Protección Tipo Ex «p» – Aplicacion para Motores
Guía técnica completa sobre aplicación de motores en atmósferas explosivas según IEC 60079-13 y NFPA 496
La protección de motores eléctricos en áreas clasificadas representa uno de los desafíos más críticos en la ingeniería eléctrica industrial moderna. Los motores con tipo de protección Ex «p» (presurización) utilizan una técnica sofisticada para prevenir el ingreso de atmósferas potencialmente explosivas al interior del equipo.
Este documento proporciona una guía técnica sobre las pruebas estáticas aplicables a motores con protección tipo Ex «p», abordando las normativas aplicables, clasificaciones de áreas peligrosas, métodos de protección, sistemas de presurización y criterios de selección de enclosures.
El objetivo primordial del sistema de protección por presurización es mantener una presión positiva continua en el interior del motor mediante aire limpio o gas inerte, evitando el ingreso de gases o vapores inflamables que podrían generar una explosión catastrófica.
Figura: Motor con sistema de presurización WEG de Media Tension
🔵 Principales Ventajas
- Flexibilidad: Permite el uso de componentes estándar dentro del recinto presurizado
- Mantenimiento: Acceso más sencillo a componentes internos
- Costo-efectividad: Más económico para instalaciones grandes
- Enfriamiento mejorado: El flujo continuo de aire contribuye a mejor disipación
- Adaptabilidad: Puede aplicarse a motores nuevos o retrofit
1. Enclosure Designs for ‘P’ Type Motors
Los diseños de enclosures para motores con protección tipo ‘p’ son fundamentales para garantizar la integridad del sistema de presurización. A continuación se describen los principales tipos utilizados en aplicaciones industriales.
📊 Comparación Visual de Enclosures
1.1. TEFC (Totally Enclosed Fan Cooled) – IC 411
Los enclosures TEFC son los más versátiles para aplicaciones tipo ‘p’. El motor está completamente cerrado, impidiendo la mezcla libre de aire interno y externo. La refrigeración se logra mediante un ventilador externo montado en el eje.
✅ Ventajas
- ✓ Diseño robusto y confiable
- ✓ Ampliamente disponible
- ✓ Costo moderado
- ✓ Buen desempeño térmico
⚠️ Consideraciones
- • Nivel de ruido 85-90 dBA
- • Requiere mantenimiento de ventilador
- • IP 44-55 típico
Figura: Motor TEFC
1.2. TEWAC (Totally Enclosed Water-to-Air Cooled) – IC 81W
Los enclosures TEWAC utilizan un intercambiador de calor para mantener el motor frío. El aire caliente interno pasa por un intercambiador con fluidos (agua o glicol) que extraen el calor.
🔵 Ventajas Clave del TEWAC
- ✓ Eficiencia superior: Mejor disipación de calor que otros enclosures totalmente cerrados
- ✓ Diseño compacto: Bastidores más cortos que TEFC equivalente
- ✓ Bajo ruido: Niveles de 75-80 dBA (vs. 85-90 dBA en TEFC)
- ✓ Alta potencia: Ideal para motores >1000 HP
Figura: Motor TEWAC con sistema de presurización
1.3. TEAAC (Totally Enclosed Air-to-Air Cooled) – IC 616
Este enclosure aísla componentes críticos del motor del entorno. A diferencia del TEWAC, el TEAAC descarga el calor en el área inmediata usando un intercambiador aire-aire montado en la parte superior.
⚠️ Consideración Importante
Un motor TEAAC será más ruidoso que un motor TEWAC. Los niveles de sonido típicos son alrededor de 90 dBA. Si hay restricciones de sonido, es necesario especificar un diseño de menor nivel sonoro o considerar aislamiento acústico adicional.
Figura: Motor TEAAC
1.4. TEFV (Totally Enclosed Forced Ventilated) – IC 416
Motor totalmente cerrado enfriado por ventilador axial motorizado montado externamente. Este método se utiliza generalmente para aplicaciones con VFD que operan a velocidades variables o baja velocidad con par constante.
