Classificação de áreas: competências, identificação de riscos e tipos de zonas

Por maex • jan 3rd, 2013 • Categoria: Áreas Classificadas

A formação das equipes multidisciplinares para a elaboração dos estudos de classificação e as competências pessoais exigidas dos seus membros, a identificação e a determinação do grau das fontes de risco e os tipos de zonas de  áreas classificadas são tratados aqui,  à luz das normas para gases inflamáveis e poeiras combustíveis.

De acordo com requisitos indicados nas normas ABNT NBR IEC 60079-10-1, para gases inflamáveis (1), e ABNT NBR IEC 60079-10-2, para poeiras combustíveis (2), e ainda nos procedimentos internos de muitas empresas usuárias de processos contendo substâncias inflamáveis e combustíveis, os estudos de classificação de  áreas de uma planta industrial devem ser elaborados por uma equipe multidisciplinar. Os profissionais dessa equipe devem possuir conhecimentos sobre as propriedades dos materiais inflamáveis, os processos e os equipamentos envolvidos com a instalação ou projeto. A equipe necessita contar com a participação, onde apropriado, de profissionais das especialidades de segurança, eletricidade, mecânica, manutenção e de outras áreas de engenharia.

A classificação de  áreas deve ser elaborada quando os diagramas iniciais de tubulações e instrumentação ( diagrama P&I e fluxograma de processo) e as plantas de arranjo iniciais estiverem disponíveis e confirmados, antes de a planta entrar em operação. Revisões da documentação devem ser desenvolvidas durante a vida útil da planta, em funções das ampliações e modificações que normalmente são implantadas.

Os trabalhos de elaboração do estudo de classificação de  áreas devem abranger o levantamento de campo de todas as instalações em todas as unidades de processo da planta. Os estudos devem incluir também consulta e atualização das plantas de arranjo e fluxogramas de processo e diagramas de engenharia do tipo P&D existentes, consulta on-line aos dados de processo através de programas que emulem o sistema digital  de controle distribuído, e consulta a bancos de dados de taxas  de falhas de equipamentos estáticos e rotativos.

Os estudos devem ser inicialmente elaborados com base em informações referentes às características do processo e da planta. Para essa finalidade, adicionalmente às recomendações técnicas prescritas na normalização sobre classificação  de áreas, devem ser consultados profissionais da planta, representantes  das seguintes  disciplinas:

*engenharia de processo;

*operação de processo;

*segurança industrial;

*manutenção e inspeção de equipamentos; e

* projeto de tubulação, caldeiraria, mecânica, civil, elétrica, instrumentação automação e telecomunicações.

Dada a complexidade de tais estudos, a equipe multidisciplinar deve contar com profissionais que tenham grande foco nas áreas de processo, operação e manutenção de forma que sejam consideradas destas especialidades. É necessário ressaltar que a determinação da existência das áreas é gerada pelas fontes de risco representadas pelos equipamentos de processo e pelas substâncias inflamáveis neles manipuladas. Isso significa que os estudos  não devem ser executados somente  por profissionais de eletricidade,  como normalmente  ocorria no passado  nas empresas projetistas. Esses profissionais embora sendo os mais diretos usuários desse tipo de documentação, não possuem as informações necessárias sobre os processos e equipamentos que constituem as fontes de risco.

Com relação à experiência, conhecimento e qualificação dos profissionais da equipe, é recomendado que estes tenham sido submetidos a um processo de certificação de terceira parte, de acordo com os requisitos indicados na unidade de competência Ex 002 ( Execução de classificação de áreas do documento operacional ABNT IECEx OD 54, sobre unidades de competências pessoais, publicado pela  ABNT em abril de 2012 (3). O IECEx (4) é o sistema internacional   ”EX” da IEC, composto por 30 países e do qual o Brasil é membro desde 2009. Esse sistema  possui como foco o ”ciclo total da vida” de uma planta, abrangendo desde as etapas iniciais de classificação de áreas,  projeto, montagem e comissionamento, até as fases de montagem, inspeções, Comission for Europe, elaborado em 2011 (5).

O sistema de certificação de competências pessoais do IECEx abrange diferentes atividades pessoais em atmosferas explosivas, sendo composto por 10 unidades de competências, estabelecidas no documento ANT IECEx OD 504. A unidade de competência Ex 002, por exemplo, estabelece os requisitos  mínimos de experiências, treinamentos, conhecimentos e qualificações necessários para a participação de um candidato em um processo de certificação de competências pessoais, especificamente para as atividades de classificação de  áreas.

