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A classificação de áreas de atmosferas explosivas de gás

Como pode ser feita a classificação de áreas pelo método de fontes de liberação? Como estabelecer as fontes de liberação? Quais são as liberações de gases liquefeitos por resfriamento? Como deve ser executada a ventilação artificial? Qual a influência do grau das fontes de liberação? Por que é importante possuir uma documentação para a classificação de áreas? Esses questionamentos estão sendo mostrados no texto sobre a classificação de áreas onde pode ocorrer a presença de gases.

12/12/2018 - Equipe Target

NBR IEC 60079-10-1 de 11/2018: a classificação de áreas onde pode ocorrer a presença de gases

A NBR IEC 60079-10-1 de 11/2018 - Atmosferas explosivas - Parte 10-1: Classificação de áreas - Atmosferas explosivas de gás refere-se à classificação de áreas onde pode ocorrer a presença de gases ou vapores inflamáveis e pode ser utilizada como base para a seleção e instalação adequadas de equipamentos para utilização em áreas classificadas. Destina-se a ser aplicada onde haja o risco de ignição devido à presença de gás ou vapor inflamável misturado com o ar, porém não é aplicável a minas sujeitas a presença de grisu; no processamento e manufatura de explosivos; a falhas catastróficas ou falhas raras que estejam além do conceito de anormalidade considerado nesta norma; em ambientes utilizados com objetivos médicos; em aplicações comerciais e industriais onde somente sejam utilizados gases inflamáveis com baixa pressão, para aplicações, por exemplo, para cozimento, aquecimento de água e utilizações similares, onde a instalação estiver de acordo com as normas ou códigos pertinentes para gases; em ambientes domésticos; e em áreas onde um risco possa ser gerado pela presença de poeiras ou fibras combustíveis, mas os princípios podem ser utilizados na avaliação de misturas híbridas (consultar também a NBR IEC 60079-10-2).

Informações adicionais sobre misturas híbridas são apresentadas no Anexo I. Névoas inflamáveis podem se formar ou estar presentes ao mesmo tempo que vapores inflamáveis. Em tais casos, somente a aplicação dos requisitos indicados nesta norma pode não ser adequado. Névoas inflamáveis podem também ser formadas quando líquidos que não são considerados como sendo uma fonte de risco devido ao seu elevado ponto de fulgor são liberados sob pressão.

Nestes casos, a classificação de áreas e os detalhes apresentados nesta norma não são aplicáveis. Informações sobre névoas inflamáveis são apresentadas no Anexo G. Para o objetivo desta norma, uma área é considerada uma região ou espaço tridimensional.

Condições atmosféricas incluem variações acima e abaixo dos níveis de referência de 101,3 kPa (1 013 mbar) e 20 °C (293 K), desde que as variações tenham um efeito desprezível nas propriedades de explosividade das substâncias inflamáveis. Em qualquer planta de processo, independentemente do seu tamanho, pode haver numerosas fontes de ignição, além daquelas associadas aos equipamentos. Neste contexto, são necessárias precauções apropriadas para assegurar um nível adequado de segurança. Esta norma é aplicável, com ponderação, a outras fontes de ignição. Não leva em consideração as consequências da ignição de uma atmosfera explosiva.

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Como pode ser feita a classificação de áreas pelo método de fontes de liberação?

Como estabelecer as fontes de liberação?

Quais são as liberações de gases liquefeitos por resfriamento?

Como deve ser executada a ventilação artificial?

Qual a influência do grau das fontes de liberação?

Por que é importante possuir uma documentação para a classificação de áreas?

É recomendado que instalações em que as substâncias inflamáveis são processadas ou armazenadas sejam projetadas, construídas, operadas e mantidas, de modo que qualquer liberação de substâncias inflamáveis e, consequentemente, a extensão das áreas classificadas sejam minimizadas, em operação normal ou anormal, com relação à frequência, duração e quantidade da liberação.

É importante examinar as partes de equipamentos e sistemas de processo, os quais possam liberar substâncias inflamáveis, e considerar modificações no projeto para minimizar a probabilidade e a frequência de liberação, a quantidade e a taxa de liberação das substâncias inflamáveis. É recomendado que estas considerações fundamentais sejam verificadas nas etapas iniciais do projeto de qualquer planta de processo e que recebam também atenção especial ao realizar o estudo de classificação de áreas.

Em casos de atividades, exceto as da operação normal, por exemplo, comissionamento ou manutenção não rotineira, a classificação da área pode não ser válida. É esperado que as atividades, além daquelas para a operação normal, sejam tratadas por uma sistemática de permissão de trabalho. É recomendado que a classificação de áreas leve em consideração as manutenções de rotina.