Figura: Motor TEFV
1.5. TENV (Totally Enclosed Non-Ventilated) – IC 410
Muy similar a TEFC pero sin aberturas de ventilación. Depende únicamente del enfriamiento por convección natural. Ideal para aplicaciones de servicio intermitente como malacates y grúas.
| Tipo | Código IC | Grado IP | Método Enfriamiento | Nivel Sonido | Aplicación Típica |
|---|---|---|---|---|---|
| TEFC | IC 411 | IP44-IP55 | Ventilador externo en eje | 85-90 dBA | Uso general industrial |
| TEWAC | IC 81W | IP54-IP56 | Intercambiador agua-aire | 75-80 dBA | Motores grandes en plantas |
| TEAAC | IC 616 | IP54 | Intercambiador aire-aire | 88-92 dBA | Compresores centrífugos |
| TEFV | IC 416 | IP44-IP55 | Ventilador motorizado externo | 80-85 dBA | Aplicaciones VFD |
| TENV | IC 410 | IP44-IP55 | Convección natural | 70-75 dBA | Servicio intermitente |
2. Temperature Classification (T Code)
La clasificación de temperatura o «T rating» ha sido uniformemente aceptada en todo el mundo. Las clasificaciones «T» representan las temperaturas máximas de operación en la superficie del equipo. Esta temperatura no debe exceder la temperatura de ignición de la atmósfera circundante.
| Temperature Class | Max Temp (°C) | Max Temp (°F) | Gases Típicos |
|---|---|---|---|
| T1 | 450 | 842 | Hidrógeno, Metano, Propano |
| T2 | 300 | 572 | Etileno, Acetileno |
| T3 | 200 | 392 | Gasolina, Diesel |
| T4 | 135 | 275 | Acetaldehído, Etanal |
| T5 | 100 | 212 | Disulfuro de carbono |
| T6 | 85 | 185 | Nitrato de etilo |
⚠️ Nota Importante
Todos los valores se basan en una temperatura ambiente de 40°C (104°F). Si el equipo opera a temperatura ambiente mayor, debe marcarse con el símbolo «Ta» o «Tamb» junto con el rango especial.
3. Classification of Hazardous Locations
La IEC y CENELEC dividen las ubicaciones peligrosas en zonas, mientras que el NEC/NFPA utiliza un sistema de clases, divisiones y grupos. Comprender ambos sistemas es esencial para aplicaciones globales.
🌍 Comparación IEC vs NEC
3.1. Clasificación IEC/CENELEC – Zonas
🔴 Zona 0
Mezcla explosiva presente continuamente o por largos períodos.
IEC NO recomienda motores rotativos en Zona 0
🟠 Zona 1
Mezcla explosiva probable en operación normal.
Motores tipo ‘p’ con protección pb
🟡 Zona 2
Mezcla explosiva no probable, solo por corto tiempo.
Motores tipo ‘p’ con protección pc o vc
3.2. Clasificación NEC/NFPA – Class/Division
| Class | Descripción | Equivalente IEC |
|---|---|---|
| Class I | Gases o vapores inflamables | Zona 0, 1, 2 |
| Class II | Polvos combustibles | Zona 21, 22 |
| Class III | Fibras inflamables | – |
3.3. Grupos de Gas – IEC vs NEC
| Gas Típico | Grupo IEC | Grupo NEC | Energía Ignición (mJ) | Temp. Ignición (°C) | Clase T |
|---|---|---|---|---|---|
| Acetileno | IIC | A | 19 | 305 | T2 |
| Hidrógeno | IIC | B | 19 | 560 | T1 |
| Etileno | IIB | C | 85 | 425 | T2 |
| Gasolina | IIA | D | 260 | 470 | T1 |
| Metano | I / IIA | D | 280 | 595 | T1 |
4. Methods of Explosion Protection
El equipo protegido contra explosión está diseñado con medidas de seguridad específicas para prevenir la ignición de gases inflamables durante operación normal. La protección puede lograrse por varios medios.
🛡️ Métodos de Protección
| Código | IEC/EN | NEC | Descripción | Aplicación IEC | Aplicación NEC |
|---|---|---|---|---|---|
| d | Flameproof | Explosion-proof | Resiste explosión interna | Zona 1, 2 | Class I, Div. 1, 2 |
| p | Pressurized | Purged/Pressurized | Presión positiva interna | Zona 1, 2 | Class I, Div. 1, 2 |
| e | Increased Safety | Not recognized | Medidas contra arcos/chispas | Zona 1, 2 | – |
| ia/ib | Intrinsically Safe | Intrinsically Safe | Energía limitada en circuito | Zona 0, 1, 2 | Class I, Div. 1, 2 |
| n | Non-incendive | Non-sparking | No energía suficiente para ignición | Zona 2 | Class I, Div. 2 |
🔵 Protección Tipo «p» – Principio de Operación
El tipo de protección «p» (presurización) encierra equipos eléctricos en un recinto hermético. Se introduce aire limpio o gas inerte hasta lograr una sobrepresión definida, la cual se mantiene durante la operación.
