São apresentadas a seguir as principais características técnicas e aplicações dos principais tipos de proteção “Ex” mais frequentemente utilizados em equipamentos elétricos e mecânicos “Ex”, para instalação em áreas classificadas contendo gases inflamáveis ou poeiras combustíveis. Os diferentes tipos de proteção “Ex” são frequentemente utilizados em combinação em diversos equipamentos “Ex”, aproveitando as melhores características proporcionadas por cada tipo de proteção “Ex” em particular, proporcionando a fabricação de um equipamento “Ex” otimizado, com maiores facilidades para serviços de campo de montagem, inspeção e manutenção “Ex” em áreas classificadas.
Proteção por segurança aumentada – Tipo de proteção Ex “e”
Os equipamentos com tipo de proteção Ex “e” são fabricados com medidas adicionais de proteção para reduzir, com um elevado grau de certeza, a possibilidade de ocorrência de temperaturas excessivas e de arcos e centelhas no interior ou no exterior destes equipamentos elétricos, as quais não ocorrem em operação normal.
Deve ser ressaltado que uma atmosfera explosiva contendo gases inflamáveis presente no local da instalação pode eventualmente ingressar no interior do invólucro Ex “e”, fazendo desta forma com que exista um elevado grau de segurança, contra a possibilidade de ocorrência de pontos quentes com temperaturas acima da temperatura limite e da ocorrência fontes de ignição no interior do equipamento e em partes expostas a atmosferas explosivas.
Em caso de ocorrência de eventuais situações previstas de sobrecarga, os equipamentos Ex “e” devem atender a requisitos adicionais sobre tópicos específicos, como conectores, fiação, componentes, distâncias de isolação no ar e distâncias medidas sobre os materiais isolantes (distâncias de escoamento), impactos mecânicos, resistência à vibração e grau de proteção contra ingresso de água e poeira no interior do invólucro.
Esta técnica de proteção por segurança aumentada é aplicável a equipamentos elétricos que não geram centelhas ou temperaturas elevadas em condições normais de operação e sob algumas condições anormais especificadas na respectiva Norma ABNT NBR IEC 60079-7 (Atmosferas explosivas – Parte 7: Proteção de equipamentos por segurança aumentada Ex “e”), elaborada por uma das Comissões de Estudo do Subcomitê SCB 003:031 (Atmosferas explosivas).
Esta técnica de segurança aumentada não é aplicável a componentes elétricos que geram centelhas em condições normais de operação, como disjuntores, chaves, relés e botoeiras, para os quais são aplicáveis outros tipos de proteção “Ex”, como os invólucros plásticos “à prova de explosão” e com terminais externos em segurança aumentada, com marcação de proteções combinadas Ex db eb IIC Gb (Certificação de componentes com sufixo U).
A Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-7 – Atmosferas explosivas – Parte 7: Proteção de equipamentos por segurança aumentada “e”, originalmente publicada pela ABNT em 2008 e posteriormente atualizada, de acordo com a respectiva norma internacional IEC 60079-7, estabelece os requisitos normativos para o projeto, avaliação, fabricação e ensaios destes tipos de equipamentos “Ex”.
Podem ser citados com exemplos “típicos” de equipamentos nos quais é normalmente aplicado o tipo de proteção segurança aumentada Ex “e”, eventualmente incluindo a “combinação” com outros tipos de proteção: motores de indução trifásicos com rotor em gaiola de esquilo, transformadores de potência, transformadores de corrente / TC (eletromagnéticos e com bobina de Rogowski), transformadores de potencial / TP, instrumentos de medição, luminárias, caixas de terminais, de junção e de conexão para equipamentos elétricos e invólucros de equipamentos e painéis elétricos, de instrumentação, de automação e de telecomunicações.
Invólucros plásticos ou metálicos à prova de explosão – Tipo de proteção Ex “d”
Os equipamentos com invólucros do tipo “à prova de explosão” são aqueles nos quais as partes internas centelhantes que podem causar a ignição de uma atmosfera explosiva de gases inflamáveis são confinadas no interior de um invólucro, que é capaz de suportar a pressão desenvolvida durante uma explosão interna de uma mistura explosiva, e que também impede a propagação desta explosão interna para a atmosfera explosiva de gás externa, existente ao redor do equipamento “Ex”.