Os seguintes passos podem ser seguidos em uma situação em que possa haver uma atmosfera explosiva de gás: eliminar a probabilidade de ocorrência de uma atmosfera explosiva de gás ao redor da fonte de ignição, ou eliminar a fonte de ignição. Se não for possível executar estas medidas, é recomendado que medidas de proteção, equipamentos de processo, sistemas e procedimentos sejam selecionados e preparados de modo que a probabilidade de ocorrência simultânea dos eventos acima seja suficientemente baixa para ser razoavelmente aceitável.

Tais medidas podem ser utilizadas individualmente, se estas forem reconhecidas como sendo altamente confiáveis, ou em combinação, para atingir um nível equivalente de segurança. A classificação de áreas é um método de análise e classificação do ambiente em que uma atmosfera explosiva de gás possa ocorrer, de modo a facilitar a adequada seleção, instalação e operação de equipamentos a serem utilizados com segurança em tais ambientes.

A classificação também leva em consideração as características de ignição dos gases ou vapores, como energia de ignição e temperatura de ignição. A classificação de áreas possui dois objetivos principais: a determinação do tipo das áreas classificadas e a extensão das zonas (ver Seções 7 e 8). As características específicas podem ser obtidas para a seleção dos equipamentos “Ex”, por exemplo, energia de ignição e classe de temperatura; ver NBR IEC 60079-20-1.

Na maioria das situações práticas em que substâncias inflamáveis são utilizadas, é difícil assegurar que a presença de uma atmosfera explosiva de gás nunca irá ocorrer. Pode também ser difícil assegurar que os equipamentos nunca constituirão fontes de ignição. Desta forma, em situações onde exista uma alta probabilidade de ocorrência de uma atmosfera explosiva de gás, a confiabilidade é obtida pela utilização de equipamentos que possuam uma baixa probabilidade de se tornarem fontes de ignição.

Por outro lado, onde houver uma baixa probabilidade de ocorrência de uma atmosfera explosiva de gás, equipamentos construídos com requisitos menos rigorosos podem ser utilizados. É recomendado em especial que as áreas de zona 0 ou zona 1 sejam minimizadas em quantidade e extensão, seja por projeto ou por procedimentos operacionais adequados. Em outras palavras, plantas e instalações devem possuir preferencialmente áreas de zona 2 ou áreas não classificadas.

Quando a liberação de uma substância inflamável for inevitável, é recomendado que os itens dos equipamentos de processos sejam limitados àqueles que dão origem a fontes de risco de grau secundário ou, na sua impossibilidade (isto é, onde for inevitável a presença de fontes de risco de grau primário ou contínuo), é recomendado que as liberações sejam limitadas ao máximo, em quantidade e taxas de liberação. Ao se desenvolver um projeto de uma planta de processo, é recomendado que estes princípios recebam considerações prioritárias.

Quando necessário, é recomendado que o projeto, a operação e a localização dos equipamentos de processo assegurem que, mesmo quando estes estiverem operando de forma anormal, a quantidade da substância inflamável liberada para a atmosfera seja minimizada, de forma a reduzir a extensão da área classificada. Uma vez que a planta tenha sido classificada e que todos os registros necessários tenham sido efetuados, é importante que nenhuma modificação nos equipamentos ou nos procedimentos de operação seja feita sem discussão prévia com os responsáveis pela classificação da área.

É recomendado que a classificação de áreas seja atualizada para quaisquer casos de alterações na planta ou nos seus procedimentos de operação. É recomendado que estas revisões sejam feitas durante o ciclo total de vida das plantas. Após a conclusão da classificação de área, uma avaliação de risco pode ser realizada para avaliar se as consequências da ignição de uma atmosfera explosiva requerem a utilização de equipamentos com um nível de proteção de equipamento mais elevado ou que possa justificar a utilização de equipamentos com nível de proteção de equipamento mais baixo do que aquele geralmente considerado.

Em alguns casos, uma zona de extensão desprezível pode surgir e ser tratada como área não classificada. Tal zona implica que, caso uma explosão ocorra, esta resulte em consequências também desprezíveis. O conceito de zona de extensão desprezível pode ser aplicado independentemente de quaisquer outras mudanças da avaliação de risco para a determinação do EPL

Um exemplo de zona com extensão desprezível é uma nuvem de gás natural com uma concentração média de 50 % em volume do seu LIE e que possua um volume menor que 0,1 m3 ou 1,0 % do espaço fechado levado em consideração para a classificação de áreas (o que for menor). Os requisitos de EPL podem ser registrados, como apropriado, nos documentos e desenhos de classificação de áreas, de modo a permitir uma adequada seleção de equipamentos a serem utilizados.

A NBR IEC 60079-0 descreve os EPL e a ABNT NBR IEC 60079-14 estabelece a aplicação dos EPL para uma instalação. É recomendado que a classificação de áreas seja realizada por aqueles que compreendam a relevância e o significado das propriedades das substâncias inflamáveis, dos princípios da dispersão de gases e vapores e que estejam familiarizados com o processo e os equipamentos.

