Guia interactiva Atmosferas Explosivas Estandar IECEx
1. ¿Qué es una Atmósfera Explosiva?
Una atmósfera explosiva (Ex) se define como una mezcla con aire de sustancias inflamables en forma de gas, vapor, polvo, fibras o partículas que, después de la ignición, permiten la propagación autosostenida de la combustión. Su gestión es crítica en industrias como la química, petroquímica, minera y alimentaria.
Triángulo de Fuego (Gases)
Para que ocurra un incendio, se necesitan tres elementos: Combustible, Oxígeno y una fuente de Calor (ignición).
Pentágono de Polvo
Para una explosión de polvo, se añaden dos elementos más: la Dispersión del polvo en el aire y el Confinamiento.
💡 Parámetros Técnicos Fundamentales ▼
Límites de Inflamabilidad (LII / LSI)
Rango de concentración de una sustancia en el aire en el que puede producirse una explosión. Fuera de este rango, la mezcla es demasiado «pobre» o «rica» para arder.
- LII (Límite Inferior de Inflamabilidad): Concentración mínima por debajo de la cual la mezcla no es inflamable.
- LSI (Límite Superior de Inflamabilidad): Concentración máxima por encima de la cual la mezcla no es inflamable.
Energía Mínima de Ignición (EMI)
La menor energía (chispa) necesaria para inflamar la mezcla. Es un parámetro crítico para polvos combustibles.
Temperatura de Autoignición (TAI)
La temperatura mínima a la que una sustancia se inflama espontáneamente sin una fuente externa de ignición.
2. Clasificación de Áreas
La clasificación de áreas es el proceso de analizar y definir las zonas donde puede presentarse una atmósfera explosiva, determinando la probabilidad y duración de su presencia. Esto permite seleccionar el equipo adecuado para cada nivel de riesgo.
Clasificación por Zonas (Sistema IEC/ATEX)
| Clasificación | Zonas de Gases / Vapores | Zonas de Polvos / Fibras |
|---|---|---|
| Presencia Continua (>1000h/año) | Zona 0: Atmósfera explosiva presente de forma continua o por largos períodos. | Zona 20: Nube de polvo combustible presente de forma continua. |
| Presencia Probable (10-1000h/año) | Zona 1: Probable en condiciones normales de operación. | Zona 21: Probable en condiciones normales de operación. |
| Presencia Improbable (<10h/año) | Zona 2: Improbable en operación normal; si ocurre, será de corta duración. | Zona 22: Improbable en operación normal; si ocurre, es de corta duración. |
🔬 Grupos de Sustancias y Clases de Temperatura ▼
Grupos de Sustancias
- Grupo I: Minas (Grisú – Metano).
- Grupo II (Gases):
- IIA: Propano (menos peligroso)
- IIB: Etileno (intermedio)
- IIC: Hidrógeno, Acetileno (más peligroso)
- Grupo III (Polvos):
- IIIA: Fibras combustibles
- IIIB: Polvo no conductivo
- IIIC: Polvo conductivo
Clases de Temperatura
Indica la temp. máxima superficial del equipo. Debe ser inferior a la TAI de la sustancia.
- T1: ≤ 450 °C
- T2: ≤ 300 °C
- T3: ≤ 200 °C
- T4: ≤ 135 °C
- T5: ≤ 100 °C
- T6: ≤ 85 °C
Nota Técnica: La clasificación de las propiedades de los gases y vapores para su correcta agrupación se detalla en la norma ISO/IEC 80079-20-1.
🛡️ Nivel de Protección de Equipo (EPL) ▼
El EPL (Equipment Protection Level) define el nivel de seguridad de un equipo basándose en la probabilidad de que se convierta en una fuente de ignición. Se asigna un EPL específico para cada zona de riesgo, garantizando que el equipo sea seguro incluso durante funcionamientos anómalos esperados o raros, según el nivel requerido.
| EPL | Zona de Operación | Nivel de Protección |
|---|---|---|
| Ga / Da | Zona 0 / Zona 20 | Muy Alto (Seguro con 2 fallas) |
| Gb / Db | Zona 1 / Zona 21 | Alto (Seguro con 1 falla) |
| Gc / Dc | Zona 2 / Zona 22 | Mejorado (Seguro en operación normal) |
3. Marcas de Equipos Ex
El marcado de un equipo Ex es su «documento de identidad» de seguridad. Proporciona toda la información necesaria para determinar si un equipo es apto para una zona, sustancia y temperatura específicas.