Este tipo de proteção Ex “d” tem como base um invólucro no qual as partes que podem causar a ignição de uma atmosfera explosiva de gás são confinadas e que é capaz de suportar a pressão desenvolvida durante uma explosão interna de uma mistura explosiva, sem que haja a propagação da explosão interna para a atmosfera explosiva de gás ao redor do invólucro. É aplicável para a proteção de componentes centelhantes, como disjuntores, chaves, contatores e relés.
A Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-1 (Atmosferas explosivas – Parte 1: Proteção de equipamentos por invólucro à prova de explosão Ex “d”), idêntica à respectiva norma internacional IEC 60079-1, foi elaborada pelos membros participantes de Comissão de Estudo do Subcomitê SCB 003:031 (Atmosferas explosivas) e publicada inicialmente pela ABNT em 2007, e a posteriori, continuamente atualizada com novas edições em 2009 e 2016.
Esta Norma contém requisitos específicos para a fabricação e ensaios de equipamentos elétricos com o tipo de proteção por invólucro “à prova de explosão” Ex “d”, destinados exclusivamente para utilização em áreas classificadas contendo atmosferas explosivas de gases inflamáveis (Grupo II).
A Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-1 apresenta requisitos sobre projeto, construção, avaliação, ensaios de tipo, ensaios de rotina, critérios de aceitação, documentação e marcação para equipamentos com tipo de proteção Ex “d”. Esta Norma suplementa e modifica os requisitos gerais da Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-0 (Requisitos gerais para equipamentos “Ex”).
Os equipamentos com o tipo de proteção por invólucros à prova de explosão “d” proporcionam, de forma frequente, o nível de proteção de equipamento (EPL) Gb (“db”), embora em casos específicos possa proporcionar nível de proteção EPL Ga (como sensores sinterizados de gases “da”) ou nível de proteção EPL Gc (como termostatos “dc”).
Esta tecnologia de invólucros à prova de explosão deve ser aplicada nos casos de existência de componentes ou dispositivos elétricos centelhantes instalados no interior do invólucro, como disjuntores, chaves seccionadoras, botões de comando, relés e contatores. A existência de dispositivos elétricos que geram centelhas em condições normais de operação requer a necessidade de acondicionamento deles no interior de um invólucro metálico ou plástico do tipo “à prova de explosão”.
O tipo de proteção Ex “d” se diferencia dos outros tipos de proteção “Ex” pelo fato de que a ocorrência de uma “explosão” ser admitida nos equipamentos “à prova de explosão”, fazendo com que o invólucro e seus acessórios de fixação tenham que ser rigorosamente dimensionados para resistir às elevadas pressões de detonação que ocorrem no interior do invólucro metálico ou plástico do tipo “à prova de explosão”.
Toda a segurança dos equipamentos Ex “d” é baseada na hipótese de uma rigorosa contenção da explosão no interior do invólucro, caso contrário, a explosão interna é propagada para o exterior do equipamento, causando a explosão de toda a atmosfera explosiva que esteja ao seu redor, com consequências catastróficas.
Os equipamentos com tipo de proteção “à prova de explosão” não evitam que uma explosão possa ocorrer, mas são fabricados de forma que possam confinar a explosão ao interior do invólucro (com base na hipótese de que sejam devidamente especificados, selecionados, instalados, mantidos, inspecionados ou recuperados, ao longo do seu ciclo total de vida), uma vez que, caso a explosão seja indevidamente propagada para o seu exterior pode existir o risco da ocorrência da explosão de toda a atmosfera explosiva que possa estar presente no local da instalação, podendo ocorrer um acidente de consequências catastróficas.
Com uma abordagem de proteção “Ex” diferente dos invólucros “à prova de explosão”, os tipos de proteção por segurança intrínseca (Ex “i”), segurança aumentada (Ex “e”), invólucros pressurizados (Ex “p”) e encapsulados (Ex “m”), por exemplo, não admitem a ocorrência de uma explosão no interior dos equipamentos “Ex”, adotando outras concepções de projeto, baseados em baixo nível de energia ou em maiores distâncias de escoamento ou isolação entre partes energizadas, seja por encapsulamento em resina ou por meio da segregação dos componentes elétricos no interior de um ambiente protegido por pressurização.