- ✓ Sobrepresión continua: Previene penetración de gas inflamable desde el exterior
- ✓ Sin superficies calientes: Por debajo de la clase de temperatura especificada
- ✓ Componentes estándar: Pueden usarse equipos no certificados Ex dentro del recinto
- ✓ Diseño de juntas: Mínimo IP40 según IEC 60079-2
Figura: Gabinete de control de sistema de presurización
5. Grado de Protección (IP Code)
El Código de Protección de Ingreso (IP), según IEC 60529:2013 y IEC 60034-5:2020, describe el grado de protección que proporciona un recinto. El primer número indica protección contra contacto físico y sólidos; el segundo, contra líquidos. Dato importante para el diseño del motor
🔐 Código IP Explicado
🔵 Primer Dígito – Sólidos
- 0: Sin protección
- 1: > 50mm (dorso mano)
- 2: > 12mm (dedos)
- 3: > 2.5mm (herramientas)
- 4: > 1mm (alambres)
- 5: Protegido contra polvo
- 6: Hermético al polvo
💧 Segundo Dígito – Líquidos
- 0: Sin protección
- 1: Goteo vertical
- 2: Goteo inclinado 15°
- 3: Rociado hasta 60°
- 4: Salpicaduras
- 5: Chorros baja presión
- 6: Chorros potentes
- 7: Inmersión temporal
- 8: Sumersión continua
5.1. Comparación IP vs NEMA
| Designación NEMA | Código IP Equivalente | Descripción |
|---|---|---|
| OPEN | IP 00 | Sin protección especial |
| DP (Drip-proof) | IP 12 | Protegido contra goteo vertical |
| TEFC | IP 54 / IP 55 | Totalmente cerrado con ventilador |
| TEWAC | IP 54 | Enfriado agua-aire |
| NEMA 4 / 4X | IP 66 | Sellado contra polvo y manguera |
| NEMA 6 / 6P | IP 67 / IP 68 | Protección contra inmersión |
6. Grado de enfriamiento (IC Code)
De acuerdo con IEC 60034-6:2016, la notación IEC para el método de enfriamiento consiste en las letras IC, seguidas de un numeral (arreglo del circuito) y una letra (refrigerante) con numeral (método de circulación).
❄️ Sistema de Enfriamiento IC
🔵 Formato del Código IC
Ejemplo: IC 8 A 1 W 7 (completo) o IC 81W (simplificado)
- IC: Código de letras (International Cooling)
- 8: Arreglo del circuito (circuito cerrado con intercambiador)
- A: Refrigerante primario = Aire (se omite en notación simplificada)
- 1: Método circulación primaria = Ventilador en eje
- W: Refrigerante secundario = Agua
- 7: Método circulación secundaria = Sistema de enfriamiento de agua
| Código IC Completo | IC Simplificado | Designación NEMA | Descripción |
|---|---|---|---|
| IC 0A1 | IC 01 | OPEN / DP | Abierta con ventilador en eje |
| IC 4A0 | IC 410 | TENV | Cerrada, ventilación natural |
| IC 4A1 | IC 411 | TEFC | Cerrada con ventilador en eje |
| IC 4A6 | IC 416 | TEFV | Cerrada, ventilador motorizado |
| IC 6A1A6 | IC 616 | TEAAC | Enfriada aire-aire |
| IC 8A1W7 | IC 81W | TEWAC | Enfriada agua-aire |
Figura: Motor de inducción tipo «p» con TEWAC enclosure
7. Fundamentos de IEC 60079-13 / NFPA 496
La norma IEC 60079-13:2025 (3rd Edition Draft) y NFPA 496:2024 establecen los requisitos para protección de equipos eléctricos mediante presurización y ventilación artificial en atmósferas explosivas.
🔵 IEC 60079-13:2025
- Alcance: Protección por presurización «p» y ventilación «v»
- Zonas aplicables: 1 y 2 para gas
- Tipos: pb (Zona 1), pc (Zona 2)
- Requisitos: Sobrepresión mínima, tiempo de purga, alarmas
🟣 NFPA 496:2024
- Alcance: Purged and Pressurized Enclosures
- Clases aplicables: Class I Division 1 y 2
- Tipos: Type X (Div.1), Type Y/Z (Div.2)
- Requisitos: Flujo de purga, interlocks, dispositivos de alarma
7.1. Principios Básicos de Presurización
- 1Purga Inicial: Antes del arranque, se introduce aire limpio a flujo alto para eliminar cualquier atmósfera explosiva interna (típicamente 5-10 cambios de volumen).
- 2Establecimiento de Sobrepresión: Tras la purga, se establece presión positiva interna (típicamente 25-50 Pa) respecto a la atmósfera externa.
- 3Mantenimiento de Presión: Durante operación, se compensa continuamente las fugas mediante flujo de aire limpio o gas inerte.