O Inmetro encontra-se atualmente em processo de elaboração dos RAC  (requisitos de avaliação de conformidade) de um novo programa de certificação,  brasileiro para competências pessoais em atmosferas explosivas. Este novo programa, a ser conduzido por OPCs ( Organismos de Certificação de Pessoas) acreditados pelo Inmetro, terá como base normativa o Documento Operacional ABNT IECEx OD 504.

Identificação  das fontes de risco de liberação de substâncias inflamáveis

Os elementos básicos para se definir as áreas classificadas são a identificação das fontes de risco de liberação e a determinação do grau de risco dessas fontes. Uma atmosfera  explosiva somente ocorre se um gás inflamável ou poeira combustível estiver presente em contato com o ar. Portanto é necessário avaliar se há possibilidade de esses materiais existirem ou serem liberados na área considerada. De maneira geral, tais gases e poeiras ( bem como líquidos  e sólidos inflamáveis que podem originá-los ) estão contidos em equipamentos de processo que podem  ou não estar totalmente fechados. É necessário  identificar quando uma atmosfera explosiva de gases ou poeiras  pode estar presente  no interior  dos equipamentos  de processo, ou quando a liberação de materiais inflamáveis pode criar uma atmosfera explosiva de gases ou poeiras externamente a tais equipamentos.

Cada tipo de equipamento do processo contendo substâncias  explosivas deve ser considerado  como uma fonte de risco de liberação de gases ou vapores. Podem ser citados, como exemplo de tais equipamentos, tanques, bombas, compressores, tubulações, vasos, torres de destilação  e fracionamento, trocadores de calor, reatores, reatores, válvulas de bloqueio, silos, etc.

Deve-se deixar claro que não são os equipamentos elétricos, de automação, telecomunicação ou instrumentação que classificam uma área, como não observa em algumas avaliações de risco. Na realidade, são equipamentos  de processo que podem dar origem à liberação de  substâncias inflamáveis ou combustíveis para a atmosfera, e são eles, portanto, que determinam a classificação das áreas de risco. Os equipamentos elétricos, de automação, telecomunicações  e instrumentação, bem como alguns equipamentos mecânicos ( tais como bombas, compressores, elevadores, caixa de engrenagens e caixas de mancais) devem ser considerados, neste contexto, como possíveis fontes de geração de geração de centelhas e de temperatura elevadas, desta forma necessitando possuir características especiais de proteção para instalação segura nas áreas classificadas.

Senão for previsto que o equipamento possa conter material inflamável, então, claramente, ele não suscitará uma área classificada ao seu redor. O mesmo  vale se, mesmo contendo material inflamável, o equipamento não for capaz de liberar esse material para a atmosfera explosiva (por exemplo, uma tubulação totalmente soldada não é considerada fonte  de risco para a elaboração de classificação de  áreas.

Se for estabelecido que o equipamento pode liberar material  inflamável ou combustível para atmosfera, é necessário, em primeiro lugar, determinar o grau de risco de liberação de acordo com as definições normativos, estabelecendo a frequência de ocorrência e a duração da liberação. As fontes de risco devem ser classificadas como sendo de grau  ”contínuo”,   ”primário”,  ’’secundário”. O grau de risco contínuo é autoexplicativo. O grau primário refere-se a fontes nas quais a liberação de material inflamável possa ocorrer durante a operação normal, e o grau secundário, a fontes em que a liberação não é prevista durante a operação normal.

Exemplos de fontes de risco  de grau contínuo

  • Superfície de um líquido inflamável em um tanque de teto fixo, com respiro permanente para a atmosfera
  • Superfície de  um líquido inflamável aberto para a atmosfera, continuamente ou por longos períodos ( por exemplo um separador de óleo/água).

Exemplo de fontes de risco de grau primário, com liberação prevista em operação normal: Pontos de drenagem de água em vasos que contêm líquidos inflamáveis emulsionados, os quais podem liberar o material para a atmosfera durante a drenagem.

Exemplos de fontes de risco de grau secundário, com liberação não prevista em condições normais de operação. Flanges, conexões e acessórios de tubulação.

Exemplos de fontes de risco que podem ser de grau primário ou secundário, dependendo da análise:

  • Selos de bombas, compressores e válvulas de controle;
  • Pontos de coleta de amostras;
  • Válvulas de alívio de segurança, respiros e outras aberturas.