Podem ser citados como exemplos de equipamentos industriais que utilizam invólucros à prova de explosão, para instalação em áreas classificadas: luminárias, botoeiras, painéis de distribuição de circuitos de força, iluminação, aquecimento e tomadas, câmeras para circuitos fechados de TV, motores elétricos, tomadas e plugues industriais, acionamento para válvulas motorizadas e invólucros para instrumentos centelhantes.
Equipamentos com invólucros metálicos ou componentes com invólucros plásticos que incorporam o tipo de proteção Ex “d” frequente são fabricados com a combinação com outros tipos de proteção, como por exemplo as entradas INDIRETAS de cabos, por meio de caixas de junção com tipo de proteção Ex “e” (Segurança aumentada). Nestes casos os equipamentos possuem marcações de conformidade que mostram a combinação dos diferentes tipos de proteção “Ex” que foram aplicados na sua fabricação, como por exemplo, Ex db eb IIC T6 Gb ou Ex db eb mb op is IIC T4 Gb.
São apresentados a seguir alguns exemplos de equipamentos com tipo de proteção “à prova de explosão” (Ex “db”), incorporando a combinação com outros tipos de proteção, como por exemplo a “segurança aumentada” (Ex “eb”), com a utilização de componentes centelhantes “à prova de explosão” com invólucros plástico e terminais de “segurança aumentada”.
Dentre os principais benefícios que estes produtos com tipos de proteção combinados Ex “db eb IIC Gb” apresentam para os proprietários dos equipamentos “Ex” e para os usuários de instalações “Ex”, os quais são os responsáveis pela segurança destas instalações industriais, podem ser destacados, dentre outros, o fato de dispensar a necessidade de instalação de unidades seladoras Ex “d”, em caso de eventual utilização de sistemas de “eletrodutos” (além de outros acessórios requeridos, como união macho/fêmea e niples Ex “d”), e também dispensar a necessidade de utilização de prensa-cabos Ex “d”, em casos de utilização de sistemas de bandejamentos e eletrocalhas.
As maiores facilidades de serviços de montagem, inspeção e manutenção de campo deste tipo de componentes “à prova de explosão” com invólucros plásticos em áreas classificadas contribuem para existam uma quantidade menor de indevidos “desvios” ou de “não conformidades”, contribuindo para a elevação dos níveis de conformidade técnica, normativa e legal e para a elevação dos níveis de segurança das instalações e das pessoas em atmosferas explosivas.
Equipamentos com encapsulamento – Tipo de proteção Ex “m”
Os equipamentos com o tipo de proteção por encapsulamento (Ex “m”) têm como característica as partes constituintes que forem capazes de provocar a ignição em uma atmosfera explosiva por centelhamento ou aquecimento serem totalmente encapsuladas em um composto ou outro invólucro não metálico com adesão, de modo a evitar a ignição de uma atmosfera explosiva de gases inflamáveis ou de camada de poeira combustível, sob as condições especificadas de operação ou de instalação.
O tipo de proteção Ex “m” se baseia na filosofia de proteção na qual as partes que são capazes de provocar a ignição em uma atmosfera explosiva, por centelhamento ou aquecimento, são totalmente encapsuladas em um composto ou outro invólucro não metálico com adesão, de modo a evitar a ignição de uma atmosfera explosiva de gases inflamáveis ou de camada de poeira combustível sob condições de operação ou de instalação.
De acordo com a Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-18 (Atmosferas explosivas – Parte 18: Proteção de equipamento por encapsulamento “m”), elaborada por Comissão de Estudo do Subcomitê SCB 003:031 (Atmosferas explosivas), os equipamentos protegidos por encapsulamento não devem representar uma fonte de ignição nas seguintes circunstâncias:
- Ex ma: Em qualquer condição anormal especificada de operação e instalação – Zona 0/20 – EPL Ga/Da.
ㅤ
- Ex mb: Em condições de falhas especificadas de operação e instalação – Zona 1/21 – EPL Gb/Db.
ㅤ
- Ex mc: Em condições normais de operação e instalação – Zona 2/22 – EPL Gc/Dc.
ㅤ
Uma aplicação frequente do tipo de proteção Ex “m” são as válvulas solenoides, onde a bobina da válvula solenoide é protegida por encapsulamento e os terminais e o invólucro são do tipo Ex “e” (segurança aumentada), com marcação Ex e mb IIC T6 Gb.
