Guía de selección de equipos Ex

El proceso de selección

Para seleccionar equipos Ex es necesario responder a seis preguntas en orden:

1. ¿En qué zona se encuentra el equipo? → Determina la categoría mínima (1, 2 o 3)
2. ¿Qué gas o polvo está presente? → Determina el grupo de gases (IIA/IIB/IIC) o el grupo de polvos (IIIA/IIIB/IIIC)
3. ¿Cuál es la temperatura de autoignición? → Determina la clase de temperatura (T1-T6) o la temperatura máxima de la superficie
4. ¿Qué hace el equipo? → Determina los métodos de protección adecuados (Ex d, Ex i, etc.).
5. ¿En qué entorno funciona? → Determina la clasificación IP, los materiales y el rango de temperatura ambiente (véanse los requisitos de instalación).
6. ¿Cuáles son los parámetros eléctricos? → Tensión, corriente, potencia, frecuencia.

Cada respuesta reduce el campo hasta que se obtiene una lista de opciones que cumplen los requisitos. Verifique la certificación antes de comprar. A continuación, elija en función del coste, la disponibilidad y la idoneidad. Compruebe el marcado del equipo para confirmar su conformidad.

Paso 1: Zona → Categoría

Haga coincidir la zona con la categoría de equipo requerida o EPL:

Zonas de gas/vapor

Zonas con polvo

Regla clave: los equipos de categoría superior siempre se pueden utilizar en zonas de menor riesgo. La categoría 1 funciona en todas partes; la categoría 3 solo en la zona 2/22.

Paso 2: Gas/Polvo → Grupo

Para gas/vapor

Identifique el gas y busque su grupo:

En caso de duda, utilice IIC. Funciona con todos los gases, aumenta el coste (entre un 10 y un 30 % más que IIA), pero elimina el riesgo si cambia la composición del gas.

Para polvo

Los equipos marcados con III (sin letra) cubren todos los tipos de polvo (IIIA, IIIB, IIIC). Los equipos marcados con IIIC cubren solo IIIC.

Paso 3: Temperatura → Clase T o temperatura máxima de la superficie

Para gas/vapor

Busque la temperatura de autoignición (AIT) del gas y seleccione equipos con una clase T inferior a ese valor:

Margen de seguridad: La clase T del equipo debe ser al menos una clase inferior a la AIT del gas. Por ejemplo, si AIT = 200 °C, utilice T3 (200 °C) o menos, no T2 (300 °C).

Para polvo

El polvo utiliza el marcado directo de temperatura (no clases T). La temperatura máxima de la superficie del equipo debe ser:

• ⅔ de la nube de polvo MIT (temperatura mínima de ignición de la nube de polvo)
• 75 °C por debajo de la temperatura de ignición de la capa (LIT) para una capa de 5 mm

Utilice el que sea más restrictivo.

Ejemplo: La harina de trigo tiene una MIT = 440 °C y una LIT (5 mm) = 220 °C.

• Límite de la nube: ⅔ × 440 = 293 °C
• Límite de capa: 220 - 75 = 145 °C
• Utilice T145 °C o menos (el límite de capa es determinante).

Paso 4: Aplicación → Método de protección

Elija el método de protección en función de lo que hace el equipo y del nivel de potencia:

Clasificación por coste (de menor a mayor): Ex nA (solo Zona 2) < Ex e < Ex ia/ib < Ex d < Ex m < Ex p

Clasificación por peso (de ligero a pesado): Ex ia < Ex e < Ex m < Ex d < Ex p

Diagrama de flujo de decisión

Elección entre Ex d y Ex i

Is the power < 20 W?
├─ Yes → Consider Ex i (intrinsic safety)
│  └─ Is it a sensor, transmitter, or low-power control circuit?
│     ├─ Yes → Ex i is ideal
│     └─ No → Check if barriers/isolators fit the system architecture
│
└─ No → Use Ex d or Ex e
   └─ Does it have arcing/sparking parts (relays, switches, motors)?
      ├─ Yes → Ex d (flameproof)
      └─ No → Ex e (increased safety) is cheaper and lighter

Equipos de zona 0

Zone 0 requires EPL Ga. Options:
├─ Ex ia (intrinsic safety, 2-fault tolerance)
├─ Ex ma (encapsulation, 2-fault protection)
└─ Special Ex d or Ex px designs (rare, very expensive)

→ 95% of Zone 0 installations use Ex ia.

Equipos de zona 2

Zone 2 has relaxed requirements. Options:
├─ Ex nA (non-sparking, cheapest)
├─ Ex nC (enclosed, sparking allowed but enclosed)
├─ Ex nR (restricted breathing)
├─ Any higher-rated equipment (Ex d, Ex e, Ex i)

→ Use Ex nA for motors/lights when possible (cost savings).
→ Use Ex e for terminal boxes (good practice even though Ex nA would suffice).

Equipos por industria

Petróleo y gas (plataforma marítima)

• Motores principales (bombas, compresores): Ex d IIC T3, Categoría 2 G
• Iluminación: luminarias LED Ex d IIC T4, IP66
• Cajas de conexiones: Ex e IIC T6, acero inoxidable (entorno marino)
• Transmisores: Ex ia IIC T4, bucles de 4-20 mA con barreras en zona segura
• Paneles de control: Ex px IIB T4 (cajas presurizadas en módulos de Zona 1)

Procesamiento químico

• Motores agitadores: Ex de IIB T3 (motor antideflagrante combinado, caja de terminales de seguridad aumentada)
• Sensores de proceso: Ex ia IIC T4-T6 según el disolvente
• Analizadores: Carcasas Ex d IIB T4 o armarios purgados Ex p
• Instrumentos de campo: Ex ib IIC T5 para Zona 1, Ex ia para bucles críticos

