Prensaestopas para zonas peligrosas

Por qué son importantes los prensaestopas

Un prensaestopas es el eslabón más débil de una carcasa Ex. Debe:

• Mantener el método de protección (integridad a prueba de explosiones, seguridad aumentada de distancia de fuga/espacio libre, sellado hermético al polvo)
• Proporcionar alivio de tensión al cable
• Sellar contra la entrada de polvo y agua
• Proporcionar continuidad de puesta a tierra para cables blindados
• Resistir el estrés mecánico y ambiental.

El uso de un prensaestopas industrial estándar en una zona clasificada es un error común y peligroso (véase instalación e inspección para conocer los errores comunes). Solo los prensaestopas Ex certificados mantienen la integridad de la seguridad de la instalación.

Tipos de prensaestopas Ex

1. Prensaestopas ignífugos (Ex d)

Para uso con envolventes ignífugos (a prueba de explosiones). Estos prensaestopas deben impedir la propagación de las llamas a través de la entrada del cable.

Características de diseño

• Mecanismo de bloqueo: cámara rellena de compuesto o junta de compresión que bloquea el paso de gas a lo largo de los núcleos del cable.
• Entrada roscada: crea una vía ignífuga a través de las roscas del cuerpo del prensaestopas.
• Enroscamiento mínimo: normalmente 5 roscas completas como mínimo (varía según la norma y el grupo de gases).
• Sujeción del cable: sella alrededor de la cubierta del cable para impedir la entrada de gas.

Variantes

• Relleno de compuesto (caja de bloqueo): el cable entra en el prensaestopas y los núcleos se sellan con epoxi o masilla. Instalación permanente; difícil de retirar.
• Sello de elastómero (compresión): sello de caucho o polímero comprimido alrededor de los núcleos. Permite retirar/sustituir el cable, pero requiere un diámetro de cable correcto.

2. Prensaestopas de seguridad aumentada (Ex e)

Para envolventes de seguridad aumentada. Más sencillos que los Ex d, ya que no requieren contención de llamas: se centran en evitar las fuentes de ignición.

Características de diseño

• Sujeción segura del cable: evita que el conductor se salga bajo tensión mecánica.
• Sello contra la entrada de agua: IP54 mínimo (a menudo IP66/67).
• Sujeción y puesta a tierra blindadas: para cables SWA/STA, proporciona continuidad de tierra.
• No se requiere rosca ignífuga: se aceptan roscas métricas estándar o NPT.

3. Prensaestopas de barrera intrínsecamente seguros

Prensaestopas especiales que se utilizan cuando los circuitos intrínsecamente seguros atraviesan una barrera (pared de cerramiento que separa las zonas seguras de las peligrosas). También se denominan prensaestopas de «doble sellado» o «pasante».

Finalidad

• Mantener la separación entre circuitos IS y no IS
• Evitar la migración de gas de la zona peligrosa a la zona segura.
• Proporcionar dos sellos independientes (uno a cada lado de la barrera).

4. Prensaestopas estancos al polvo (Ex t)

Para equipos protegidos contra la ignición por polvo (Zona 20/21/22). Deben cumplir con la norma IP6X (herméticos al polvo).

Características

• Sello de elastómero o gel alrededor de la funda del cable
• No se requiere cámara de retención (el polvo no se propaga como el gas).
• Comprimir el sello firmemente para alcanzar la clasificación IP6X

5. Prensaestopas EMC

Para aplicaciones que requieren blindaje de compatibilidad electromagnética además de protección Ex. Comunes en sistemas de instrumentación y control.

Características

• Terminación de blindaje de 360
• Mantiene la continuidad del blindaje a través de la pared de la carcasa
• A menudo se combina con la certificación Ex e

Normas de roscado

Los prensaestopas Ex vienen con varios tipos de roscas. Es fundamental que la rosca del prensaestopas coincida con la entrada de la carcasa.

Importante: nunca fuerce el ajuste de un prensaestopas. Si la rosca no encaja con suavidad, es porque es del tipo o tamaño incorrecto. Las roscas forzadas comprometen la integridad ignífuga.

Rango de diámetros de cable

Cada prensaestopas tiene un rango específico de diámetro exterior (OD) del cable. El uso de un cable fuera de este rango compromete el sellado.