- 4Monitoreo y Alarmas: Sensores de presión monitorizan continuamente. Si la presión cae por debajo del mínimo, se activan alarmas y, según tipo, se detiene el equipo.
Figura: Arreglo tipico de sistema de presurizacion
8. Tipos de Protección: pb, pc, vc
IEC 60079-13 define tres tipos principales de protección según el nivel de presurización y la zona de aplicación.
🔴 Tipo pb
Zona 1 – Protección de alta seguridad
- ✓ Sobrepresión mínima: 50 Pa
- ✓ Interlock obligatorio
- ✓ Alarma + Parada automática
- ✓ Purga previa: 10 cambios volumen
- ✓ Monitoreo continuo de presión
🟠 Tipo pc
Zona 2 – Protección estándar
- ✓ Sobrepresión mínima: 25 Pa
- ✓ Alarma obligatoria
- ✓ Parada opcional (según riesgo)
- ✓ Purga previa: 5 cambios volumen
- ✓ Monitoreo continuo de presión
🟡 Tipo vc
Zona 2 – Ventilación artificial
- ✓ Sin presurización activa
- ✓ Ventilación continua forzada
- ✓ Monitoreo de flujo de aire
- ✓ Alarma si falla ventilación
- ✓ Purga previa: 3 cambios volumen
📊 Comparación de Tipos pb, pc, vc
9. Sistemas de Presurización: LCA, LCF, CCF
Existen tres arquitecturas principales para implementar presurización en motores eléctricos, cada una con ventajas específicas según la aplicación.
🔵 LCA – Leakage Compensation Air
Sistema que utiliza aire comprimido de instrumentación para compensar fugas y mantener sobrepresión. Es el más simple y económico para motores pequeños a medianos.
✅ Ventajas
- • Diseño simple, pocas partes móviles
- • Bajo costo de instalación
- • Alta confiabilidad
- • No requiere mantenimiento intensivo
⚠️ Limitaciones
- • Requiere suministro de aire comprimido
- • Costo operativo continuo (aire)
- • Limitado a motores < 5000 HP
- • Depende de calidad del aire
Aplicaciones típicas: Motores 100-5000 HP en refinerías, plantas químicas con aire de instrumentación disponible.
🟣 LCF – Leakage Compensation Fan
Sistema que utiliza un ventilador motorizado independiente para tomar aire ambiente, filtrarlo y presurizarlo. Ideal cuando no hay aire comprimido disponible.
✅ Ventajas
- • Independiente del aire comprimido
- • Costo operativo muy bajo
- • Aplicable a motores grandes
- • Aire de enfriamiento adicional
⚠️ Limitaciones
- • Requiere filtro de alta eficiencia
- • Mantenimiento de ventilador/filtro
- • Más partes móviles
- • Mayor costo inicial
Aplicaciones típicas: Motores 1000-25000 HP en plantas sin aire comprimido, offshore platforms.
🟢 CCF – Continuous Circulation Fan
Sistema integrado que combina presurización con enfriamiento activo mediante circuito cerrado. El ventilador circula aire interno a través de intercambiador de calor.
✅ Ventajas
- • Máxima capacidad de enfriamiento
- • Diseño compacto integrado
- • Ideal para alta disipación térmica
- • Menor dependencia de aire externo
⚠️ Limitaciones
- • Mayor costo inicial
- • Requiere intercambiador agua o aire
- • Mantenimiento complejo
- • Más espacio requerido
Aplicaciones típicas: Motores >5000 HP con alta carga térmica, compresores, bombas de alta potencia.
Figura: Arreglo tipico de sistema de presurizacion usando un sistema LCF
10. Aplicaciones Industriales
Los motores con protección tipo «p» encuentran aplicación en una amplia variedad de industrias de proceso donde la presencia de atmósferas explosivas es una realidad operativa continua. Cada aplicación presenta requisitos únicos que determinan la selección del tipo de protección, el sistema de presurización y las especificaciones del enclosure.