O tipo de proteção Ex “m” é aplicado também a contatos elétricos que estejam inseridos em circuitos de baixa tensão e baixa corrente, bem como em componentes como drivers eletrônicos para luminárias LED “Ex”. O tipo de proteção Ex “m” é também frequentemente utilizado na fabricação e certificação de equipamentos e componentes “Ex”, como encapsulamento de fitas de LED, sensores, displays e componentes de comando e sinalização, proporcionando EPL Gb e Db.
Proteção de equipamento contra ignição de poeira por invólucro – Tipo de proteção Ex “t”
Os equipamentos com proteção Ex “t” se caracterizam por possuir um tipo de proteção para atmosferas com poeiras combustíveis, onde o equipamento elétrico possui um invólucro que provê proteção contra ingresso de poeira ao seu interior, bem como possui meios de limitar as temperaturas de superfície, de forma que sejam inferiores à temperatura de ignição da poeira combustível que possa estar presente no local da instalação.
Com relação ao nível de proteção provido pelo equipamento “Ex”, denominado de EPL (Equipment Protection Level), o tipo de proteção “t” é dividido em três níveis de proteção, com base no risco do equipamento elétrico se tornar uma fonte de ignição em uma atmosfera explosiva de poeira. Os equipamentos com proteção contra ignição por poeira Ex “t” podem proporcionar os seguintes níveis de proteção: nível de proteção “ta” (EPL Da), nível de proteção “tb” (EPL Db) e nível de proteção “tc” (EPL Dc).
Fazendo-se uma comparação simplificada entre os EPL e os tipos de proteção, para fins de instalação em atmosferas explosivas de poeira combustível (Grupo III), de forma similar com as atuais e “tradicionais” definições indicadas da Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-14, baseado em zonas (sem levar em consideração nenhuma avaliação adicional de risco), os seguintes critérios de seleção de EPL de equipamento com relação à classificação de áreas são caracterizados:
- Equipamentos “Ex” com EPL Da são adequados para instalação em áreas classificadas de poeiras dos tipos Zona 20, Zona 21 e Zona 22
- Equipamentos “Ex” com EPL Db são adequados para instalação em áreas classificadas de poeiras dos tipos Zonas 21 e Zona 22
- Equipamentos “Ex” com EPL Dc são adequados para instalação somente em áreas classificadas de poeiras do tipo Zona 22
ㅤ
Além da característica de elevado grau de proteção (Código IP), outra característica fundamental dos equipamentos Ex “t” é a definição da sua temperatura máxima de superfície determinada por projeto. Desta forma, os equipamentos Ex “t” não representam uma fonte de ignição para as camadas de poeiras combustíveis que podem se acumular sobre seus invólucros. Esta temperatura máxima de superfície deve ser menor do que a temperatura de ignição da poeira combustível que pode estar presente no local da instalação.
Podem ser citados como os tipos mais comuns de equipamentos com tipos de proteção Ex “t”: instrumentos sensores e transmissores, invólucros para painéis elétricos de distribuição de força, invólucros para botoeiras de comando locais, caixas de junção, invólucros para painéis de instrumentação e de automação, roteadores de Wi-Fi, invólucros para câmeras e “pan-tilt” de circuitos fechados de TV (CFTV), motores de indução ou síncronos trifásicos de baixa e de alta tensão, luminárias industriais LED (lineares e não lineares), plugues e tomadas industriais para áreas classificadas de poeiras combustíveis. Estes equipamentos com o tipo de proteção Ex “t” são os mais comuns em função de suas características construtivas e de aplicação em áreas classificadas do Grupo III.
É usual que fabricantes de equipamentos “Ex”, durante a etapa de projeto, considerem o atendimento dos requisitos do tipo de proteção Ex “t”, adequado somente para instalação em áreas classificadas contendo poeiras combustíveis, juntamente com o atendimento simultâneo dos requisitos de outros tipos de proteção “Ex” para atmosfera explosiva de gases inflamáveis, como por exemplo Ex “e” (Segurança aumentada) ou Ex “m” (Encapsulamento) ou Ex “i” (Segurança Intrínseca). Com estas medidas de fabricação e certificação, o equipamento “Ex” se torna adequado para instalação em áreas classificadas com a presença tanto de atmosferas explosivas de gases inflamáveis ou de poeiras combustíveis, ampliando assim as possibilidades de sua aplicação.