Farmacéutico (procesamiento con disolventes)

• Bandejas de recubrimiento de comprimidos: motores Ex d IIA T3 (vapor de alcohol = IIA)
• Equipos de extracción: Ex d IIB T4 (etanol/IPA = IIA, pero utilice IIB por margen)
• Instrumentación: Ex ia IIC T4 (algunos disolventes son IIB)
• Iluminación: LED Ex d IIA T4, IP66 (entorno de lavado)

Manipulación de granos (polvo)

• Motores de elevadores de cangilones: Ex tb IIIB T135 °C Db, IP6X
• Sensores de nivel de silos: Ex ia IIIB (algunos sensores certificados para polvo)
• Iluminación: Ex tb IIIB T135 °C Db, IP6X, LED
• Motores de transportadores: Ex tb IIIB T120 °C Db

Cabina de pintura

• Motor del ventilador de extracción: Ex d IIA T3 (vapor de disolvente)
• Iluminación: Ex d IIA T4 LED (interior de la cabina = Zona 1)
• Controles: Estaciones de botones pulsadores Ex e IIA T6
• Enclavamientos: circuitos de seguridad Ex ia IIA

Paso 5: Entorno → Clasificación IP y materiales

Selección de la clasificación IP

Selección de materiales

• Aluminio (AlSi10Mg, LM6): Ligero, adecuado para la mayoría de entornos. Evitar en zonas altamente corrosivas.
• Acero inoxidable (316L): Marino, offshore, exposición a productos químicos. Más pesado y caro que el aluminio.
• Latón: componentes pequeños (prensaestopas, conectores). Buena resistencia a la corrosión.
• Plástico/GRP: Cajas Ex e, Ex tb. Ligero, resistente a la corrosión. No apto para Ex d (no resiste explosiones internas).
• Recubrimientos: Recubrimiento en polvo, epoxi o pintura de grado marino para aluminio. Evite pintar juntas ignífugas.

Errores comunes en la selección

1. Utilizar equipos de zona 2 en zona 1

La categoría 3 (Gc) solo es adecuada para la zona 2. Instalarla en la zona 1 incumple los requisitos ATEX/IECEx y crea un riesgo real de ignición.

2. Incompatibilidad de grupos de gases

Instalación de equipos con clasificación IIA en una atmósfera de hidrógeno (IIC). Los espacios ignífugos son demasiado amplios y los límites de energía de ignición son demasiado altos. La explosión se propagará.

3. Error de clase de temperatura

Uso de equipos T3 (200 °C máx.) con vapor de gasolina (AIT ~230 °C). La superficie del equipo podría alcanzar los 200 °C, lo que está demasiado cerca del umbral de ignición. Utilice T4 (135 °C) o más frío.

4. Especificación insuficiente de la clasificación IP

Especificar IP54 para instalaciones costeras al aire libre. La entrada de agua y la corrosión salina dañarán el equipo en cuestión de meses. Utilice como mínimo IP66/67 para entornos marinos.

5. Errores de diseño del sistema Ex i

Se superan los límites de capacitancia del cable. La barrera/aislador permite 100 nF, el dispositivo de campo tiene una capacitancia interna de 50 nF y el cable es de 50 nF/100 m. La instalación de 150 m de cable (75 nF) supera el presupuesto total (100 nF). Riesgo de explosión si se produce un fallo.

6. Ignorar los límites de temperatura ambiente

El equipo estándar está clasificado para temperaturas de -20 °C a +40 °C. Instalarlo en un desierto (55 °C de temperatura ambiente) o en una ubicación ártica (-40 °C) sin verificar la clasificación de temperatura ampliada. La clase T se calcula a la temperatura ambiente máxima; superarla cambia la temperatura de la superficie.

Lista de verificación para la selección

1. ☐ Confirmar la clasificación de la zona a partir del plano de clasificación del área
2. ☐ Identificar todos los gases/polvos que puedan estar presentes (comprobar los datos del proceso y las fichas de datos de seguridad).
3. ☐ Determinar el grupo de gases: IIA, IIB o IIC
4. ☐ Averiguar la temperatura de autoignición (AIT) del gas o la MIT/LIT del polvo.
5. ☐ Seleccionar la clase de temperatura o la temperatura máxima de la superficie
6. ☐ Emparejar la categoría/EPL con la zona (categoría 1 para la zona 0, categoría 2 para la zona 1, categoría 3 para la zona 2)
7. ☐ Elegir el método de protección en función de la aplicación (Ex d para motores, Ex i para sensores, etc.)
8. ☐ Especificar la clasificación IP para el entorno (IP66 para exteriores/mar adentro)
9. ☐ Compruebe el rango de temperatura ambiente (de -20 a +40 °C estándar; ampliado si es necesario)
10. ☐ Para Ex i: calcular los parámetros de la entidad (Ui/Ii frente a Uo/Io, Ci/Li frente a Co/Lo + cable)
11. ☐ Verificar que los parámetros eléctricos (tensión, corriente, frecuencia) coincidan con el suministro
12. ☐ Obtenga el certificado del equipo y compruebe que cumple todos los requisitos

Temas relacionados

• Clasificación de zonas: comprensión de las zonas 0/1/2 y 20/21/22
• Grupos de gases: explicación de IIA, IIB e IIC
• Clases de temperatura: T1-T6 y tablas AIT
• Métodos de protección: todos los tipos Ex en detalle
• A prueba de explosiones frente a intrínsecamente seguro: elegir entre Ex d y Ex i
• Niveles de protección de los equipos: explicación de Ga/Gb/Gc y Da/Db/Dc
• Prensaestopas: selección de los prensaestopas adecuados para su equipo