BOLETN TCNICO GING-BT-006-11

Contenido

1. Introduccin

2. Definicin de lugares peligrosos

3. Algunas definiciones

4. Criterios de Clasificacin de rea peligrosas

5. Clasificacin por: Clase, Divisin y Grupo

6. Clasificacin por: Zona y Grupo

7. Comparacin de clasificacin IEC y NEC

8. Pasos para clasificar reas

9. Mtodos para la reduccin de peligros

10. Extensin de las reas clasificadas

11. Conclusiones

Fig. N 1. Clasificacin de reas de Estacin Sayari, vista en corte:

manitol y sala de Mquinas.

1. INTRODUCCIN

En nuestra empresa al manejar productos derivados de

hidrocarburos los mismos que crean atmsferas explosivas o

inflamables (mezcla de aire con gases inflamables), una

fuente de energa es todo lo que necesita para que suceda

una explosin, recordemos el tringulo del fuego.

(eliminando uno de los vrtices se elimina el fuego)

Fig. N 2 Tringulo del Fuego

El objetivo de este boletn es facilitar la familiarizacin del

personal de YPFB Logstica, en cuanto a la clasificacin de

los lugares peligrosos. Al leer el artculo del Anexo A,

Clasificacin

preparadas por Beacon. Se tienen preguntas.

La informacin aqu mostrada ha sido recopilada con

esmero a manera de resumen, siendo que para mayor

informacin se deber consultar a los textos de referencia.

Este boletn muestra la clasificacin de los lugares peligrosos

por clases y zonas, adems de los pasos para clasificar reas

peligrosas.

2. DEFINICIN DE LUGARES/ REAS PELIGROSAS

Es un lugar en el cul existe un potencial riesgo temporal o

permanente para la generacin de fuego o explosin por

efecto de presencia de gases, lquidos inflamables, fibras,

polvos y otros, que podran generar una ignicin.

Segn la NB 777-1997: Se consideran locales con riesgo de

incendio o explosin todos aquellos en los que se fabriquen,

manipulen, traten o almacenen cantidades peligrosas de

materias slidas lquidas o gaseosas, susceptibles a

inflamacin o explosin.

La clasificacin de reas/ Lugares peligrosos, forma parte

bsica para definir el tipo de protecciones a aplicar en las

diferentes zonas y reas de las instalaciones industriales,

comerciales y domiciliarias.

3. ALGUNAS DEFINICIONES RELACIONADAS A LUGARES PELIGROSOS

Accidente. Evento no planificado, que resulta en muerte,

enfermedad, lesin, dao u otra prdida.

Incidente. Evento no planificado que tiene el potencial de

-

Ambiente Inerte o purgado (Atmsfera no explosiva). Es

todo ambiente o recinto que dispone de aire limpio o inerte

a un determinado flujo y presin positiva, que garantiza la

no concentracin de mezcla inflamable y posterior ignicin.

Pueden utilizarse los productos estndar para la instalacin

elctrica en estos ambientes.

Atmsfera explosiva (Hazardous rea/ Hazardous Location).

Es una atmsfera en la que existe o est presente una

mezcla de aire con gases, vapores o nieblas inflamables en

condiciones atmosfricas normales, en la que luego de

producida la ignicin (chispa) la combustin se propaga a

travs de toda la mezcla de gas o vapor dispersada en el

rea.

Atmsfera Equipo Elctrico y Electrnico (Electrical and

Electronic Equipment). Los materiales, accesorios,

dispositivos, artefactos o similares que son parte de, o estn

en conexin con una instalacin elctrica. El equipo porttil

REAS O LUGARES PELIGROSOS CLASIFICACION POR CLASE Y ZONAS

GERENCIA DE INGENIERA Y PROYECTOS

1 DE AGOSTO DE 2011

o mvil que tiene su propia fuente de suministro, como el

equipo operado por batera, pudiera ser potencialmente

una fuente de ignicin en lugares peligrosos (clasificados).

rea no peligrosa. Es un rea en la cul no se espera que

exista una atmsfera explosiva en cantidades tales como

para requerir precauciones especiales.

