Caudalímetro de área variable

-Normativa ATEX para uso en zonas peligrosas

Acerca del sitio

Esta es una página informativa sobre la medición de caudal con caudalimetros de área variable. En ella se recogen mis muchos años de experiencia en el campo de la tecnologia de medición y control. No asumo ninguna responsabilidad por información incorrecta y estaría encantado de recibir más sugerencias y solicitudes de adiciones.

Visite también mi página de información sobre los sensores de temperatura Pt100: https://pt100.de

Dipl.-Ing. Harald Peters

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ATEX

Todo operador que desee medir la temperatura de sustancias explosivas con termómetros de resistencia Pt100 ya ha tratado el tema de la «protección contra explosiones» y se ha topado con el término ATEX.
ATEX es la abreviatura del término francés Atmosphères exlosibles (atmósferas explosivas). ATEX se basa principalmente en 2 directivas jurídicamente vinculantes en la Unión Europea.

Puntos clave

¿Cuándo se producirá la explosión?

Una explosión es una liberación repentina y violenta de energía que puede desencadenarse por diversos procesos físicos o químicos.
Se produce cuando tiene lugar una rápida transformación de la materia o la energía, lo que provoca un aumento repentino de la presión. Suele provocar ondas de choque, calor y, a veces, luz.
Las explosiones químicas suelen ser el resultado de una reacción rápida de sustancias inflamables con oxígeno, como la detonación de explosivos o gases inflamables.
Una explosión se produce cuando se cumplen tres condiciones:

Imagen Condiciones de una explosión

  • Sustancia combustible
    Una sustancia combustible debe estar presente en forma de gas,
    vapor, niebla o polvo en concentración suficiente.
  • Oxígeno
    Debe haber una concentración suficiente de oxígeno (o aire).
  • Fuente de ignición
    Debe existir una fuente de ignición con suficiente energía.
    Por ejemplo Calor, chispas, reacción química, fricción

    Si falta una de las 3 condiciones, no se producirá una explosión.

Zonas de protección contra explosiones según ATEX e IECEx

Las atmósferas potencialmente explosivas, también conocidas como zonas de protección contra explosiones, se dan allí donde pueden aparecer sustancias inflamables en forma de gases, vapores, nieblas o polvos en concentraciones peligrosas. Estas zonas desempeñan un papel fundamental cuando se trabaja con sustancias inflamables.
Con el fin de minimizar los riesgos para las personas, los sistemas y el medio ambiente, las zonas de protección contra explosiones se dividen en distintas categorías, cada una de las cuales requiere requisitos de seguridad diferentes. La categorización se basa en la probabilidad y duración de la aparición de una atmósfera explosiva peligrosa.
Esta categorización sistemática es la base para la selección de las medidas de protección adecuadas, como dispositivos protegidos contra explosiones y procedimientos operativos que tengan en cuenta la seguridad, y garantiza la seguridad operativa en entornos potencialmente peligrosos.

Ex-zona
Definición de la zona
Bild EX-Zonen
Ex-zona 0
(gas/vapor/neblina)

Ex-zona 20
(polvos)
Una atmósfera explosiva está presente de forma continua, frecuente o durante un largo período de tiempo.
Los términos «continua, frecuente» no están definidos en la norma DIN.
En general, se considera que es así cuando una atmósfera explosiva está presente durante más del 50% del tiempo de funcionamiento de un sistema.
Esto se aplica, por ejemplo, al interior de tuberías y contenedores.
Ex-zona 1
(gas/vapor/neblina)

Ex-zona 21
(polvos)
Ocasionalmente existe una atmósfera explosiva.
El término «ocasionalmente» no se define en la norma DIN.
En general, se ha convenido en que es así cuando se produce una atmósfera explosiva a intervalos irregulares y no supera un período del 1 al 10% del tiempo de funcionamiento del sistema.
Este es el caso, por ejemplo, en las inmediaciones de la zona 0 si se toman muestras ocasionalmente o se purga el sistema.
Ex-zona 2
(gas/vapor/neblina)

Ex-zona 22
(polvos)
Las atmósferas explosivas son poco frecuentes y de corta duración.
Los términos «poco frecuentes y de corta duración» no se definen en la norma DIN.
En general, se ha convenido en que se trata de atmósferas explosivas que están presentes durante menos de 1 a 10 horas al año.
Normalmente, esto sólo ocurre en caso de avería y no cabe esperar que ocurra durante el funcionamiento normal.