Proteção de equipamentos por segurança intrínseca – Tipo de proteção Ex “i”
O tipo de proteção Ex “i” tem como base a restrição da energia elétrica dentro de equipamentos e da fiação de interconexão exposta à atmosfera explosiva contendo gases inflamáveis ou poeiras combustíveis, para um nível abaixo do qual possa causar ignição por centelhamento ou por efeitos de aquecimento.
Os requisitos para equipamentos intrinsecamente seguros são apresentados nas seguintes Normas Técnicas Brasileiras adotadas da Série ABNT NBR IEC 60079, elaboradas por Comissão de Estudo do Subcomitê SCB 003:031 (Atmosferas explosivas):
- ABNT NBR IEC 60079-11: Atmosferas explosivas – Parte 11: Proteção de equipamentos por segurança intrínseca “i”.
ㅤ
- ABNT NBR IEC 60079-25: Atmosferas explosivas – Parte 25: Sistemas elétricos intrinsecamente seguros.
ㅤ
- ABNT IEC TS 60079-39: Atmosferas explosivas – Parte 39: Sistemas intrinsecamente seguros com limitação de duração de centelha controlada eletronicamente (Power “i”).
ㅤ
- ABNT IEC TS 60079-47: Atmosferas explosivas – Parte 47: Proteção de equipamentos pelo conceito de Ethernet em 2 fios intrinsecamente segura (2 WISE – 2-Wire Intrinsically Safe Ethernet concept).
ㅤ
A filosofia da proteção do tipo segurança intrínseca (Ex “i”) enfoca o circuito como um todo e não somente o equipamento “Ex” de campo, como é o caso dos outros tipos de proteção “Ex”, como ao, por exemplo, os invólucros metálicos ou plásticos à prova de explosão (Ex “d”), a segurança aumentada (Ex “e”) e o encapsulamento em resina (Ex “m”).
Um sistema intrinsecamente seguro pode ser definido como aquele que é incapaz de liberar energia, seja na forma elétrica ou térmica, suficiente para provocar a ignição de determinada mistura explosiva que possa estar presente no local. A impossibilidade de ignição deve ser mantida e assegurada mesmo em caso de ocorrência de falha ou falhas do sistema.
A máxima energia que pode ser liberada sem comprometer a segurança depende das características da atmosfera explosiva considerada, o que é levado em consideração pelas Normas e pelo processo de certificação de equipamentos Ex “i” e associados. As falhas que são analisadas no projeto de equipamentos intrinsecamente seguros abrangem problemas ocorridos com a fiação de campo (como curto-circuito e abertura do circuito) e também falhas de um ou até dois componentes simultaneamente.
A barreira de segurança intrínseca, inserida no circuito intrinsecamente seguro como equipamento associado [Ex “i”], tem por função básica a limitação da energia que pode ser armazenada na parte do circuito de campo, instalado na área classificada, constituído pelo instrumento de campo Ex “i” e pela fiação de interligação entre estes dois equipamentos.
Os requisitos essenciais de projeto de um sistema intrinsecamente seguro podem ser resumidos nos seguintes:
- O sistema deve ser projetado de maneira a assegurar a sua operação da forma requerida pelo processo, de modo seguro;
ㅤ - Os equipamentos e componentes utilizados no sistema devem ser certificados ou serem componentes “simples”;
ㅤ - A compatibilidade dos parâmetros de entidade dos equipamentos Ex “i” e dos dispositivos associados [Ex “i”] deve ter sido determinada, verificada e documentada;
ㅤ - A categoria de proteção do sistema deve ser estabelecida de acordo com os requisitos da classificação de áreas ou com os requisitos do EPL requerido para o local da instalação;
ㅤ - A classe de temperatura e a temperatura ambiente de cada equipamento ou componente utilizado no sistema deve ser estabelecida no projeto;
ㅤ - Os requisitos dos cabos dos circuitos de interligação entre instrumentos intrinsecamente seguros e dispositivos associados devem ser estabelecidos no projeto.
ㅤ
Uma das características mais importantes da utilização do tipo de proteção por segurança intrínseca reside no fato desta apresentar uma solução para uma grande quantidade de problemas relacionados com atmosferas explosivas, para equipamentos que requeiram baixa energia. Além disto, o tipo de proteção Ex “i” é o único que atende a este critério de possibilitar a instalação de sistemas baseados em baixos índices de energia, em qualquer tipo de zona ou de grupo de área classificada, seja de gases ou poeiras.