10.1. Industria Petrolera y Petroquímica
🛢️ Aplicaciones Típicas
- ✓ Bombas de crudo: Traslado de hidrocarburos entre tanques
- ✓ Compresores de gas: Compresión de vapor de hidrocarburos
- ✓ Motores de ventiladores: Circulación en áreas clasificadas
- ✓ Agitadores y mezcladoras: Procesos químicos en tanques
- ✓ Turboexpansores: Recuperación de energía en plantas criogénicas
⚙️ Requisitos Especiales
- Presión de operación: Hasta 500 bar en algunos casos
- Temperatura ambiente: Hasta 60°C en zonas desérticas
- Protección sísmica: En zonas sísmicas activas
- Compatibilidad de materiales: Resistencia a vapores corrosivos
- Certificación ATEX/IECEx: Obligatoria a nivel mundial
10.2. Industria Química y Farmacéutica
En estas industrias, los solventes volátiles y reactivos químicos crean atmósferas peligrosas que requieren equipos de alta confiabilidad.
| Aplicación | Tipo Motor | Protección Típica | Rango Potencia |
|---|---|---|---|
| Bombas dosificadoras | Centrífugo pequeño | pb (Zona 1) | 0.5 – 5 kW |
| Mezcladores de reactivos | Jaula ardilla | pb (Zona 1) | 5 – 50 kW |
| Evaporadores | Jaula ardilla TEFC | pc (Zona 2) | 10 – 100 kW |
| Compresores de aire medicinal | Compresor de pistón | pb (Zona 1) | 2 – 15 kW |
| Centrífugas industriales | Trifásico de alta velocidad | pb / pc (Zona 1/2) | 50 – 500 kW |
10.3. Industria de Alimentos y Bebidas
🌾 Polvo de Cereales y Azúcar
Tanto el polvo de cereales como el azúcar en polvo presentan riesgos significativos de explosión. Los motores tipo «p» son ampliamente utilizados en estas instalaciones.
Aplicaciones en Molinos
- • Motores de molienda primaria
- • Transportadores de granos
- • Tamices vibrantes
- • Molinos de rodillo
Aplicaciones en Azucareras
- • Equipos de centrífuga
- • Bombas de melaza
- • Agitadores de cristalización
- • Ventiladores desecadores
10.4. Industria de Minería y Energía
En minas subterráneas, especialmente de carbón, y en plantas de generación de energía, los motores tipo «p» son críticos para la seguridad operativa.
⛏️ Minas de Carbón
En minas profundas, el metano (CH₄) es liberado continuamente del carbón. Los motores deben cumplir estrictamente con las normas de seguridad minera.
- Clasificación requerida: Zona 1 (IEC) / Class I Div. 1 (NEC)
- Temperatura máxima: T1 (450°C)
- Grupo de gas: IIA o I (Metano)
- Aplicaciones: Bombas de drenaje, ventiladores de aire fresco, transportadores de carbón
⚡ Plantas Termoeléctricas
En áreas de tratamiento de combustible y almacenamiento, se utilizan motores de mediana a gran potencia.
- Protección típica: pc (Zona 2) para la mayoría de aplicaciones
- Rango de potencias: 100 kW a 5 MW
- Sistema presurización: LCF o CCF para motores grandes
- Enfriamiento: TEWAC o TEAAC para operación continua
10.5. Industria de Pintura y Recubrimientos
En plantas de pintura, los vapores orgánicos volátiles (VOC) crean atmósferas clasificadas que requieren equipamiento especializado.
🎨 Riesgos Específicos
- Vapores volátiles: Benceno, tolueno, xileno, acetona
- Polvo de pintura: Polímeros y pigmentos en polvo (Clase II)
- Rutas de exposición: Inhalación durante aplicación por spray
- Motores aplicables: Ventiladores de escape, bombas de circulación, agitadores
- Protección recomendada: pb para Zona 1, pc para Zona 2
11. Pruebas y Comisionamiento
El comisionamiento exitoso de un sistema de presurización tipo «p» es crítico para la seguridad operativa. Todas las pruebas deben realizarse de acuerdo con las normas aplicables (IEC 60079-13, NFPA 496, IECEx) y documentarse completamente.
11.1. Pruebas Previas al Comisionamiento
✅ Inspección Visual del Enclosure
- ✓ Integridad estructural: Verificar que no haya grietas, deformaciones o daños en la carcasa
- ✓ Juntas y sellos: Confirmar que todas las juntas estén correctamente instaladas y no deterioradas
- ✓ Penetraciones de cable: Verificar que los prensaestopas sean del tipo correcto y estén bien apretados
- ✓ Grado IP: Confirmar que el enclosure cumple con el grado IP especificado (típicamente IP44 mínimo)
- ✓ Conexiones eléctricas: Revisar todas las conexiones, borneras y terminales
🔧 Prueba de Fugas del Enclosure
Esta es una de las pruebas más críticas. El enclosure debe ser capaz de mantener la presión especificada.
- Equipo requerido: Manómetro de agua, bomba manual o compresor de aire
- Procedimiento: Presurizando el enclosure a 1.5 × presión de operación especificada
- Duración: Mantener presión por mínimo 5 minutos
- Criterio de aceptación: Pérdida máxima de presión < 5% de la presión de prueba
- Método de detección: Agua con jabón para identificar fugas, no debe haber burbujas
📏 Prueba de Sobrepresión Mínima
Verifica que el sistema puede alcanzar y mantener la sobrepresión mínima requerida.