Pode ser benéfico que outras especialidades da engenharia, como elétrica e mecânica, bem como de pessoal com responsabilidades específicas de segurança, façam parte e apresentem informações para o processo de classificação de áreas. A competência das pessoas deve ser pertinente ao tipo de planta e à metodologia utilizada para a realização da classificação de áreas.

É recomendado que a devida educação continuada ou treinamentos sejam realizados pelo pessoal envolvido, de forma regular, quando requerido. A competência pode ser demonstrada por uma estrutura de treinamentos e de avaliação pertinente com regulamentos, normas estrangeiras ou requisitos dos usuários das instalações. Por meio de uma simples análise de um projeto ou de uma planta industrial, raramente é possível estabelecer os locais que possam ser enquadrados nas definições de zonas (zonas 0, 1 e 2).

É necessário um estudo mais detalhado, e isto envolve a análise das probabilidades básicas de ocorrência de uma atmosfera de gases inflamáveis. Ao determinar onde pode ocorrer uma liberação de gás ou vapor inflamável, é recomendado que a probabilidade e a duração da liberação sejam avaliadas de acordo com as definições de graus de liberação contínuos, primários ou secundários.

Uma vez que a probabilidade da frequência e duração de uma liberação (bem como o grau de liberação), a taxa de liberação, concentração, velocidade, ventilação e outros fatores são avaliados, existe então uma base sólida para avaliar a provável presença de uma atmosfera explosiva de gás nas áreas ao redor e determinar o tipo e a extensão das zonas. Esta abordagem, entretanto, requer que análises detalhadas sejam realizadas para cada equipamento de processo que contenha uma substância inflamável, por si só ou devido a condições do processo, e que poderia se tornar desta forma uma fonte de liberação.

Nessa norma, são apresentadas orientações sobre o procedimento para a classificação de áreas em que pode haver ocorrência de uma atmosfera explosiva de gás. Um exemplo de uma abordagem esquemática para a classificação de áreas é apresentado no Anexo F. É recomendado que a classificação de áreas seja realizada quando os projetos de tubulação, instrumentação e de leiaute da planta estiverem disponíveis, e que seja confirmada antes do início da operação da planta.

É recomendado que sejam observadas as considerações quanto ao tipo, número e localização dos diversos pontos potenciais de liberação, de tal forma que as zonas e as suas extensões sejam estabelecidas. Sistemas de controle projetados e instalados em conformidade com uma norma de Segurança Funcional podem reduzir as possibilidades de uma fonte de liberação ou as suas quantidades de liberação (por exemplo, controles sequenciais automatizados e sistemas de inertização). Tais controles podem ser avaliados na sua importância para a classificação de áreas.

É recomendado que a classificação de área, por meio de uma avaliação criteriosa, considere as experiências anteriores na mesma instalação ou em similares. Não é suficiente identificar apenas as possíveis fontes de liberação das substâncias inflamáveis e estabelecer imediatamente as extensões da zona 1 e da zona 2. Quando experiências ou evidências documentadas são consistentes para um projeto específico de planta e operações, isto pode ser utilizado para a correta classificação de área.

Além disso, é aceitável que uma área possa ser reanalisada com base na experiência da indústria ou em novas evidências, gerando uma nova classificação de área. A classificação de áreas pelo método de fontes de liberação pode ser realizada por meio de cálculos, considerações estatísticas e avaliações numéricas apropriadas para os fatores envolvidos, para cada fonte de liberação. Consultar o Anexo F.

O método por fontes de liberação pode ser resumido como a seguir: identificar as fontes de liberação; determinar a taxa e o grau de liberação para cada fonte com base na frequência e duração provável de liberação; avaliar a eficácia da ventilação ou das condições da diluição; determinar o tipo de zona com base no grau de liberação e na eficácia da ventilação ou da diluição; determinar a extensão da zona. Fórmulas pertinentes para determinar as taxas de liberação sob certas condições podem ser encontradas no Anexo B.

Estas fórmulas são geralmente aceitas como uma boa base para o cálculo das taxas de liberação para as condições previstas. Diretrizes sobre a avaliação da ventilação e dispersão são indicadas no Anexo C. Outras formas de avaliação como, por exemplo, CFD (Computational Fluid Dynamics), podem ser utilizadas como uma boa base para a avaliação em certas situações.

A modelagem computacional é também uma ferramenta adequada para avaliar a interação de múltiplos fatores. Em todos os casos, é recomendado que os métodos e ferramentas de avaliação utilizados sejam validados como adequados ou utilizados com a devida precaução e que aqueles que realizam a avaliação, compreendam as limitações ou requisitos de quaisquer ferramentas, e que ajustem as condições dos dados de entrada ou os resultados de maneira a assegurar conclusões corretas.

FONTE: Equipe Target

Baseado nos documentos visitados

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