Tipos de Zonas de áreas classificadas

Tendo sido estabelecido o grau da fonte de risco, é necessário determinar a taxa de risco, é necessário determinar a taxa de liberação e outros fatores que podem influenciar o tipo de  e extensão  da zona.  Se a quantidade de material inflamável possível de ser liberada for pequena – por exemplo, no caso de um laboratório – , pode  não ser apropriado utilizar o procedimento normalizado de classificação de áreas. Nesses casos, as considerações devem ser particularizadas ao risco.

A classificação de áreas de equipamentos de processo onde o material inflamável é queimado ( por exemplo, queimadores, fornalhas, caldeiras, etc)  deve levar em consideração sua etapas do ciclo de purga , partida e parada.

De forma geral, no Brasil os projetos de classificação de áreas são elaborados com base na terminologia e conceitos gerais de Zonas indicados na normas NBR IEC 60079-10-1 e NBR IEC 60079-10-2, complementados por guias de aplicação específicos estabelecidos na normalização estrangeira, como, por exemplo, API 505, NFPA 497, IP 15, IGEM SR, TRBS 2152. Esses  estudos são muitas vezes  baseados também em padrões ou normas internas  das próprias empresas, nas áreas de química álcool, grãos  ou petróleo, elaboradas com base nas características de seus processos, dos produtos manipulados  ( explosividade, volume dos inventários.  níveis de pressão, temperatura e vazão) e nos arranjos de suas instalações ( ao tempo ou interior  de  prédios  fechados). Normalmente, tais guias de aplicação ou códigos  industriais contêm figuras de referência de classificação com determinação das extensões das áreas classificadas contendo atmosferas explosivas ao redor de fontes de risco, equipamentos ou instalações  características de seus processos produtivos.

As normas NBR IEC  60079-10-1 e NBR IEC 60079-10-2 classificam, como mencionado, as  áreas de risco em Zonas. A determinação das probabilidades de presença de atmosfera explosiva de gás inflamável  ou poeira combustível, bem como do tipo Zona, dependem principalmente do grau e da magnitude relativa da fonte de risco e de ventilação do ambiente.

No caso da norma NB IEC 60079-10-1, a determinação do tipo de  Zona é baseada na frequência ou na probabilidade estatística de ocorrência e no tempo de duração de uma atmosfera explosiva de gás, consistindo  de uma mistura cm ar e substâncias inflamáveis  em forma de gás, vapor ou névoa, conforme definido pela norma, da seguinte forma:

  • Zona 0 : Área na qual uma atmosfera explosiva de gás uma atmosfera  explosiva  de gás esteja continuamente  presente ou por longos períodos ou frequentemente.
  • Zona 1: Área na qual uma atmosfera explosiva de gás pode ocorrer ocasionalmente em condições normais de operação.
  • Zona 2 : Área na qual uma atmosfera explosiva de gás não é prevista ocorrer em condições normais de operação e, se ocorrer, irá persistir somente por um curto período.

Os procedimentos para classificação de áreas  indicados na norma API RP 505  do Instituto Americano do Petróleo (6) consideram que uma área na qual a probabilidade de ocorrência de presença de atmosfera explosiva seja maior do que 1000 horas por ano deve ser classificada como Zona 0. Caso a probabilidade seja menor do que 1000 h/ano e maior do que 10 h/ano, a área deve ser classificada como Zona 1. E se a  probabilidade for menor que 10 h/ano, a  área deve ser considerada Zona 2.

De forma similar à classificação de áreas contendo gases inflamáveis, a norma NBR IEC 60079-10-2 estabelece as zonas de classificação  para a probabilidade de ocorrência de atmosfera explosiva de poeiras combustíveis na forma de nuvem como segue:

  • Zona 20: Área onde uma atmosfera explosiva de poeira combustível está presente continuamente, ou por longos ou, ainda, frequentemente por curtos períodos.
  • Zona 21: Área onde uma atmosfera explosiva de poeira combustível pode vir a ocorrer ocasionalmente  em condições normais de operação.
  • Zona 22: Área onde uma atmosfera explosiva de poeira combustível não é provável de ocorrer em condições normais de operação e, se vier a ocorrer, será somente por um curto período.

Roberval Bulgarelli – Consultor Técnico – Petrobrás

Revista Eletricidade Moderna, Novembro 2012.


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