atmosfera explosiva e análise de risco rev 0 2014 (3)

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
ELABORAÇÃO DE PROJETO DE PROCESSO
ATMOSFERAS EXPLOSIVAS: 
CONCEITOS, DEFINIÇÕES e CLASSIFICAÇÃO
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DEFINIÇÕES IMPORTANTES
1- ATMOSFERA EXPLOSIVA
Locais onde podem ocorrer mistura de gases, vapores ou poeiras inflamáveis com o ar que, em proporções adequadas, formam a atmosfera potencialmente explosiva.
2 - EXPLOSÃO
Do ponto de vista da química, a oxidação, a combustão e a explosão são reações exotérmicas de diferentes velocidades de reação, sendo iniciadas por uma detonação ou ignição.
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3- IGNIÇÃO
É a chama ocasionada por uma onda de choque, que tem sua origem em uma faísca ou arco elétrico ou por efeito térmico.
Onda de choque: distúrbio no qual propriedades, como velocidade, pressão, temperatura ou densidade mudam abruptamente e descontinuamente.
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4 - TEMPERATURA DE IGNIÇÃO ESPONTÂNEA
É a temperatura em que a mistura alto detona-se, sem que seja necessário adicionar energia. Este parâmetro é muito importante pois limita a máxima temperatura de superfície que pode ser desenvolvida por um equipamento que deve ser instalado em uma atmosfera potencialmente explosiva.
5 - TEMPERATURA DE SUPERFÍCIE
Todo equipamento para instalação em áreas classificadas, independente do tipo de proteção, deve ser projetado e certificado por uma determinada categoria de temperatura de superfície, considerando-se condições normais ou não de operação.
A temperatura de superfície não deve ser maior que a temperatura de ignição espontânea do gás.
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6 - POSSIBILIDADE DE EXPLOSÃO 
Quando as condições abaixo ocorrem “simultaneamente”:
 - presença de um material inflamável, em condições de operação normal ou anormal;
 - O material inflamável encontra-se em um estado tal e em quantidade suficiente para formar uma atmosfera explosiva;
- Existe uma fonte de ignição com energia elétrica ou térmica suficiente para causar a ignição da atmosfera explosiva;
 - Existe a possibilidade da atmosfera alcançar a fonte de ignição.
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A classificação em ZONAS baseia-se na frequência e duração com que ocorre a atmosfera explosiva.
Classificação segundo as Normas Europeias da Internacional Electrical Commicion (IEC) seguida no Brasil pela ABNT.
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7 – CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS
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7 - CLASSIFICAÇÃO DE ÁREAS
ÁREAS CLASSIFICADAS: Ambientes (abertos ou fechados), onde existe a possibilidade de formação de uma atmosfera explosiva. Eles podem ser divididos em zonas de diferentes riscos, sem que haja nenhuma barreira física.
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8 – CLASSIFICAÇÃO EM GRUPOS – grupo de gases (mistura explosiva)
Na classificação em GRUPOS, os diversos materiais são agrupados pelo grau de periculosidade que proporcionam:
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O grupo de maior periculosidade é o grupo II C. 
Logo, um equipamento projetado para esse grupo, pode ser instalados nos grupos de periculosidade inferior.
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CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO AS NORMAS AMERICANAS (NEC)
(National Fire Protection Association NFPA 70 Artigo 500 do Nacional Electrical Code.)
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Áreas: 
Mistura explosiva: 
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Classificação em Grupos
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CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO AS NORMAS AMERICANAS (NEC)
(National Fire Protection Association NFPA 70 Artigo 500 do Nacional Electrical Code.)
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CLASSIFICAÇÃO QUANTO À TEMPERATURA DE SUPERFÍCIE
Um equipamento classificado para uma determinada Categoria de Temperatura de Superfície, pode ser usado na presença de qualquer gás (de qualquer Grupo ou Classe) desde o gás possua a temperatura de ignição espontânea maior que a categoria.
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MÉTODOS DE PREVENÇÃO
• Confinamento: evita a detonação da atmosfera, confinando a explosão em um compartimento capaz de resistir a pressão desenvolvida durante a explosão, não permitindo a propagação para as áreas vizinhas (exemplo: equipamentos à prova de explosão).
• Segregação: é a técnica que visa separar fisicamente a atmosfera potencialmente explosiva da fonte de ignição (exemplo: equipamentos pressurizados, imersos e encapsulados).
• Prevenção: neste método controla-se a fonte de ignição de forma a não possuir energia
elétrica e térmica suficiente para detonar a atmosfera explosiva (exemplo: equipamentos
intrinsecamente seguros).
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A prova de Explosão (Ex d):
Um invólucro à prova de explosão deve suportar a pressão interna durante a explosão. Deve ser construído com um material muito resistente, normalmente alumínio ou ferro fundido, e deve possuir um interstício estreito e longo para que os gases quentes desenvolvidos durante uma possível explosão, possam ser resfriados, garantindo a integridade da atmosfera ao redor.
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zonas 1 ou 2
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Pressurizados (Ex p):
Não permite que a atmosfera potencialmente explosiva penetre no equipamento que contém elementos faiscantes ou de superfícies quentes, que poderiam detonar a atmosfera. 