- Sobrepresión pb (Zona 1): 50 Pa mínimo
- Sobrepresión pc (Zona 2): 25 Pa mínimo
- Procedimiento: Operando el sistema de presurización, medir presión diferencial
- Medición: Utilizar manómetro de agua de alta precisión (±2 Pa)
- Documentar: Presión inicial, presión final después de 10 minutos de operación
Figura: Diagrama de conexion para prueba de purga
11.2. Pruebas de Purga
| Tipo Protección | Cambios de Volumen | Flujo Mínimo (m³/h) | Presión Final (Pa) | Tiempo Típico |
|---|---|---|---|---|
| pb (Zona 1) | 10 | Según enclosure | 50 min. | 15-25 min |
| pc (Zona 2) | 5 | Según enclosure | 25 min. | 8-15 min |
| vc (Zona 2) | 3 | Según enclosure | N/A | 5-10 min |
11.3. Pruebas de Alarmas y Sistemas de Protección
🔴 Alarma de Baja Presión
- Setpoint típico: 70% de presión normal
- Respuesta: Alarma audible + visual
- Procedimiento: Ventilar enclosure hasta activar alarma
- Verificación: Alarma debe activarse dentro de ±5% del setpoint
🟠 Interlock (si aplica)
- Función: Detener motor si presión cae demasiado
- Setpoint típico pb: 50 Pa mínimo
- Tiempo respuesta: < 5 segundos
- Procedimiento: Provocar pérdida de presión rápida
🟡 Flujo de Aire/Filtro
- Verificar: Flujo de aire sin obstrucciones
- Filtro limpio: No debe mostrar obstrucción
- Alarma de filtro: Debe activarse si se ensucia excesivamente
- Caída presión filtro: < 50 Pa en condiciones normales
11.4. Criterios de Aceptación
✅ Condiciones para Aceptación
- 1Prueba de fugas: Pérdida < 5% en 5 minutos a presión de prueba (1.5× normal)
- 2Sobrepresión mínima: Sistema alcanza y mantiene presión especificada (pb=50Pa, pc=25Pa)
- 3Purga exitosa: Número de cambios de volumen completados dentro de tiempo especificado
- 4Alarmas operacionales: Todas las alarmas actúan dentro de setpoints especificados
- 5Documentación completa: Todos los registros de prueba debidamente completados y firmados
- 6Certificados de calibración: Todos los instrumentos con calibración vigente
12. Mantenimiento y Operación Continua
El mantenimiento preventivo riguroso es esencial para garantizar la confiabilidad y seguridad continua de los motores con protección tipo «p». Un programa de mantenimiento bien estructurado previene fallos inesperados y alarga la vida útil del equipo.
12.1. Programa de Mantenimiento Preventivo
| Frecuencia | Tarea de Mantenimiento | Responsable | Tiempo Estimado |
|---|---|---|---|
| Diariamente | Verificar alarmas de presión y flujo de aire | Operador | 5 min |
| Semanalmente | Inspección visual de enclosure y conexiones | Técnico | 15 min |
| Mensualmente | Medir presión diferencial y temperatura | Técnico | 20 min |
| Cada 3 meses | Inspección de filtro de aire, cambio si necesario | Técnico | 45 min |
| Cada 6 meses | Prueba de alarmas y dispositivos de seguridad | Especialista | 2 horas |
| Anualmente | Inspección completa de hermeticidad y presión | Especialista | 4 horas |
| Cada 3-5 años | Overhaul completo / revisión general certificada | Fabricante | 1-2 semanas |
12.2. Checklist de Inspección Diaria
✅ Inspección del Operador (2-3 minutos)
12.3. Componentes Críticos y Reemplazo
🔴 Filtro de Aire
- Vida útil típica: 2-4 años (depende de ambiente)
- Síntomas de cambio: Caída excesiva de presión, alarma de filtro
- Procedimiento: Cambio completo, no solo limpieza
- Especificación: Debe ser tipo HEPA/coalescencia
- Certificación: Solo repuestos originales del fabricante
🟠 Sensor de Presión
- Vida útil típica: 5-7 años
- Síntomas de fallo: Lecturas inestables o no responde
- Calibración: Requerida cada 12-24 meses
- Rango típico: 0-200 Pa
- Precisión requerida: ±2 Pa
🟡 Juntas y Sellos
- Material típico: Neopreno, Buna-N (NBR), EPDM
- Vida útil: 3-5 años (temperatura dependiente)
- Síntomas de envejecimiento: Dureza excesiva, grietas, pérdidas
- Reemplazo: Kit completo, no individual
- Intervalo de prueba: Anual después de 3 años
🟣 Ventilador de Presurización