Etiquetado de los dispositivos según ATEX

El etiquetado de dispositivos conforme a ATEX es un requisito previo crucial para el uso seguro de caudalimetros de área variable en atmósferas potencialmente explosivas.
ATEX son las siglas de las directivas de la UE que regulan los requisitos de los dispositivos y sistemas de protección para su uso en entornos con riesgo potencial de explosión.
El etiquetado proporciona información importante sobre la idoneidad de un dispositivo para determinadas zonas y sustancias, así como sobre las medidas de protección que ofrece el dispositivo.
El etiquetado debe fijarse de forma permanente al aparato.
Los fabricantes, operadores y personal de mantenimiento deben conocer el etiquetado para garantizar la correcta selección, instalación y mantenimiento de caudalimetros de área variable.
Los caudalimetros de área variable sin el etiquetado correcto no deben utilizarse en atmósferas potencialmente explosivas, ya que pueden suponer un riesgo importante para la seguridad.
Además del etiquetado, también se requieren inspecciones y mantenimiento periódicos para garantizar la seguridad a largo plazo.

Principales elementos del etiquetado del dispositivo: Ejemplo de etiquetado de aparatos eléctricos según ATEX:
(El fondo de color sólo se utiliza para la asignación a la siguiente explicación).
Bild EX-Zeichen
II
1G
Ex ia
IIC
T4
Ga
X
Grupo de dispositivos
Área de
aplicación
permitida
I
adecuado para
minas/subterráneas/grisú
II
Apto para todas las demás áreas
Gas/vapores/neblina
III
Apto para todas las demás áreas
polvos
Categoría de dispositivo
Minas
M1
Dispositivos con un nivel de seguridad muy elevado.
Adecuado para el funcionamiento continuo en atmósferas potencialmente explosivas,
incluso en presencia de atmósfera explosiva.
M2
Dispositivos con un alto nivel de seguridad.
Para zonas en las que los riesgos de explosión sólo se producen ocasionalmente.
Los aparatos deben desconectarse si existe riesgo de explosión.
gas/
vapores/
neblina
1G
Dispositivos con un nivel de seguridad muy elevado.
Aptos para zona 0,1,2
2G
Dispositivos con un alto nivel de seguridad.
Aptos para zona 1,2
3G
Dispositivos con un nivel de seguridad normal
Aptos para zona 2
polvos
1D
Dispositivos con un nivel de seguridad muy elevado.
Aptos para zona 20,21,22
2D
Dispositivos con un alto nivel de seguridad.
Aptos para zona 20,21
3D
Dispositivos con un nivel de seguridad normal.
Aptos para zona 22
Nota:
  • 2 números, por ejemplo 0/1, significa que el dispositivo tiene 2 categorías de dispositivos y puede utilizarse en 2 zonas simultáneamente, por ejemplo, un dispositivo compacto con sensor (en la zona 0) y transmisor (en la zona 1).
  • Si el número está entre paréntesis, por ejemplo (1)G, significa que el dispositivo está instalado fuera de la zona 0, pero está diseñado para cumplir sus funciones de forma segura en la zona 0.
    Las medidas de protección se refieren a la función segura dentro de la zona 0, mientras que el propio dispositivo está físicamente situado en un área menos peligrosa, por ejemplo en la zona 1 o 2.
    Por ejemplo: Un sensor que funciona en la zona 0 mientras que el dispositivo principal está fuera.
  • 2 letras, por ejemplo: G/D, significa que los aparatos pueden utilizarse tanto para gases/nieblas/vapores (G) como para polvos (D).
Grupo de explosión
gas/
vapores/
neblina
IIA
Gases con baja energía de ignición
por ejemplo, metano, etano, gasolina
IIB
Gases con energía de ignición media