Ejemplo de Marcado:
4. Protección de Equipos – Requisitos Generales
La norma IEC 60079-0 establece los requisitos generales aplicables a todos los equipos Ex, independientemente de su tipo de protección específico. Estos requisitos garantizan un nivel fundamental de seguridad y robustez.
🌡️ Requisitos de Temperatura▼
Rango Ambiente: Por defecto, los equipos se certifican para operar entre -20°C y +40°C. Rangos diferentes deben estar marcados.
Temperatura Superficial: La T-Class (T1-T6) se determina en las peores condiciones de operación para asegurar que nunca se alcance la TAI de la atmósfera.
📦 Requisitos de Envolventes▼
Resistencia Mecánica: Deben superar pruebas de impacto y caída para asegurar su integridad.
Materiales No Metálicos: Deben resistir la degradación térmica y UV, y ser antiestáticos para evitar la acumulación de cargas peligrosas.
Metales Ligeros: Se limita el uso de aleaciones de aluminio o magnesio (especialmente para EPL Ga, Gb, Ma) por el riesgo de chispas por fricción.
Grado de Protección (IP): Indica la protección contra la entrada de sólidos y líquidos. Ciertos tipos de protección Ex exigen un IP mínimo (ej. IP54 para Ex ‘e’).
5. Tipos de Protección – Eléctrico
A prueba de explosionesEx d
Norma: IEC 60079-1
Principio: El equipo se aloja en una envolvente robusta capaz de resistir una explosión interna sin propagarla al exterior. Los gases calientes se enfrían al pasar por las juntas de la envolvente.
Seguridad IntrínsecaEx i
Norma: IEC 60079-11
Principio: Limita la energía del circuito (voltaje y corriente) a un nivel tan bajo que es incapaz de generar una chispa o calor suficiente para inflamar una atmósfera explosiva, incluso en condiciones de falla.
EncapsulaciónEx m
Norma: IEC 60079-18
Principio: Las partes que podrían causar una ignición se encierran completamente en una resina o compuesto para aislarlas de la atmósfera explosiva.
Seguridad AumentadaEx e
Norma: IEC 60079-7
Principio: Se aplican medidas constructivas robustas para prevenir con un alto grado de certeza la aparición de arcos, chispas o temperaturas excesivas en operación normal.
PresurizaciónEx p
Norma: IEC 60079-2
Principio: Se mantiene una presión positiva con aire limpio o gas inerte dentro de la envolvente para impedir el ingreso de la atmósfera inflamable.
Inmersión en arenaEx q
Norma: IEC 60079-5
Principio: Las partes activas se sumergen en un material de relleno finamente granulado (como arena de cuarzo) que extingue cualquier arco o chispa que se pueda producir.
Inmersión en líquidoEx o
Norma: IEC 60079-6
Principio: Los componentes eléctricos se sumergen en aceite u otro líquido protector que aísla las partes energizadas de la atmósfera exterior.
Tipo de protección ‘n’Ex n
Norma: IEC 60079-15
Principio: Un método de riesgo reducido para Zona 2, donde se asegura que el equipo no es capaz de generar una ignición en condiciones normales de operación.
Protección por envolventeEx t
Norma: IEC 60079-31
Principio: Específico para atmósferas con polvo combustible. Se utiliza una envolvente con un alto grado de protección IP para impedir la entrada de polvo y se limita la temperatura superficial.
Protección Combinada
Norma: IEC 60079-26
Principio: Se utilizan dos tipos de protección independientes para lograr un Nivel de Protección de Equipo (EPL) muy alto, como ‘Ga’, garantizando seguridad incluso si uno de los métodos falla.
Protección EspecialEx s
Norma: IEC 60079-33
Principio: Método para certificar equipos que utilizan técnicas de protección no estandarizadas. Requiere un análisis de riesgo exhaustivo para demostrar un nivel de seguridad equivalente.
6. Tipos de Protección – No Eléctrico
Los equipos mecánicos (bombas, ventiladores, reductores) también pueden ser fuentes de ignición por superficies calientes (fricción) o chispas mecánicas. La norma ISO 80079-36 define los requisitos para estos equipos, marcados con Ex h.
Seguridad Constructiva Ex h – ‘c’
Se basa en medidas de diseño para prevenir la ignición en operación normal (ej. selección de materiales, lubricación, distancias de seguridad entre partes móviles).
Control de Ignición Ex h – ‘b’
Utiliza sensores (de temperatura, vibración, nivel) para monitorear el equipo y activar alarmas o paradas automáticas antes de que se alcance una condición peligrosa.
Inmersión en Líquido Ex h – ‘k’
Las partes que pueden generar ignición se sumergen en un líquido protector que disipa el calor y previene el contacto con la atmósfera explosiva.