- Vida útil típica: 10,000-20,000 horas
- Síntomas de desgaste: Caída de flujo, ruido aumentado
- Lubricación: Rodamientos selladlos, sin mantenimiento
- Balanceo: Crítico para operación sin vibraciones
- Reemplazo: Por especialista certificado
12.4. Análisis de Problemas Comunes
❌ Problema: Alarma de Baja Presión Activa Frecuentemente
Causas Posibles:
- 🔸 Filtro sucio o saturado → Solución: Cambiar filtro
- 🔸 Fugas en enclosure (juntas deterioradas) → Solución: Reemplazar juntas/sellos
- 🔸 Ventilador de presurización con bajo flujo → Solución: Revisar/limpiar ventilador
- 🔸 Sensor de presión descalibrado → Solución: Calibración/reemplazo del sensor
- 🔸 Válvula de alivio defectuosa → Solución: Reemplazar válvula
⚠️ Problema: Motor con Temperatura Elevada
Causas Posibles:
- 🔸 Sistemas de enfriamiento obstruido → Solución: Limpiar aletas/intercambiador
- 🔸 Ventilador sucio o dañado → Solución: Limpiar/reemplazar ventilador
- 🔸 Carga mecánica excesiva → Solución: Verificar acoplamiento/bomba
- 🔸 Ambiente con temperatura muy alta → Solución: Ventilación del área
- 🔸 Fallo en sensor de temperatura → Solución: Reemplazar sensor
🟡 Problema: Ruido o Vibración Anormal
Causas Posibles:
- 🔸 Ventilador desbalanceado → Solución: Balanceo dinámico
- 🔸 Rodamientos desgastados → Solución: Reemplazo de rodamientos
- 🔸 Enclosure flojo o deteriorado → Solución: Apriete de pernos/refuerzo
- 🔸 Cavitación en bomba → Solución: Verificar entrada de succión
- 🔸 Desalineación del acoplamiento → Solución: Realineación del equipo
13. Referencias y Normativas Aplicables
El diseño, instalación, comisionamiento y mantenimiento de motores con protección tipo «p» debe cumplir con normativas internacionales y locales. Las siguientes referencias constituyen la base técnica y regulatoria para estas aplicaciones.
13.1. Normas Internacionales (IEC)
IEC 60079 – Explosive Atmospheres
IEC 60079-0:2020 – General requirements (7th Edition)
Establece requisitos generales de seguridad para equipos en atmósferas explosivas. Define terminología, principios de seguridad y metodología de evaluación de conformidad.
IEC 60079-13:2025 – Pressurized rooms «p» and ventilated rooms «v» (3rd Edition Draft)
NORMA PRINCIPAL PARA APLICACIONES TIPO «p»
Define requisitos específicos para presurización y ventilación, incluyendo sobrepresiones mínimas, tiempos de purga, sistemas de alarma e interlock.
IEC 60079-14:2013 – Electrical installations design, selection and erection
Guía para diseño de instalaciones en áreas clasificadas, selección de equipos y métodos de protección.
IEC 60079-17:2023 – Inspection and maintenance (6th Edition)
Establece procedimientos para inspección, pruebas, mantenimiento y reparación de equipos en atmósferas explosivas.
IEC 60034-5:2020 – Rotating machines – Part 5: Degrees of protection (IP Code)
Define la clasificación IP para protección de máquinas rotativas contra ingreso de sólidos y líquidos.
IEC 60034-6:2016 – Rotating machines – Part 6: Methods of cooling (IC Code)
Especifica los códigos IC para métodos de enfriamiento en máquinas rotativas.
13.2. Normas Norteamericanas (NFPA/NEC)
NFPA 496 – Purged and Pressurized Enclosures
NFPA 496:2024 – Standard for Purged and Pressurized Enclosures for Electrical Equipment in Hazardous (Classified) Locations
NORMA PRINCIPAL NORTEAMERICANA
Especifica requisitos para recintos presurizados y purgados en Estados Unidos y Canadá. Define tipos X, Y, Z según aplicación.
NFPA 70 (NEC) – National Electrical Code
Artículos 500-506, Edición 2023
Define clasificación de locales peligrosos (Class I, II, III y Divisions 1, 2), requisitos de equipos eléctricos y métodos de protección.
13.3. Normas Europeas (ATEX)
Directivas ATEX
Directiva ATEX 2014/34/EU – Equipos y sistemas de protección destinados a ser utilizados en atmósferas potencialmente explosivas
Marco regulatorio para certificación y comercialización de equipos ATEX en la Unión Europea.