por ejemplo, etileno, sulfuro de hidrógeno
IIC
Gases con alta energía de ignición
por ejemplo hidrógeno, acetileno
polvos
IIIA
Pelusa combustible
IIIB
Polvo no conductor
IIIC
Polvo conductor
Tipos de protección
Caja
antideflagrante
DIN EN 60079- 1
Ex da
Carcasas de dispositivos que soportan la presión interna de una explosión sin poner en peligro el medio ambiente.
Apto para zona 0,1,2
Ex db
ídem, pero para zona 1, 2
Ex dc
ídem, pero para zona 2
Mayor
seguridad
DIN EN 60079- 7
Ex eb
Medidas para evitar chispas o sobrecalentamiento.
Apto para zona 1,2
Ex ec
ídem, pero para zona 2
Seguridad intrínseca
DIN EN 60079- 11
Ex ia
Limitación de la energía eléctrica para evitar la ignición.
Apto para zona 0,1,2,20,21,22
Ex ib
ídem, pero para zona 1,2,21,22
Ex ic
ídem, pero para zona 2, 22
Carcasa
presurizada
DIN EN 60079- 2
Ex pxb
Utilización de la sobrepresión en la carcasa para evitar la entrada de atmósferas explosivas.
Apto para zona 1,2,21,22
Ex pyb
ídem, pero para zona 1,2,21,22
Ex pzb
ídem, pero para zona 2,22
Encapsulado
DIN EN 60079- 18
Ex ma
Encapsulado para evitar que las atmósferas explosivas entren en contacto con posibles fuentes de ignición.
Apto para zona 0,1,2,20,21,22
Ex mb
ídem, pero para zona 1,2,21,22
Ex mc
ídem, pero para zona 2, 22
Encapsulado
en aceite
DIN EN 60079- 6
Ex ob
Los componentes eléctricos se sumergen completamente en un líquido no inflamable para que las atmósferas explosivas no entren en contacto con la posible fuente de ignición.
Apto para zona 1,2
Ex doc
ídem, pero para zona 2
Encapsulado
de arena
DIN EN 60079- 5
Ex qb
Los componentes eléctricos están encerrados en una caja y completamente rodeados por el material de relleno, que puede encender chispas, etc. en una atmósfera explosiva.
Apto para zona 1,2
Tipo de
protección "n"
DIN EN 60079- 15
Ex nC
Dispositivos que no generan chispas de encendido. Evitación de chispas, arcos eléctricos o superficies calientes mediante medidas de diseño.
Apto para zona 2
Ex nR
Los dispositivos están diseñados de forma que se impida la penetración de mezclas de gases explosivos en la carcasa mediante una «respiración» limitada.
Apto para zona 2
Protección
mediante carcasa
DIN EN 60079- 31
Ex ta
La carcasa impide la entrada de polvo combustible y garantiza una temperatura superficial limitada.
Apto para zona 20,21,22
Ex tb
ídem, pero para zona 21, 22
Ex tc
ídem, pero para zona 22
Clase de temperatura
Temperatura máx.
admisible de
la superficie
del aparato
T1
<450 °C
T2
<300 °C
T3
<200 °C
T4
<135 °C
T5
<100 °C
T6
<85 °C
T90°C
90 °C
Nota:
T90°C Para el grupo de aparatos III (polvo), la temperatura superficial máx. se especifica directamente como valor.
EPL= Equipment Protection Level
(opcional)
minas
Ma
para averías raras
Mb
hasta que se apague el aparato
gas/
vapores/
neblina
Ga
Apto para zona 0,1,2
Gb
Apto para zona 1,2
Gc
Apto para zona 2
polvos
Da
Apto para zona 20,21,22
Db
Apto para zona 21,22
Dc
Apto para zona 22
Nota:
«EPL» está reconocida en todo el mundo en la CEI, mientras que ATEX se limita específicamente a la UE. La especificación EPL es opcional, pero se utiliza cada vez más como mejor práctica para presentar la seguridad contra explosiones de los dispositivos de forma clara y comparable a nivel internacional.
Condiciones adicionales
(opcional)
en blanco
sin condiciones adicionales
X
Condiciones especiales especificadas en el certificado de conformidad.
U
Componentes Ex con certificación parcial.
El aparato no debe instalarse sin haber sido sometido a pruebas adicionales.