Os principais fatores nos quais se baseiam os benefícios da aplicação do tipo de proteção por segurança intrínseca em atmosferas explosivas são os seguintes:
- O mesmo equipamento intrinsecamente seguro normalmente satisfaz tanto os requisitos para gases inflamáveis como para poeiras combustíveis;
ㅤ - A aplicação criteriosa das três categorias de proteção da segurança intrínseca (“ia”, “ib” e “ic”) assegura que sejam utilizados os equipamentos adequados para cada nível de risco. Neste caso, normalmente “ia” é aplicado em Zona 0 ou Zona 20, “ib” é aplicado em Zona 1 ou Zona 21 e “ic” é aplicado em Zona 2 ou Zona 22, a menos que um estudo de risco adicional tenha definido um EPL (Equipment Protection Level) específico, para as características de um projeto em particular;
ㅤ - Pela sua simplicidade de instalação e manutenção, esta técnica de proteção contribui para diminuição da possibilidade de introdução de falhas de instalação que podem gerar riscos na instalação, pelo pessoal envolvido em montagem, manutenção e reparos;
ㅤ
Podem ser citados como exemplos de equipamentos que frequentemente utilizam o tipo de proteção Ex “i” as barreiras de proteção intrinsecamente seguras com isolação galvânica, instrumentos em geral, como sensores, atuadores, posicionadores, transmissores e analisadores e os equipamentos portáteis e pessoais “Ex”, como smartphones, tablets, wearables, robots, walkie talkies, lanternas manuais, luminárias portáteis e detectores de explosividade.
Proteção de equipamentos por tipo de proteção Ex “nC” e Ex “nR”
A Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-15 (Atmosferas explosivas – Parte 15: Proteção de equipamento por tipo de proteção “n”), elaborada por Comissão de Estudo do Subcomitê SCB 003:031 (Atmosferas explosivas), especifica os requisitos para fabricação, ensaios e marcação de equipamentos elétricos para o Grupo II (gases inflamáveis) com tipo de proteção “n” para instalação em áreas classificadas contendo gases inflamáveis, aplicável a equipamentos elétricos com tensão nominal não superior a 15 kV c.a. eficaz ou c.c.
A Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-15 é aplicável a equipamentos elétricos não centelhantes e a equipamentos elétricos com partes ou circuitos que produzam arcos ou centelhas ou ainda que possuam superfícies quentes, as quais, se não fossem protegidas de uma forma especificada naquela Norma, poderiam ser capazes de causar ignição em atmosferas de gases inflamáveis existentes no ambiente.
O tipo de proteção Ex “n” é aplicado a equipamentos elétricos que, em operação normal e em certas ocorrências normalmente esperadas e especificadas, não sejam capazes de provocar a ignição em uma atmosfera explosiva de gases inflamáveis em seu entorno.
Os dispositivos centelhantes de interrupção hermeticamente selados em invólucro, com marcação Ex “nC” incorporam contatos elétricos centelhantes contidos em invólucros construídos para resistir, sem sofrer danos, a explosões internas de gases inflamáveis, que podem entrar no invólucro, sem permitir danos ou propagação das explosões internas à atmosfera externa de gás ou vapor. Os dispositivos hermeticamente selados Ex “nC” são equipamentos selados, por exemplo por meio de solda ou por fusão do corpo metálico, não permitindo que a atmosfera externa acesse o seu interior.
Os componentes não acendíveis “nC” incorporam contatos elétricos que estabelecem ou interrompem um circuito com capacidade de ignição, mas com o mecanismo do contato projetado e construído de forma que o componente não seja capaz de causar a ignição de uma atmosfera explosiva específica. Por sua vez, os dispositivos selados “nC” são construídos de forma que não podem ser abertos durante o serviço normal e são efetivamente selados para impedir a entrada de uma atmosfera externa.
Os invólucros com respiração restrita “nR” são projetados para restringir a entrada de gases, vapores e névoas no interior de seu invólucro. O tipo de proteção Ex “nR” é atualmente utilizada, em combinação com outros tipos de proteção “Ex”, em luminárias LED “Ex”, por exemplo, com marcação Ex ec nR op is IIC T5 Gc.