Directiva ATEX 1999/92/EC – Disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la exposición de trabajadores en atmósferas potencialmente explosivas
Requisitos de seguridad y salud para instalaciones con atmósferas explosivas.
EN 60079 Series – Idénticas a IEC 60079, armonizadas en Europa
EN 60079-0, EN 60079-13, EN 60079-14, EN 60079-17, etc.
13.4. Referencias Técnicas y Manuales
📚 Libros y Publicaciones
- Electric Machinery Company (2002)
«The ABC’s of ‘P’ Type Motors», 3rd Edition - Reddy, R.K. (2010)
«Electrical Installations in Hazardous Areas», Wiley - McMillan, N. (2005)
«Electrical Installations in Hazardous Areas», Butterworth-Heinemann - NFPA (2024)
«Guide on Hazardous Locations», Technical Report
🌐 Recursos en Línea
- IECEx Scheme
www.iecex.com
Certificación global de equipos - ATEX Guidelines
ec.europa.eu/growth/tools-databases/nando - NFPA Public Database
www.nfpa.org - IEC Webstore
webstore.iec.ch
Descarga de normas IEC actualizadas
13.5. Normas por País
| País/Región | Norma/Estándar Aplicable | Organismo Normalizador | Año Actual |
|---|---|---|---|
| Unión Europea | EN 60079 series + Directivas ATEX 2014/34/EU | CENELEC, NANDO | 2025 |
| Reino Unido | BS EN 60079 series (post-Brexit) | BSI | 2025 |
| Estados Unidos | NFPA 496 + NFPA 70 (NEC) | NFPA | 2024 |
| Canadá | CAN/CSA C22.1 + CSA C22.2 series | CSA | 2023 |
| Australia | AS/NZS 60079 series | SAA/ANZS | 2020 |
| Japón | JIS C 60079 series | JISC | 2020 |
| China | GB 3836 series (equivalente a IEC) | SAC | 2021 |
| Brasil | ABNT NBR IEC 60079 series | ABNT | 2024 |
| América Latina (general) | IEC 60079 series o equivalentes nacionales | Organismos nacionales | Varía |
13.6. Actualización de Normativas (Nota Importante)
⚠️ Las Normas son Documentos Vivos
Las normas técnicas se actualizan periódicamente para reflejar avances tecnológicos y lecciones aprendidas. Es crítico mantener actualización con las ediciones más recientes.
📅 Estado de Ediciones (Octubre 2025)
- ✓ IEC 60079-13: 3ra Edición en Draft para 2025-2026
- ✓ NFPA 496: 2024 Edition (vigente)
- ✓ NFPA 70 (NEC): 2023 Edition (vigente)
- ✓ IEC 60034-5: 4ta Edición 2020
- ✓ Directiva ATEX: 2014/34/EU (vigente)
Recomendación: Consulte los organismos normalizadores oficiales (IEC, NFPA, CENELEC) para obtener las versiones más recientes antes de cualquier proyecto nuevo o retrofit.
Conclusión
La protección tipo «p» mediante presurización representa una solución técnica robusta, versátil y económicamente viable para operar motores eléctricos en áreas clasificadas. Este método permite el uso de equipos estándar dentro de recintos presurizados, simplifica el mantenimiento y proporciona excelentes capacidades de enfriamiento.
La implementación exitosa requiere una comprensión profunda de las normas aplicables (IEC 60079-13:2025, NFPA 496:2024), selección apropiada del tipo de protección (pb, pc, vc) y sistema de presurización (LCA, LCF, CCF), diseño riguroso considerando todos los aspectos de seguridad, y un programa de mantenimiento preventivo bien estructurado.
✅ Puntos Clave para Recordar
- ✓ Diseñe con márgenes de seguridad: Nunca opere al límite de las especificaciones
- ✓ Comisionamiento riguroso: Todas las pruebas según normas antes de energizar
- ✓ Documentación completa: Registros trazables de todas las pruebas y modificaciones
- ✓ Capacitación del personal: Todo el personal debe entender los riesgos y procedimientos
- ✓ Mantenimiento preventivo: Programa estructurado con frecuencias definidas
- ✓ Gestión de cambios: MOC (Management of Change) para cualquier modificación
- ✓ Actualización normativa: Manténgase al día con últimas ediciones de IEC/NFPA
Con la correcta aplicación de los principios técnicos descritos en este documento, los motores con protección tipo «p» pueden operar de manera segura y confiable en las industrias de proceso más exigentes, contribuyendo a la seguridad del personal, protección de activos y continuidad operacional.