Rangos típicos

• M20: 6-12 mm de diámetro exterior del cable
• M25: cable con un diámetro exterior (OD) de 13-18 mm
• M32: cable con un diámetro exterior (OD) de 18-25 mm
• M40: diámetro exterior del cable de 26-34 mm
• M50: diámetro exterior del cable de 34-44 mm
• M63: diámetro exterior del cable de 44-56 mm

Los rangos varían según el fabricante. Compruebe siempre la ficha técnica del prensaestopas y mida el cable antes de realizar el pedido.

Hay disponibles casquillos adaptadores y reductores para acomodar cables más pequeños en prensaestopas más grandes, pero también deben estar certificados como Ex para el mismo método de protección.

Procedimiento de instalación

Instalación del prensaestopas ignífugo (Ex d)

1. Verifique la certificación: el certificado del prensaestopas coincide con el grupo de gases y la clasificación de zona de la carcasa.
2. Compruebe el tipo y el tamaño de la rosca: debe coincidir exactamente con la entrada de la carcasa.
3. Mida el diámetro exterior del cable: confirme que se encuentra dentro del rango nominal del prensaestopas.
4. Prepare el cable: pele la cubierta exterior hasta la longitud requerida (según las instrucciones del prensaestopas).
5. Enroscado: mínimo 5 roscas completas en la carcasa (compruebe los requisitos específicos en el certificado).
6. Sellar los núcleos (si es del tipo de cámara de retención): verter o rellenar el compuesto según las instrucciones del fabricante; dejar tiempo de curado.
7. Apriete la tuerca exterior: aplique el par especificado (normalmente entre 30 y 50 Nm para M20-M32).
8. Compruebe la junta ignífuga: no debe haber huecos, pintura ni daños en las roscas de entrada de la carcasa.
9. Aplique una contratuerca o alambre de seguridad (si se especifica).
10. Documentar: registrar el tipo de prensaestopas, el número de certificado y los detalles del cable.

Instalación del prensaestopas de seguridad mejorada (Ex e)

1. Verificar la certificación: el prensaestopas tiene clasificación Ex e.
2. Instalar el prensaestopas: enroscarlo en la carcasa (no se especifica un acoplamiento mínimo para Ex e, pero se recomienda un mínimo de 4 roscas).
3. Inserte el cable: asegúrese de que la armadura (si la hay) esté bien sujeta y conectada a tierra
4. Apriete los elementos de sellado: comprima la junta de goma alrededor de la funda del cable
5. Alivio de tensión: asegúrese de que el cable esté adecuadamente sujeto a menos de 300 mm del prensaestopas
6. Compruebe la clasificación IP: el sello debe alcanzar al menos IP54 (normalmente IP66)

Instalación del prensaestopas de barrera (circuitos IS)

1. Instalar el cuerpo del prensaestopas: fijarlo a ambos lados de la pared de barrera.
2. Pase el cable — Pase el cable intrínsecamente seguro a través del prensaestopas
3. Sellar ambos extremos: comprimir los sellos en los lados peligrosos y seguros de forma independiente.
4. Etiquetar el circuito IS: identificación azul según IEC 60079-14.
5. Comprobación de segregación: asegúrese de que el cable IS esté separado de los cables no IS (50 mm como mínimo, o conducto separado).

Especificaciones de par

Un apriete insuficiente provoca fugas y pérdida de la integridad ignífuga. Un apriete excesivo puede dañar las roscas o agrietar las carcasas.

Utilice siempre una llave dinamométrica calibrada. La «tensión» visual no es suficiente. Documente los valores de par durante la instalación y vuelva a verificarlos durante las inspecciones.

Clasificaciones IP para prensaestopas

La clasificación de protección contra la entrada de elementos externos indica la resistencia al polvo y al agua. Se requieren clasificaciones IP más altas para entornos más hostiles.

Adapte la clasificación IP al entorno. Las zonas costeras y marítimas suelen requerir un mínimo de IP66. Las zonas secas interiores pueden aceptar IP54.

Errores comunes de instalación

1. Uso de prensaestopas no certificados

Los prensaestopas industriales estándar (incluso con IP66) no tienen certificación Ex. Carecen de mecanismos de bloqueo, especificaciones adecuadas de acoplamiento de roscas y clasificaciones de grupos de gases. Su uso anula la certificación de la carcasa.

2. Diámetro de cable incorrecto

La instalación de un cable de 10 mm en un prensaestopas clasificado para 13-18 mm deja huecos en el sello. El prensaestopas no puede comprimirse correctamente, lo que permite la entrada de gas o la propagación de llamas.

3. Enroscado insuficiente

Los prensaestopas ignífugos requieren un acoplamiento mínimo de la rosca (normalmente 5 roscas completas). Un acoplamiento superficial acorta la trayectoria ignífuga y puede permitir el escape de las llamas.