Até 2018 era utilizado o tipo de proteção Ex “nA” (não acendível), aplicável a equipamentos elétricos e de instrumentação “Ex” que não geram centelhas ou pontos quentes de alta temperatura em condições normais de operação, de acordo com a Norma Técnica Brasileira ABNT NBR IEC 60079-15. A partir de 2018 o tipo de proteção Ex “nA” foi “incorporado” na Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR IEC 60079-7/2018 (Tipo de proteção Ex “e” – segurança aumentada), com nível de proteção Gc (elevado), de acordo com o tipo de proteção Ex “ec”. Para instalações anteriores a 2018 é bastante comum a existência de equipamentos “Ex” com o tipo de proteção Ex “nA”.
Tipos de proteção “Ex” COMBINADAS para equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos para atmosferas explosivas
Em muitos casos os equipamentos “Ex” não possuem apenas um “único” tipo de proteção, sendo compostos por diferentes tipos de proteção “COMBINADOS”, otimizando suas características de proteção e facilitando os serviços de montagem, inspeção e manutenção “Ex” no campo, executados pelos usuários, em áreas classificadas, como nos exemplos indicados a seguir:
- Painéis de comando ou de distribuição de circuitos de força com invólucros metálicos Ex “db” e com caixa de terminais externas Ex “eb”. Entradas INDIRETAS de cabos para o interior do invólucro metálico do tipo à prova de explosão por meio de caixa de terminais de segurança aumentada. Exemplo de marcação Ex db eb IIC T5 Gb.
ㅤ - Componentes centelhantes em invólucros plásticos Ex “db” contendo bornes terminais Ex “eb”. Exemplo de marcação Ex db eb IIC Gb. Certificado de conformidade de componente “Ex” com sufixo “U”.
ㅤ - Equipamentos com invólucros de segurança aumentada contendo componentes encapsulados e barreira de proteção de segurança intrínseca. Exemplo de marcação: Ex eb mb [Ex ia] IIC T5 Gb.
ㅤ - Luminárias LED “Ex” incorporando invólucro externo de segurança aumentada (Ex “ec”), componentes centelhantes encapsulados em invólucros plásticos hermeticamente selados (Ex “mc”) e drivers encapsulados hermeticamente selados (Ex “mc”). Exemplo de marcação: Ex ec mc IIC T6 Gc.
ㅤ - Luminárias LED “Ex” incorporando componentes centelhantes à prova de explosão em invólucros plásticos ou encapsulados, drivers encapsulados em resina ou imersos em areia e LED avaliados contra ignição óptica. Exemplo de marcação: Ex db eb mb op is q IIC T6 Gb.
ㅤ - Luminárias LED “Ex” incorporando drivers e LED encapsulados em resina e LED avaliados contra ignição óptica. Exemplo de marcação: Ex ec mc op is IIC T4 Gc.
ㅤ - Equipamentos contendo invólucros metálicos com tampas roscadas à prova de explosão contendo barreiras de segurança intrínseca e com entradas indiretas por meio de caixa de terminais externa de segurança aumentada. Exemplo de marcação: Ex db eb [Ex ia Ga] IIC T5 Gb.
ㅤ - Equipamentos com proteção por invólucro contra ignição de poeira combustível, contendo barreiras de segurança intrínseca. Exemplo de marcação: Ex tb [Ex ia Ga] IIIC T85ºC Db.
ㅤ - Equipamentos com invólucros pressurizados contendo barreiras de segurança intrínseca. Exemplo de marcação: Ex pxb [Ex ia Ga] IIC T6 Gb.
ㅤ - Equipamentos com invólucros e terminais de segurança aumentada, contendo dispositivos intrinsecamente seguros associados e dispositivos associados com proteção óptica associada. Exemplo de marcação: Ex eb [Ex ia Ga] [Ex op is Ga] Gb.
ㅤ
Nestes frequentes casos em que os equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos e mecânicos “Ex” são fabricados incorporando, em um mesmo produto, os benefícios da combinação de diferentes tipos de proteção, em um mesmo equipamento “Ex”, podem ser aplicados, dentre outros benefícios, os procedimentos mais simples de montagem, inspeção, manutenção de campo, em áreas classificadas.