O impedimento do contato ocorre devido ao gás de proteção (ar ou gás inerte) possuir uma pressão levemente maior que a da atmosfera externa. 
Ex.: quadros de distribuição, salas de controle e geradores
zonas 1 ou 2
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Encapsulado (Ex m):
É baseado no princípio da segregação, os componentes elétricos dos equipamentos são envolvidos por uma resina, de tal forma que a atmosfera explosiva externa não seja inflamada durante a operação.
Normalmente é complementar em outros métodos, e visa a evitar o curto circuito acidental.
zonas 1 ou 2
Ex.: dispositivos de manobra, sensores e indicadores
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Imerso em Óleo (Ex o):
Tipo de proteção em que todo o equipamento ou partes dele estão imersos em óleo, de tal forma que uma atmosfera gasosa explosiva, que pode existir acima da superfície do óleo, não seja inflamada.
Ex.: transformadores, disjuntores e similares com peças móveis, aconselhados para equipamentos que não requerem manutenção frequente.
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zonas 1 ou 2
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Imerso em Areia (Ex q):
A segregação é obtida com o preenchimento do invólucro com pó, normalmente o pó de quartzo ou areia, evitando desta forma inflamar a atmosfera ao redor, quer pela transmissão da chama, quer pela temperatura excessiva das paredes do invólucro ou da superfície. 
Encontrado como forma de proteção para leito de cabos no piso.
zonas 1 ou 2
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Segurança Intrínseca (Ex i):
Previne a ignição, através da limitação da energia elétrica.
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Mistura explosiva x potência manipulada:
Quanto maior a periculosidade da mistura menor será a energia necessária para a ignição e menor a potência que pode ser seguramente manipulada.
A segurança intrínseca pode ser aplicada a equipamentos que consomem pouca energia, tornando-se uma opção para a INSTRUMENTAÇÃO.
Exemplos: transmissores eletrônicos de corrente, conversores eletropneumáticos.
A energia elétrica interna do equipamento é manipulada de forma a não ser suficiente para a ignição de uma atmosfera explosiva, ou seja, qualquer circuito intrínseco é concebido para que não atinja a energia mínima de ignição em condições normais e anormais.
zonas 0, 1 ou 2
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Segurança Aumentada (Ex e):
Baseia-se nos conceitos de supressão da fonte de ignição.
Medidas adicionais são aplicadas para o equipamento não atingir temperaturas excessivas ou não 
ocorrer faíscas na parte interna ou externa em condições normais.
Ex. medidas: limitação de aumento de temperatura nos rolamentos de um motor; dupla camada de isolamento no equipamento; aumento do grau de proteção do invólucro.
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Ex.: motores de indução, luminárias, solenóides, botões de comando, terminais e blocos de conexão.
zonas 1 ou 2
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Não Acendível (Ex n):
É baseado nos conceitos de supressão da fonte de ignição.
Nele os equipamentos não possuem energia suficiente para provocar a detonação da atmosfera explosiva e não prevê nenhuma condição de falha ou defeito.
Sua utilização está restrita a zona 2, onde existe pouca probabilidade de formação da atmosfera potencialmente explosiva . A maioria dos equipamentos elétricos estão localizados nesta área.
Zona 2
Ex.: luminárias, equipamentos de comunicação e dispositivos de medição.
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Proteção Especial (Ex s):
Esse tipo de proteção tem a função de não bloquear a criatividade dos fabricantes.
Caso uma nova proteção seja inventada, ela pode ser comercializada após passar por uma entidade
cadastrada para fornecer um “CERTIFICADO DE EQUIVALÊNCIA”. 
Esse certificado indica que o equipamento possui nível de segurança equivalente a algum previsto na normalização existente.
zonas 0, 1 e 2, dependendo da equivalência que ele recebeu no certificado
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Aplicação dos Métodos de Proteção
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Categorias de Proteção - equipamentos intrinsecamente seguros 
Duas categorias:
1 - Categoria “ia”
Esta categoria é mais rigorosa e prevê que o equipamento possa sofrer até dois defeitos
consecutivos e simultâneos, mantendo um fator de segurança 1,5 (folga de 50%) aplicado sobre as tensões e correntes, visando a incapacidade de provocar a ignição. Motivo pelo qual se assegura a utilização desses equipamentos até nas zonas de risco prolongados (Zona 0).
Obs.: A aplicação dos fatores de segurança é objeto de estudo para os projetistas dos circuitos intrinsecamente seguros. Os usuários dos instrumentos devem preocupar-se apenas em utilizar os equipamentos nas zonas adequadas.
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zonas 0, 1 ou 2
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Categorias de Proteção - equipamentos intrinsecamente seguros 
Duas categorias:
2 - Categoria “ib”
A categoria é menos rigorosa, possibilitando a instalação dos equipamentos apenas nas Zonas 1 e 2, devendo assim assegurar a incapacidade de provocar a detonação da atmosfera quando houver um defeito no circuito, mantendo também o fator de segurança como 1,5.
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MARCAÇÃO: 
É a identificação do equipamento, que visa informar o tipo de proteção e as condições que devem ser utilizadas. É apresentada de uma forma simples para fácil memorização e identificação dos instrumentos.
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