Fundamentos da proteção contra explosões
O Triângulo da Explosão
Três coisas precisam estar presentes ao mesmo tempo para uma explosão:
- Combustível. gás inflamável, vapor, névoa ou poeira combustível
- Oxidante. oxigénio no ar (≥21 % O₂)
- Fonte de ignição. energia suficiente para acender a mistura
Retire qualquer um dos três e nada acontece. Toda estratégia de proteção funciona removendo pelo menos uma.
O que é uma atmosfera explosiva?
Uma mistura de ar e material inflamável (gás, vapor, névoa ou poeira) que pode ser inflamado. A concentração deve situar-se entre dois limites:
- LEL (Limite inferior de explosividade). concentração mínima de ignição
- UEL (Limite Superior de Explosividade). concentração máxima (demasiado rico para queimar)
Entre LEL e UEL, a mistura está dentro do seu alcance explosivo.
Exemplos de LEL/UEL
| Substância | LIE (% vol) | UEL (% vol) |
|---|---|---|
| Metano | 4.4 | 17.0 |
| Propano | 1.7 | 10.9 |
| Hidrogênio | 4.0 | 77.0 |
| Acetileno | 2.3 | 100.0 |
| Vapor de etanol | 3.1 | 27.7 |
O hidrogênio se destaca aqui. Essa faixa de 4-77% é enorme em comparação com tudo o mais nesta lista, o que é parte da razão pela qual ela obtém seu próprio grupo de gás (IIC).
Tipos de substâncias perigosas
Gases e Vapores
Gases inflamáveis (metano, hidrogénio, propano) e vapores de líquidos inflamáveis (gasolina, solventes, álcoois). Classificado em grupos de gases (IIA, IIB, IIC) com base em suas propriedades de ignição.
Névoas
Gotículas finas de líquidos inflamáveis. A parte complicada: uma névoa pode formar uma atmosfera explosiva mesmo quando o líquido está abaixo do seu ponto de inflamação. Isso passa despercebido nas avaliações de perigos mais do que deveria.
Poeiras
Pós combustíveis de materiais orgânicos (grãos, açúcar, madeira, carvão), metais (alumínio, magnésio) e materiais sintéticos (plásticos, produtos farmacêuticos). Classificado em grupos de poeira (IIIA, IIIB, IIIC).
As partículas precisam ser finas o suficiente para permanecerem no ar (abaixo de ~500 μm). Uma coisa que as pessoas esquecem: uma camada de poeira sobre uma superfície quente pode inflamar-se a uma temperatura mais baixa do que a mesma poeira de uma nuvem.
Fontes de ignição
IEC/EN 60079-0 e EN 1127-1 identificam 13 potenciais fontes de ignição:
- Superfícies quentes
- Chamas e gases quentes
- Faíscas geradas mecanicamente
- Equipamento elétrico (faíscas, arcos)
- Correntes elétricas parasitas, proteção contra corrosão catódica
- Eletricidade estática
- Raio
- Campos eletromagnéticos (RF, 9 kHz – 300 GHz)
- Radiação eletromagnética (alcance óptico, 300 GHz – 3×10⁶ GHz)
- Radiação ionizante
- Ultrassônica
- Compressão adiabática, ondas de choque
- Reações exotérmicas (incluindo autoignição de poeiras)
O objetivo é evitar que qualquer um deles se torne “eficaz” – o que significa que eles têm energia suficiente para inflamar a mistura específica presente.
Os Três Princípios de Proteção
A hierarquia é importante:
1. Proteção Primária – Prevenir a Formação
Em primeiro lugar, evite a formação de atmosfera explosiva:
- Substituição (utilizar materiais não inflamáveis)
- Ventilação (diluir abaixo do LIE)
- Inertização (substituir o oxigénio por azoto ou CO₂)
- Monitoramento de concentração com desligamento automático
2. Proteção secundária. Evitar ignição
Suponha que a atmosfera explosiva se formará; evitar fontes de ignição:
- Use equipamento Ex certificado (consulte métodos de proteção)
- Proper classificação de zona adequar o equipamento ao risco
- Ligação à terra e ligação para evitar descargas estáticas
- Autorizações e procedimentos para trabalhos a quente
3. Proteção terciária. Limitar os efeitos
Suponha que ocorra ignição; conter e mitigar a explosão:
- Construção resistente a explosões
- Ventilação de alívio de explosão
- Sistemas de supressão de explosões
- Isolamento contra explosão (corta-chamas, válvulas de ação rápida)
Terminologia chave
| Prazo | Definição |
|---|---|
| Exemplo | Abreviatura de proteção contra explosão (de "Explosionsschutz") |
| ATEX | Do francês "ATmosphères EXplosibles". quadro diretivo da UE |
| IECEx | Sistema da Comissão Eletrotécnica Internacional para certificação Ex |
| Área perigosa | Local onde pode ocorrer uma atmosfera explosiva |
| Zona | Classificação da área perigosa por probabilidade de atmosfera explosiva |
| LPE | Nível de proteção do equipamento. Ga, Gb, Gc, Da, Db, Dc |
| Tipo de proteção | Método técnico utilizado para evitar a ignição (Ex d, Ex e, Ex i, etc.) |
| Grupo de gás | Classificação de gases por propriedades de ignição (IIA, IIB, IIC) |
| Classe de temperatura | Temperatura máxima da superfície do equipamento (T1–T6) |
| Organismo Notificado | Organização designada pela UE e autorizada a certificar equipamentos ATEX |
| ExCB | Organismo de Certificação IECEx |
| ExTL | Laboratório de Ensaios IECEx |
Classificação da zona de poeira (IEC 60079-10-2)
| Zona | Definição |
|---|---|
| Zona 20 | Nuvem de poeira explosiva presente de forma contínua ou frequente |
| Zona 21 | Nuvem de poeira explosiva provavelmente durante a operação normal |
| Zona 22 | Nuvem de poeira explosiva é improvável; apenas brevemente se ocorrer |
Para detalhes completos da zona, incluindo metodologia e exemplos, consulte Classificação da zona.
Arquivos relacionados
- Classificação da zona. como as áreas são classificadas
- Grupos de Gás. como os combustíveis são categorizados
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