Resumo dos principais tipos de proteção “Ex” para equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos e mecânicos para atmosferas explosivas
Os equipamentos de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricos ou mecânicos, para serem instalados em áreas classificadas contendo atmosferas explosivas formadas por gases inflamáveis ou poeiras combustíveis necessitam possuir características específicas de proteção “Ex”. Estas características de proteção são denominadas Tipos de proteção “Ex”, os quais são normalizados nas Normas Técnicas Brasileiras adotadas das Séries ABNT NBR IEC 60079 e ABNT NBR ISO 80079 – Atmosferas explosivas.
São relacionados a seguir alguns dos principais tipos de proteção “Ex” mais comumente aplicados a equipamentos “Ex”, normalmente construídos incorporando a combinação de diferentes tipos de proteção “Ex” ao mesmo equipamento, otimizando a sua aplicação, nas áreas de automação, telecomunicações, instrumentação, elétrica ou mecânica:
- Ex “db”: Invólucro à prova de explosão com entradas diretas de cabos – Norma ABNT NBR IEC 60079-1.
ㅤ - Ex “eb” / Ex “ec”: Segurança aumentada – Norma ABNT NBR IEC 60079-7.
ㅤ - Ex “db eb”: Combinação de tipos de proteção por invólucro metálicos do tipo “à prova de explosão” (Ex “db”) com entradas indiretas de cabos por caixa de terminais de segurança aumentada (Ex eb”) – Normas ABNT NBR IEC 60079-1 e ABNT NBR IEC 60079-7.
- Ex “t”: Proteção de equipamento contra ignição de poeiras combustíveis por invólucro “t” – Norma ABNT NBR IEC 60079-31.
ㅤ - Ex “ia”, “ib”, “ic”: Segurança intrínseca – Normas ABNT NBR IEC 60079-11 (Equipamentos Ex “i”), ABNT NBR IEC 60079-25 (Sistemas Ex “i”), ABNT IEC TS 60079-39 (Power “i”) e ABNT IEC TS 60079-47 (Ethernet Ex “i” a dois fios 2-WISE).
ㅤ - Ex “nC”, Ex “nR”: Componentes hermeticamente selados ou equipamentos com respiração restrita – Norma ABNT NBR IEC 60079-15.
ㅤ - Ex “op”: Proteção de equipamentos e sistemas com radiação óptica – Norma ABNT NBR IEC 60079-28.
ㅤ - Ex “pzc” / Ex “pxb” / Ex “pyb”: Invólucros pressurizados – Norma ABNT NBR IEC 60079-2.
ㅤ - Ex “p” / Ex “v”: Proteção de equipamento por ambientes pressurizados Ex “p” e por ambientes artificialmente ventilados Ex “v” – Norma ABNT NBR IEC 60079-13.
ㅤ - Ex “h”: Proteção para equipamentos mecânicos “Ex” – Requisitos gerais – Norma ABNT NBR ISO 80079-36.
ㅤ - Ex “b”: Proteção de equipamentos mecânicos por controle de fontes de ignição – Norma ABNT NBR ISO 80079-37.
ㅤ - Ex “c”: Proteção construtiva para equipamentos mecânicos “Ex” – Norma ABNT NBR ISO 80079-37.
ㅤ - Ex “k”: Proteção de equipamentos mecânicos por imersão em líquido – Norma ABNT NBR ISO 80079-37.
ㅤ
ㅤ
Sobre o autor:
Roberval Bulgarelli é engenheiro eletricista com mestrado em proteção de sistemas elétricos de potência. Consultor sobre equipamentos e instalações em atmosferas explosivas. Organizador do Livro “O ciclo total de vida das instalações em atmosferas explosivas”. Coautor do Livro “Segurança intrínseca – Equipamentos e instalações em atmosferas explosivas”. Coautor do Livro “Instrumentação Industrial”. Coautor do Livro Atmosferas explosivas – Serviços sobre equipamentos e instalações de instrumentação, automação, telecomunicações, elétricas e mecânicas “Ex” – Volumes 1, 2 e 3. Coordenador da Comissão de Estudo CE 003.065.001 (Medição, controle e automação para as indústrias de processo). Membro de Grupos de Trabalho dos Comitês Técnicos TC 31 (Equipment for explosive atmospheres) e TC 95 (Measuring relays and protection equipment) da IEC. Condecorado com o prêmio internacional de reconhecimento IEC 1906 Award.