4. Roscas dañadas

Las roscas dañadas por atascos, instalaciones forzadas o corrosión no proporcionan integridad ignífuga. Nunca fuerce un prensaestopas: si no se enrosca con suavidad, deténgase y compruebe el tamaño y el tipo.

5. Pintura en las roscas

La pintura dentro de las roscas ignífugas crea huecos e impide el contacto entre metales. Las roscas deben estar limpias y sin pintura. Si pinta las carcasas, cubra todas las entradas o limpie las roscas después de pintar.

6. Par de apriete incorrecto

Apretar con los dedos no es suficiente. Utilice una llave dinamométrica y documente el valor. Un par de apriete excesivo puede agrietar las cajas de aluminio o dañar las roscas.

7. Sin alivio de tensión

Los cables deben estar sujetos a menos de 300 mm del prensaestopas. Los cables sin sujetar provocan tensión en las conexiones dentro de la carcasa y pueden sacar los núcleos de los terminales.

8. Faltan tapones ciegos

Las entradas de cable no utilizadas deben sellarse con tapones ciegos Ex certificados (el mismo método de protección que la carcasa). Una entrada abierta es una vía de ignición y un punto de entrada para el polvo y el agua.

Requisitos de inspección

Según la norma IEC 60079-17, la inspección de los prensaestopas incluye:

Inspección visual (cada 12 meses para la zona 1)

• ☐ El prensaestopas está presente y completo (no faltan piezas)
• ☐ No hay daños visibles (grietas, corrosión, deformación)
• ☐ El sello de entrada del cable está intacto
• ☐ Identificación/marcado del prensaestopas legible

Inspección minuciosa (cada 36 meses para la zona 1)

• ☐ El certificado del prensaestopas coincide con la carcasa y la zona
• ☐ Se ha verificado el acoplamiento de la rosca (comprobación visual de la profundidad)
• ☐ Diámetro del cable dentro del rango nominal del prensaestopas
• ☐ No hay pintura, suciedad ni contaminación en las roscas ignífugas
• ☐ Presencia de contratuerca o alambre de seguridad (si se especifica)
• ☐ Alivio de tensión dentro de los 300 mm

Inspección detallada (cada 72 meses para la zona 1, o después de una modificación)

• ☐ Desmontar e inspeccionar la cámara de retención (si es accesible sin destruir el compuesto)
• ☐ Comprobar el estado de las roscas (sin daños, roscas cruzadas ni desgaste)
• ☐ Verificar el par de apriete (puede ser necesario volver a apretar)
• ☐ Comprobar la clasificación IP (poco frecuente, pero puede especificarse para aplicaciones críticas)

Principales fabricantes

Proveedores líderes de prensaestopas Ex certificados:

• CMP Products: amplia gama de prensaestopas Ex d, Ex e y Ex t; disponibilidad global.
• Hawke International: especialista en prensaestopas para entornos hostiles; especializado en aplicaciones submarinas y marítimas
• Weidmüller: fabricante alemán; gama completa ATEX/IECEx
• Bartec: cartera completa de protección contra explosiones, incluidos prensaestopas
• R. Stahl: prensaestopas Ex d y Ex e de alta calidad
• Pepperl+Fuchs: especialistas en seguridad intrínseca; prensaestopas de barrera
• Jacob: amplia selección de prensaestopas Ex métricos y NPT
• Eaton Crouse-Hinds: centrado en Norteamérica; prensaestopas con certificación ATEX y NEC

Referencia de normas

• IEC 60079-0: requisitos generales (requisitos de sellado de entradas de cables)
• IEC 60079-1: Cajas ignífugas (requisitos de sellado de prensaestopas Ex d)
• IEC 60079-7: Seguridad aumentada (requisitos para entradas de cable Ex e)
• IEC 60079-14: Instalación (selección de prensaestopas e instrucciones de instalación)
• IEC 60079-31 — Protección contra la ignición por polvo mediante envolvente (sellado de prensaestopas Ex t)
• EN 50018 — Cajas ignífugas (norma antigua, aún vigente)
• EN 50019: seguridad aumentada (norma antigua)

Temas relacionados

• Métodos de protección: explicación de Ex d, Ex e, Ex i y otros
• Instalación e inspección: requisitos de las normas IEC 60079-14 y 60079-17
• A prueba de explosiones frente a intrínsecamente seguro: elegir el método de protección adecuado
• Certificación CompEx: la formación cubre la instalación de prensaestopas