Se puede tambin indicar los siguientes casos:

1. Adecuada e inadecuadamente ventilados donde las

sustancias inflamables estn contenidas en sistemas

cerrados de tuberas, adecuados y bien mantenidos

y no contengan vlvulas, accesorios, bridas o

equipos similares.

2. Donde los materiales combustibles son manejados

en recipientes adecuados, de acuerdo a lo

establecido en la norma NFPA 30.

3. reas que rodean fuentes permanentes de ignicin

o superficies calientes tales como: calderas, hornos,

otros, dado que estos proveen la energa suficiente

para incendiar una mezcla de gases o vapores

inflamables. En el caso de fuentes de ignicin

intermitentes, la clasificacin del rea depender

del anlisis individual de cada situacin

4. Localizados encima de reas divisin 2 que estn

dentro de los siguientes casos: Ubicacin exterior

sin ventilacin restringida y dentro de un

instalacin (edificio cerrado) tal com una sala de

control o subestacin o tablero de potencia para

uso exterior o centro de control, cuyo nivel de piso

est por encima del rea Divisin 2 y con el espacio

por debajo de piso bien sea relleno o abierto en al

menos 3 lados. Si el gas es ms liviano que el aire,

el piso no debe tener aberturas ni bordes inferiores.

Equipo a prueba de explosin. (Explosin Proof) Es un

equipo cerrado y protegido de manera que sea capaz de

resistir la explosin de un gas o vapor especificado, que

pueda ocurrir en su interior y de impedir, en forma efectiva

que la explosin o disturbios internos (chispas, destellos,

etc.) produzcan una explosin en el exterior del equipo, si

ste se encuentra en una atmsfera explosiva o inflamable.

Equipos designados como: d.

Equipo intrnsecamente seguro. Equipo que en condiciones

normales o anormales de operacin, no libera energa que

pueda inflamar cualquier mezcla (circuitos de corrientes y

voltajes bajos para control e instrumentacin). Equipos

designados como: ia y ib.

Equipo con presin positiva. Es un equipo Es un equipo que

en su interior contiene aire limpio o gas inerte a mayor

presin que la ambiental, por lo cual no permite la entrada

de mezclas explosivas o inflamables. Equipos designados

como: p.

Equipo de seguridad aumentada. Es un equipo que bajo

condiciones normales de operacin no provoca, ni genera

arcos, chispas o calentamientos excesivos. Equipos

designados como: e.

Fuente de Ignicin. Es todo aquello capaz de provocar el

incendio de una mezcla inflamable, pudiendo ser: una

superficie caliente (con elevada temperatura), arco elctrico,

energa esttica, chispas, uso de equipo elctrico no

aprobado.

Fuente de liberacin. Es el lugar a partir del cual se puede

liberar al ambiente: gas, vapor, niebla o lquido inflamable

de tal forma se origine una atmsfera explosiva.

Mezcla Explosiva. Es la mezcla de aire y vapores gases

de aire y polvos fibras combustibles en tales proporciones

que, en contacto con una energa calorfica, ocasiona una

explosin o fuego.

Producto Inflamable. Todo producto lquido que tiene su

punto de inflamabilidad (flash point), por debajo de los

37,8 C, se clasifican en productos Clase IA, IB, IC, ver NFPA

70, Tabla A-1-7.3 Clasificacin comparativa de los lquidos.

Punto de inflamabilidad. Temperatura mnima a la cual un

producto lquido inflamable o combustible emite suficientes

vapores como para formar una mezcla inflamable con aire.

LEL- Lmite Inferior de explosividad. Es la concentracin o

cantidad mnima de gas, vapor inflamable con respecto al

aire, por debajo de la cual no se formar una atmsfera

explosiva.

UEL Lmite Superior de Inflamabilidad. Es la

concentracin, cantidad de gas, vapor inflamable con

respecto al aire, por encima de la cual no se formar una

atmsfera explosiva.

Intrnsecamente seguro. Aparato, equipo, sistema cuya

energa de funcionamiento (inducida) est por debajo de la

energa requerida para poder empezar una ignicin (energa

de ignicin).

Identificacin de peligro. Un proceso de reconocer que un

peligro existe y definir sus caractersticas.

Peligro. Una fuente o situacin con el potencial de provocar

daos en trminos de lesin, enfermedad, dao al medio

ambiente o una combinacin de stos

Riesgos. Evaluacin de un evento peligroso asociado con su

probabilidad de ocurrencia y sus consecuencias.

Evaluacin de riesgo. Proceso global de estimar la magnitud

de los riesgos y decidir si un riesgo es o no es tolerable. La

evaluacin consiste en un examen sistemtico de aspectos

del trabajo para determinar:

Qu puede causar dao o lesin;

Si los riesgos pueden eliminarse y, si no es el caso,

Qu medidas de prevencin o de proteccin se han

adoptado o deben adoptarse para controlar los

riesgos.

Temperatura de ignicin/ punto de inflamacin. Es la ms

baja temperatura que aplicada a una mezcla explosiva,

puede producir el encendido de dicha mezcla, ocasionando

una explosin o fuego continuo.

4. CRITERIOS DE CLASIFICACION DE AREAS

Fig. N 3 Clasificacin de reas

Una inadecuada clasificacin puede llevar por un lado a

costosas instalaciones y por otro a instalaciones inseguras.

La clasificacin de un rea peligrosa puede ser un asunto

muy complejo, pues deber tomar en cuenta variados

factores como:

La cantidad de material peligroso presente en el rea.

Diversidad de productos combustibles, sus caractersticas

referentes a proteccin contra explosin (flashpoint,

temperatura de auto ignicin, etc.).

Situaciones operacionales y mantenimiento

La topografa del lugar.

Liberacin de combustible y su dispersin.

Las construcciones presentes y aquellos eventos

(explosiones o incendios) que se pudieran haber

presentado en otras instalaciones semejantes a la

estudiada y que pudieran sentar un precedente en la

clasificacin.

Ventilacin Natural o artificial. (efectos de viento)

Diseo del proceso.

Normativas relacionadas a la clasificacin en los

regulaciones pertinentes (NEC, IEC, NB, otros).

Siendo que la empresa operadora es la responsable de la

seguridad de los equipos, por lo que es su deber, clasificar

los lugares peligrosos. Y de all dividir en Zonas o divisiones.

Los criterios definidos por cdigos, estndares nacionales e

internacionales. La clasificacin de lugares peligrosos,

normalizacin de equipos, cdigos de instalacin y

conduccin de energa elctrica, se dividen en dos sistemas

bsicos en todo el mundo.

Europa y la mayora de los pases del mundo han sido

influenciado por el sistema de aproximacin a tres Zonas de

la IEC (International Electrotechnical Commision). La Norma

de IEC separa la atmsfera potencialmente explosiva en

Zonas 0,1 y 2 basado en probabilidades de ocurrencia,

longitud y tiempo en que la mezcla potencialmente

explosiva se presente.

Norte Amrica y otras partes del mundo influenciados por

este pas tradicionalmente utilizan el sistema de Clase y

Divisin (por las normas NEC 1999, API RP 500). Las clases

identifican el riesgo presente como: gases o vapores, polvo

combustible y fibras inflamables. Divisiones definen la

condicin normal o anormal en la cual el material de riesgo

puede estar presente.

En nuestro pas e incluso en nuestra empresa coexisten

ambos sistemas. En norte Amrica, hasta fines de los aos

80, los sistemas de clase y divisin era la nica opcin para

la clasificacin e instalacin de equipos de alto riesgo.

Siendo que el sistema de tres zonas basado en IEC ha sido

desarrollado grandemente para Norte Amrica. Siendo que

API y NEC (desde 1996) entre otras, ha desarrollado guas

para la clasificacin en base a las normas IEC (API RP 505).

Diversas organizaciones han publicado guas para la

clasificacin como la: NB 777-99, API RP 500, API RP 505,

NFPA 497/ 70, IP 15, IEC 79-11, ANSI/ UL 1203 1999,

NEC 1999, ISA, OSHA. Estas guas promueven la

uniformidad en la clasificacin. La NEC es una marca

registrada de la NFPA

En la NB 777-1997 as como su primera revisin, APNB 777-

2005, pargrafo 13.2, indica que la clasificacin se

considera por Clase y Divisin.

Los trabajos de clasificacin de reas/ lugares peligrosos con

atmsferas explosivas realizadas por Estudio Solano en

plantas de nuestra empresa en el ao 2004, fueron

realizados bajo la clasificacin: International Electrotechnical

Commission (IEC).

5. CLASIFICACION DE AREAS, POR CLASE Y DIVISIN, NATIONAL ELECTRIC CODE (NEC), API RP 500

5.1 CLASE I

Estos son reas dnde en su atmsfera estn o pueden

estar presentes gases o vapores inflamables en cantidad

suficiente como para producir una mezcla inflamable o

explosiva.

Los varios gases y vapores estn organizados en cuatro

grupos: Grupo A, Grupo B, Grupo C y grupo D.

5.2 CLASE II

Estos son reas que son peligrosos debido a la presencia de

polvos combustibles.

Los varios polvos se categorizan en: grupo E, Grupo F y

grupo G.

5.3 CLASE III

Estas reas son donde existe peligrosidad debido a la

presencia de fibras o materiales que produzcan pelusas

inflamables. Esta clase de rea no tiene grupos especficos

que las identifiquen.

5.4 DIVISIN

Dentro de las clases mencionadas el NEC considera:

5.4.1 DIVISIN 1

Son reas en donde existen concentraciones peligrosas,

gases, vapores, polvos o fibras inflamables en:

En forma continua o peridica.

Bajo condiciones de operacin normales

Donde puede existir frecuentemente

concentraciones peligrosas de tales sustancias

debido a operaciones de mantenimiento o

reparacin, o debido a fugas

reas donde la interrupcin de servicio u

operaciones defectuosas de los equipos o

procesos que pueden liberar concentraciones

peligrosas de las sustancias inflamables.

Fallas simultneas de equipo elctrico.

5.4.2 DIVISIN 2

Son reas donde lquidos, vapores, gases, polvos o

fibras inflamables son manejados, procesados o usados,

pero estas substancias inflamables pueden

normalmente ser confinados dentro de depsitos o

sistemas desde donde ellos pueden escapar slo en

caso de ruptura accidental o falla de tales depsitos o

sistemas, o en caso de operacin anormal de los

equipos; o en lugares en donde las concentraciones

peligrosas de gases o vapores son normalmente

prevenidas por ventilacin artificial pero que pueden

llegar a ser peligrosas debido a fallas u operacin

anormal del equipo de ventilacin o reas adyacentes a

reas de la Divisin 1, desde donde pueden

ocasionalmente ser comunicadas concentraciones

peligrosas de gases o vapores, a menos que tal

comunicacin sea prevenida, primero por adecuada

ventilacin de presin positiva desde una fuente de aire

limpio, y segundo por precauciones efectivas contra

fallas de ventilacin.

5.5 GRUPO DE GASES

No todos los grupos de gases se comportan de igual

forma en una ignicin, por lo que los gases y vapores se

clasifican en grupos:

La clasificacin de los gases y temperatura de ignicin

se relacionan con las mezclas de gas y aire a temperatura y

presin.

5.5.1 GRUPO A

Estas son atmsferas que contienen acetileno

5.5.2 GRUPO B

Estas son atmsferas de gas/ vapor inflamables con una

abertura de seguridad experimental mxima (MESG),

menor o igual a 0.45 mm o una proporcin de

corriente de encendido mnima (MIC) de menor o igual

a 0.4 mm

5.5.3 GRUPO C

Estas son atmsferas de gas/vapor inflamables con un

(MESG) mayor de .45mm y menos de .75mm o una

proporcin (MIC) mayor de .40mm y menos de o igual

a .80mm.

5.5.4 GRUPO D

Estas son atmsferas de gas/vapor inflamables con un

(MESG) mayor de .75mm o una proporcin (MIC)

mayor de .80mm.

5.5.5 GRUPO E

Estas son atmsferas que contienen polvos de metales

combustibles, incluyendo aluminio, magnesio, y sus

aleaciones comerciales, u otros polvos combustibles

cuyo tamao de partcula, abrasividad, y conductividad

presentan peligros similares en el uso de equipo

elctrico.

5.5.6 GRUPO F

stas contienen polvos carbonaceos combustibles que

tienen ms de 8% de voltiles atrapados en total o que

han sido sensitizados por otros materiales para que

presenten un peligro de explosin. Los polvos

representativos son carbn, negro carbn, carbn

domstico y otros

5.5.7 GRUPO G

stos contienen otros polvos combustibles, incluyendo

harina, grano, harina de madera plstico y qumicos.

En la actualidad, el cdigo NEC y las normas UL estn

mutando con la finalidad de acercarse ms a la estructura

de CENLEC e IEC (Artculo NEC 505 y 506), en la que se

incluyen una clasificacin de zonas y requisitos de

instalacin similares a los estndares IEC.

6. CLASIFICACION DE AREAS, POR ZONA Y GRUPO, INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMITEE (IEC)/

CENELEC, API RP 505

La IEC distingue las siguientes categoras de zonas

peligrosas en las atmsferas (con gases, vapores o nieblas)

con riesgo de explosin:

6.1 ZONA 0

Zona en la cual una mezcla explosiva de gases, vapor o

niebla, est presente de modo permanentemente, o por un

perodo de tiempo prolongado, o con frecuencia.

Ejemplo:

Por regla general, las condiciones de la zona cero slo se

dan en el interior de recipientes o instalaciones

(Evaporadores, recipientes de reaccin, etc.), aunque

tambin pueden presentarse cerca de respiraderos y otras

aberturas.

6.2 ZONA 1

Zona en la cual una mezcla explosiva de gases, vapor o

niebla es susceptible (ocasional) de formarse en servicio

normal de la instalacin o en condiciones normales de

operacin,

Ejemplo:

Se incluyen:

La proximidad de la zona 0,

la proximidad inmediata de bocas de carga,

la proximidad inmediata de aparatos o

conductos frgiles de vidrio, cermica o similar,

salvo si el contenido es insuficiente para formar

una atmsfera explosiva peligrosa,

la proximidad inmediata de prensaestopas

insuficientemente hermticos, p.ej. en bombas,

vlvulas, compuertas correderas,

el interior de instalaciones como evaporadores

o recipientes de reaccin.

6.3 ZONA 2

Zona en la cual una mezcla explosiva, no es probable en

condiciones normales de operacin, la formacin de una

atmsfera explosiva consistente en una mezcla con aire de

sustancias inflamables en forma de gas, vapor o niebla o en

la que, en caso de formarse, dicha atmsfera slo

permanece durante breves perodos de tiempo.

Ejemplo:

Las reas que rodean a las zonas 0 1

fugas o negligencias de utilizacin.

6.4 ZONA 20

Esta es una zona en donde existe una atmsfera explosiva,

en forma de una nube de polvo combustible mezclado con

aire, todo el tiempo o durante largos periodos o

frecuentemente.

6.5 ZONA 21

Esta zona es aquella en la que la atmsfera explosiva en

forma de nube de polvo combustible, mezclado con aire

ocurre ocasionalmente durante la operacin normal.

6.6 ZONA 22

En esta zona la atmsfera explosiva en forma de una nube

de polvo mezclado con aire no est presente durante la

operacin normal del equipo. Sin embargo puede estar

presente durante periodos breves.

Tabla Designacin de zonas segn la probabilidad de

formacin y duracin.

Frecuencia y duracin de la atmsfera

explosiva

Zona

Gas Polvo

Permanente o presente frecuentemente 0 0

Probable, de forma ocasional 1 1

Improbable y por poco tiempo 2 2

No cabe esperar su formacin Sin riego

Tabla Relacin del grado de escape con la zona y frecuencia

de formacin de la atmsfera explosiva

Grado de

escape

Zona Probabilidad de

atmsfera

explosiva en

365 das

Duracin

global

(horas/ao)

Gas Polvo

Continuo 0 20 P > 10 -1 > 1000

Primario 1 21 10-1 P > 10 -3 10 - 1000

Secundario 2 22 10-3 P > 10 -5 0,1* 10

Cuando la duracin de la atmsfera explosiva no llega a 0.1

h al ao, el lugar no se considera generalmente peligroso,

especialmente si se debe a operaciones diferentes

espaciadas. De todas formas, debe comprobarse que no

presenta peligro de explosin mediante un anlisis de riesgo

7. COMPARACIN DE CLASIFICACION IEC Y NEC Y RELACIN DE VARIABLES.

Tabla. Comparacin entre NEC e IEC

Material

Peligroso NEC 500 - 503

IEC

CENELEC

NEC 505

Gas o vapor

Clase I, Divisin 1

Clase II, Divisin 2

Zona 0 y 1

Zona 2

Polvo

Clase II, Divisin 1

Clase II, Divisin 2

Zona 10

Zona 11

Fibras y pelusas

Clase III, Divisin 1

Clase III, Divisin 2

Zona 10

Zona 11

Tabla Clasificacin de reas: Zonas, divisiones y categoras

Peligro

continuo

Peligro

intermitente

Condiciones

peligrosas y

anormales

NEC 500 - 503

Norte Amrica Divisin

1 Divisin 1 Divisin 2

IEC/ CENELEC/NEC

505

Europa

Zona 0

zona 20

Zona 1

Zona 21

Zona 2

Zona 22

Categora de

seguridad

para vapores

G1 G2 G3

Categoras de

seguridad

para polvos

D1 D2 D3

Zonas, Divisiones y Categoras de seguridad: medida de la

probabilidad que el peligro este presente.

Otra diferencia importante respecto a este tema son las

envolventes segn la NEC 500 usa la realizada por la

Asociacin Nacional de Manufactura Elctrica (NEMA), la

IEC usa los ndices de proteccin IP, estas se muestran en el

anexo G.

8. PASOS PARA CLASIFICAR REAS PELIGROSAS

Usualmente son empresas especializadas en el tema que

realizan la clasificacin de las reas.

La razn para incluir este punto: clasificacin de reas, es la

de resaltar los pasos aproximados comnmente utilizadas

para dicha clasificacin. Los detalles de las curvas de

derivacin y los mtodos exactos de clculo no se presentan

en este artculo pues no se consideran pertinentes para nivel

de boletn. Para condiciones nicas se justifica la inversin

en elementos de ingeniera para determinar de una forma

ms realista la clasificacin del rea.

En el pargrafo de este boletn se hizo notar lo complejo

que resulta clasificar un rea peligros, de a las muchas

variables que se manejan. Pero esto s se debe realizar

debido a costos de que implican no clasificar

adecuadamente, es decir si se clasifica por error reas

Divisin 1, Zona 0, resulta sustancialmente ms costosa que

se hubiese clasificado correctamente como Divisin 2, Zona

2. De forma inversa se corre el riesgo de clasificar divisin 2,

zona 2 en lugares donde debera ser Divisin 1, zona 0.

Fig. N 7 Clasificacin de reas, terminal Oruro

Los pasos para clasificar reas peligrosas son:1

1. Determinar objetivo, alcance del rea a clasificar y

formar el equipo de evaluacin

2. Definir las leyes, normas y reglamentaciones para la

aplicacin de este.

3. Indicar la terminologa a usar, se puede tomar

como referencia las definiciones del pargrafo 3 de

este Boletn

4. Definir los criterios de clasificacin de reas y la

aplicacin segn NEC o IEC.

5. Tener en manos un plano a escala con vista de

planta y corte transversal y longitudinal de las

partes donde se desea realizar detalles. Este plano

deber mostrar: todos los recipientes, tanques,

bombas, equipos de proceso, pileta API, separador,

quemador, motores, generadores, instrumentacin,

zanjas, patio de tanques, afectaciones de dispersin

de cualquier lquido, gas o vapor. (Tamao del

equipo, caudal, presin mxima)

El plano deber mostrar la direccin de los vientos

dominantes y los de menor influencia.

1 Estos pasos a seguir son solo de forma referencial, para su

aplicacin debern tener respaldo de normas.