compra de computadores de vazão ou eletrocorretores, que chamaremos aqui de PTZ.

Estes equipamentos, por operar em área classificada, precisam ser adquiridos com certificação do INMETRO, conforme portaria 179/2010.

Ao adquirir esses equipamentos visando operá-los com telemetria, as ligações de alimentação (power supply) e de comunicação (RS232, RS485, ethernet, etc) serão necessárias.

Conforme regra básica de segurança, baterias, modems e demais equipamentos de telemetria devem ficar em área segura. Na interligação entre o PTZ e os demais equipamentos deve ser   utilizada a barreira de SI, de forma a assegurar níveis de energia compatíveis com o PTZ.

Para saber quais são esses níveis, a documentação do PTZ traz esses parâmetros – devidamente certificados.

Assim, a escolha da barreira SI deve atender a esses parâmetros, conforme NBR IEC 60079:14.

A forma mais adequada de compatibilizar esses parâmetros é adquirir a barreira junto com o equipamento.

Não só isso. Na manutenção do sistema, ao trocar um PTZ por outro modelo, é recomendável que a barreira de SI acompanhe o PTZ retirado. Ou seja, a barreira de SI acompanha sempre que possível o equipamento. Caso isso não seja possível, o correto é certificar-se de que os parâmetros da barreira atendem ao novo equipamento a ser instalado.

Os exemplos a seguir foram retirados de duas compras públicas realizadas pelas distribuidoras Sulgás e Copergás nos últimos anos.

 

Primeiro Exemplo: Sulgás

Através do pregão eletrônico 28/13[4], a empresa contratou o fornecimento de computador de vazão para gás natural. Em sua especificação, o equipamento deveria ser fornecido com a certificação para operar em área classificada, estendendo-se tal certificação aos equipamentos associados a serem fornecidos junto com o equipamento, conforme figura abaixo:

 

Exemplo: Especificação Técnica da Sulgás (RS)

Exemplo: Especificação Técnica da Sulgás (RS)

Segundo exemplo: Copergás

Através do pregão presencial 14/15[5], a empresa contratou o fornecimento de computador de vazão para gás natural. Em sua especificação, o escopo também compreende os equipamentos associados:

 

Exemplo: Especificação Técnica da Copergás (PE)

Exemplo: Especificação Técnica da Copergás (PE)

Conclusões

A especificação técnica para a aquisição de barreira intrínseca, como equipamento associado a um circuito intrinsecamente seguro deve, necessariamente, considerar em qual equipamento IS tal barreira será conectada.

Como os parâmetros elétricos, definidos em norma, devem ser atendidos, a aquisição de barreiras deve ser feita, sempre que possível e necessário, juntamente com o equipamento principal.

No caso especifico de PTZs, tanto na aquisição, como na troca de modelos em campo, há que se atentar na verificação dos parâmetros.

A realidade mostra que ainda existem muitos PTZs instalados em campo que não possuem circuito IS ou que não possuem certificação. Nesses equipamentos não há parâmetros elétricos definidos e tampouco um circuito seguro. Portanto, de nada adianta a instalação de barreira IS nestes casos. O correto é a substituição desses equipamentos por modelos certificados com suas respectivas barreiras.

________________________________________________________

Referências Bibliográficas

 

[1] ERTHAL (2004) ERTHAL, LEANDRO – ATMOSFERAS POTENCIALMENTE EXPLOSIVAS: Um estudo de caso como contribuição para a classificação de áreas na atividade de indústria do Petróleo, Química e Petroquímica.

[2] ABNT (2006)ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT NBR 60079-14 – Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas – Parte 14: Instalação elétrica em áreas classificadas (exceto minas)

[3] ABNT(2006) Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT NBR 60079-0 – Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas – Parte 0: Requisitos gerais

[4] SULGAS – ET-COPROG0006, de 18/04/2013, disponível em https://www.compras.rs.gov.br/

[5] COPERGAS– ET-GERE-40-01, de 22/01/2015, disponível em http://www.copergas.com.br

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *