Publicado em 25 Aug 2020

As áreas classificadas em unidades marítimas fixas e móveis

Redação

Na engenharia elétrica, uma área perigosa (também conhecida como atmosfera potencialmente explosiva) é definida como um ambiente que consiste em qualquer concentração de gases inflamáveis, vapores, névoas ou pós combustíveis. Onde esses elementos estão presentes, todos os equipamentos elétricos instalados nesses ambientes são especialmente projetados e testados para atender a uma variedade de requisitos que, juntos, garantem a segurança do pessoal e evitam situações potencialmente perigosas resultantes da reação do equipamento ao ambiente. As situações que envolvem os processos de produção, transformação, entrega e armazenamento de substâncias inflamáveis geralmente produzem ambientes potencialmente explosivos. Seja a aplicação em plantas químicas e petroquímicas, mineração, petróleo e gás ou processamento de alimentos e manuseio de grãos, quando essas substâncias inflamáveis entram em contato com o oxigênio no ar, elas podem criar uma atmosfera explosiva. Se essa atmosfera for inflamada, a explosão resultante poderá causar sérios danos às pessoas e ao meio ambiente. Os locais comuns de áreas perigosas incluem refinarias de petróleo, planos químicos, plantas de gás natural liquefeito (GNL), fabricantes de tintas, estações de tratamento de esgoto, destilação, cais e plataformas de perfuração offshore. Estes são todos os ambientes em que os vapores de gases perigosos podem estar presentes. No entanto, muitas empresas não percebem que o pó também pode criar áreas perigosas e locais como fabricantes de alimentos e bebidas, fábricas de plásticos, moinhos de farinha, operações de reciclagem e manuseio e armazenamento de grãos também precisam garantir que todas as áreas perigosas sejam classificadas corretamente e o pessoal são treinados. Deve-se conhecer os requisitos para classificação de áreas e seleção de equipamentos elétricos e instalações em áreas classificadas em unidades marítimas fixas e móveis, incluindo oleodutos, tubulações, estações de bombeamento, estações de lançamento ou recebimento pigs, estações de compressão e monoboias de ancoragem, utilizadas na indústria do petróleo marítima para as finalidades de perfuração, produção, acomodação, processamento, armazenamento offloading).

Se houver algum equipamento elétrico instalado em uma área em que o equipamento entre em contato com líquidos/gases/vapores inflamáveis, fibras/gases inflamáveis e partículas de poeira combustível, haverá risco de incêndio e explosão. As áreas perigosas têm um risco possível devido a atmosferas explosivas e elas são normalmente classificadas como áreas ou locais perigosos. Existem dois sistemas de classificação de áreas classificadas, dependendo do país. Na América do Norte, o sistema de classe/divisão é usado e na Europa e no resto do mundo, eles adaptam o sistema de zonas. Esses sistemas determinariam o nível de técnicas de proteção e o padrão de equipamento necessário.

As classificações de áreas perigosas de acordo com o sistema de zona são organizadas e subcategorizadas em gás/vapores/névoas e poeira. Para atmosferas de gás/poeira, o sistema é dividido em grupos e subgrupos. Para gases, vapores e névoas, há um total de três zonas: Zona 0 - Onde houver presença de gases ou vapores inflamáveis que ocorram continuamente ou por longos períodos de tempo; Zona 1- Onde houver presença de gases ou vapores inflamáveis ??gerados durante condições operacionais regulares; e Zona 2 - Onde a presença de gases ou vapores inflamáveis não é provável que ocorra durante condições operacionais regulares ou, se ocorrerem, existirá apenas por um curto período.

Para poeiras , há um total de três zonas também: Zona 20 - Onde houver presença de pós combustíveis ou fibras/partículas inflamáveis que ocorrem continuamente ou por longos períodos de tempo; Zona 21 - Onde houver presença de pós combustíveis ou fibras/partículas inflamáveis geradas durante condições operacionais regulares; e Zona 22 - Onde não for provável a presença de pós combustíveis ou fibras/partículas inflamáveis durante condições operacionais regulares ou, se ocorrerem, existirá apenas por um curto período.

Há um agrupamento adicional de gás e pós: Grupo I – as minas subterrâneas se enquadram nesse grupo e com a presença de lâmpadas; Grupo II - todas as outras áreas perigosas que não se enquadram no Grupo I e estão agrupadas par gás explosivo. Este grupo é dividido em três categorias com base no tipo de gás: Grupo A - áreas contendo hexano, propano, butano, acetona, metano, gasolina, benzeno, solventes de tinta ou qualquer outro substituto equivalente; Grupo B - áreas contendo óxido de etileno, éter etílico, etileno, butadieno, óxido de propileno, ciclopropano ou qualquer outro substituto equivalente; Grupo C - áreas contendo dissulfeto de carbono, hidrogênio, acetileno ou qualquer substituto equivalente.

No Grupo III, deve- se categorizar o pó explosivo e é dividido em três categorias com base no tipo de pó: Grupo A - Qualquer área com arestas combustíveis; Grupo B - Qualquer área que contenha poeira não condutora; e Grupo C - Qualquer área que contenha poeira condutora. Assim, é importante entender os padrões de classificação de áreas classificadas para que você possa usar o equipamento apropriado para a zona correta. A segurança deve ser a prioridade número um em qualquer local de trabalho perigoso. Escolha um fornecedor de serviços em que se possa confiar nas suas necessidades de produtos para áreas classificadas.

A NBR IEC 61892-7 de 01/2020 - Unidades marítimas fixas e móveis - Instalações elétricas - Parte 7: Áreas classificadas estabelece os requisitos para classificação de áreas e seleção de equipamentos elétricos e instalações em áreas classificadas em unidades marítimas fixas e móveis, incluindo oleodutos, tubulações, estações de bombeamento, estações de lançamento ou recebimento de pigs, estações de compressão e monoboias de ancoragem, utilizadas na indústria do petróleo marítima para as finalidades de perfuração, produção, acomodação, processamento, armazenamento e descarregamento (offloading). É aplicável a todas as instalações, sejam permanentes, temporárias, transportáveis ou portáteis, para instalações ca ou cc sem qualquer limite do nível de tensão. As normas de equipamentos referenciadas podem apresentar limitações para os níveis de tensão.

Este documento tem como base os requisitos de normas elaboradas pelo IEC TC 31, relacionadas à classificação de áreas e requisitos para instalações em atmosferas explosivas e apresenta requisitos adicionais para instalações em unidades marítimas fixas e móveis. Especifica os requisitos relacionados a classificação de áreas, sistemas elétricos, seleção de equipamentos elétricos, cabos e sistemas de fiação (cabeamento), ventilação, requisitos de ventilação para compartimentos e salas de baterias, e inspeção, manutenção, reparo, revisão e recuperação. Apresenta informações sobre tópicos como sistemas de detecção de gás, e instalações elétricas em temperaturas ambientes extremamente baixas.

Este documento não é aplicável a equipamentos fixos para finalidades médicas, instalações elétricas de navios-tanques, e controle de fontes de ignição diferentes daquelas geradas por equipamentos elétricos. Para ambientes médicos, requisitos específicos são apresentados na IEC 60364-7-710. Requisitos específicos para navios-tanques são apresentados na IEC 60092-502. Orientações sobre a proteção de equipamentos não elétricos são indicadas nas NBR ISO 80079-36, NBR ISO 80079-37 e IMO 2009 MODU Code, 6.7.

A série NBR IEC 61892 constitui um conjunto de normas destinadas a garantir segurança ao projeto, seleção, instalação, manutenção e uso de equipamentos elétricos de geração, acumulação, distribuição e utilização de energia elétrica para todos os fins em unidades marítimas aplicadas na exploração e produção de reservas petrolíferas. Esta parte também incorpora e coordena, dentro do possível, regulamentações existentes, bem como forma um código de interpretação, onde aplicável, dos requisitos da International Maritime Organization (IMO) e constitui um guia para futuras regulamentações que possam ser elaboradas e uma declaração de práticas para proprietários, construtores de unidades marítimas e organizações relacionadas.

Esta norma tem como base os equipamentos e as práticas que são de utilização corrente, mas não tem como objetivo, em absoluto, impedir o desenvolvimento ou o aprimoramento de novas técnicas. Nesta revisão os limites de tensão foram removidos. No entanto, os limites de tensão podem ser encontrados em normas de equipamentos referenciadas. A remoção dos limites de tensão é considerada necessária devido aos sistemas de interconexão de terra e fornecimento de alimentação de terra para as unidades marítimas.

Em tais casos, estão sendo utilizados sistemas de transmissão de até 132 kV ca ou 150 kV cc e estão sendo projetados sistemas com tensões mais elevadas. A série NBR IEC 61802 tem como objetivo constituir um conjunto de normas para a indústria do petróleo, mas não é seu objetivo evitar a sua utilização além das instalações na indústria do petróleo. A classificação de áreas é um método de análise de risco e de classificação de ambientes ou locais onde uma atmosfera explosiva de gás pode ocorrer, de forma a possibilitar seleção, instalação e operação adequadas dos equipamentos a serem utilizados de forma segura em tais locais (ver figura abaixo).

Todas as unidades marítimas móveis e fixas devem ser analisadas em relação às atmosferas explosivas de gás de acordo com os requisitos fornecidos a seguir. Os resultados devem ser registrados nos desenhos de classificação de área para permitir a seleção adequada dos equipamentos elétricos a serem instalados. Os princípios gerais sobre classificação de área são indicados na NBR IEC 60079-10-1. Esta NBR IEC 61892-7 apresenta orientações sobre os princípios utilizados para classificação de áreas de unidades marítimas móveis e fixas.

A classificação de áreas deve ser desenvolvida no estágio de projeto básico, antes do início de qualquer serviço de construção e reavaliada antes da pré-operação da unidade. São recomendadas revisões durante a vida útil da instalação. Após a classificação de áreas, uma avaliação de risco mais ampla pode ser executada para avaliar se a probabilidade e as consequências de ocorrência de uma eventual ignição de uma atmosfera explosiva necessitam de equipamentos com um nível de proteção do equipamento (EPL) mais alto ou se pode justificar a utilização de equipamentos com um nível de proteção mais baixo do que o normalmente estabelecido.

Os requisitos de EPL podem ser registrados, na documentação e em desenhos de classificação de áreas, de forma a permitir uma seleção adequada dos equipamentos “Ex” a serem instalados. A classificação de áreas necessita ser desenvolvida por pessoas que tenham conhecimento das propriedades das substâncias inflamáveis, do processo e dos equipamentos, consultando, quando necessário, profissionais de engenharia de segurança, elétrica, mecânica, entre outros.

Quando da classificação de áreas, é necessário considerar cuidadosamente as experiências ou acidentes anteriores em unidades marítimas idênticas ou similares. Não é suficiente identificar somente as fontes potenciais de risco e determinar a extensão das áreas classificadas de zona 1 ou zona 2. Quando a experiência ou evidências documentadas indicarem que o projeto e a operação de uma instalação específica são adequados, esta informação pode ser utilizada como base para a definição da classificação de áreas.

Além disto, é recomendado que uma planta industrial seja reavaliada com base na experiência da respectiva indústria ou em nova evidências. Convém que a análise e a classificação de área para atmosfera explosiva de gás sejam realizadas de acordo com o código IMO MODU CODE, Código para a Construção e Equipamentos de Unidades Móveis de Perfuração Marítimas (para unidades móveis de perfuração) ou NBR IEC 60079-10-1 (para unidades marítimas fixas e móveis, exceto unidades móveis de perfuração).

Orientações adicionais para a classificação de área apresentadas em quaisquer Códigos, Recomendações Práticas ou publicações similares podem ser adotadas, desde que elas não reduzam o nível de segurança especificado pelo IMO MODU CODE ou pela ABNT NBR IEC 60079-10-1. Para requisitos de documentação para classificação de áreas, ver Seção 28. Exemplos de fonte de liberação são apresentados no Anexo A. Uma abordagem esquemática para a classificação de áreas é apresentada no Anexo B.

Exemplos de listas de dados, para utilização no estudo de classificação de área, são apresentados no Anexo C. Em relação à interação do navio com os módulos de produção FPSO (Floating Production Storage and Offloading) e outras unidades marítimas de produção com a forma de um navio, ver 4.8. Para uma explicação do conceito de EPL (Equipment Protection Level), ver NBR IEC 60079-14:2016, 5.3 e 5.4. Mais informações podem ser encontradas na IEC 60079-0:2007, Anexo D. Os exemplos apresentados em 4.6 e 4.7 tem como base uma ventilação não obstruída.

Uma ventilação limitada pode causar uma área classificada mais rigorosa em relação àquela apresentada em 4.6 e 4.7. Unidades marítimas para regiões frias podem possuir um projeto que cause uma ventilação limitada. Esta ventilação limitada pode ser causada por quebra-ventos adicionais ou tetos adicionais devido à presença de neve. Convém que as instalações nas quais substâncias inflamáveis são processadas ou armazenadas sejam projetadas, operadas e mantidas de forma que quaisquer liberações de substâncias inflamáveis e, consequentemente, a extensão das áreas classificadas sejam mínimas, em operação normal ou não, quanto à frequência, duração e quantidade.

É importante examinar as partes de equipamentos e sistemas de processos nos quais pode ocorrer a liberação de substâncias inflamáveis e considerar modificações no projeto para minimizar a possibilidade e a frequência de tais liberações, assim como a quantidade e a taxa de liberação de substâncias inflamáveis. Convém que estas considerações básicas sejam examinadas em um estágio inicial do projeto básico de qualquer instalação de processo e que também recebam atenção especial no estudo da classificação de áreas.

Em caso de atividades de manutenção, que não em operação normal, a ausência de gás e a extensão de zona necessita ser avaliada e pode ser afetada, sendo esperado que estas atividades sejam realizadas dentro de um sistema de permissão de trabalho. Em uma situação em que possa existir uma atmosfera explosiva de gás, convém que as seguintes etapas sejam executadas: eliminar a possibilidade da ocorrência de uma atmosfera explosiva de gás em torno da fonte de ignição, ou eliminar a fonte de ignição.

Onde isso não for possível, convém que medidas de proteção bem como equipamentos de processo, sistemas e procedimentos sejam selecionados e preparados de forma que a probabilidade de ocorrência simultânea da atmosfera explosiva de gás indicada em 4.2 a) e a fonte de ignição indicada em 4.2 b) sejam tão pequenas que possam ser consideradas aceitáveis. Tais medidas podem ser utilizadas individualmente, se consideradas confiáveis e seguras, ou combinadas para obter um nível equivalente de segurança.

Os equipamentos e cabos elétricos devem, tanto quanto possível, ser instalados em áreas não classificadas. Quando isto não for possível, eles devem ser localizados na área classificada de menor risco. Para unidades de pequeno porte, quando limitações de espaço requerem instalações em áreas classificadas, é aceitável a existência de uma geração de energia ou distribuição de força instalada em tais áreas, desde que todos os equipamentos possuam um tipo de proteção “Ex” adequado ou sejam instalados em módulos com um sistema de sobrepressão.

Os requisitos de 4.2 a) podem ser atendidos por meios de ventilação ou exaustão adicionais para a diluição da atmosfera explosiva que possa ocorrer. Os elementos básicos para a definição das zonas de uma área classificada são: identificação da fonte de liberação e determinação do grau de liberação. Uma vez que uma atmosfera explosiva de gás somente pode ser formada se um gás ou vapor inflamável estiver presente com ar, é necessário avaliar a probabilidade de alguma substância inflamável estar presente na área sob estudo.

Em linhas gerais, gases, vapores e líquidos inflamáveis e sólidos que possam produzi-los ficam contidos dentro dos equipamentos de processo que podem ser ou não totalmente fechados. É necessário identificar a probabilidade de presença de uma atmosfera inflamável dentro de uma instalação de processo, ou quando uma liberação de materiais inflamáveis puder criar uma atmosfera inflamável fora dos limites da instalação de processo.

Se for estabelecido que o equipamento de processo pode liberar substâncias inflamáveis para a atmosfera, é necessário, antes de tudo, determinar o grau de liberação de acordo com as definições, estabelecendo as prováveis frequências e duração da liberação. Convém reconhecer que a abertura de partes de sistemas fechados de processo (por exemplo, durante trocas de filtros ou enchimento de lotes) seja considerada como possível fonte de liberação quando feita a classificação de área. Devido a esta condição, cada fonte de liberação deve ser especificada como “contínua”, “primária” ou “secundária”. Uma vez tendo sido estabelecido o grau de liberação, é necessário determinar a taxa de liberação e outros fatores que possam influenciar o tipo e a extensão da zona.

Se a quantidade total de material inflamável disponível para liberação for pequena, por exemplo, aplicação em laboratório, mesmo que exista um risco potencial, pode não ser apropriado classificar a área. Em tais casos, devem ser considerados os riscos específicos envolvidos. Na classificação de área de equipamentos de processo em que material inflamável seja queimado, por exemplo, aquecedores com chamas, fornos, caldeiras, turbinas a gás etc., é recomendado que sejam considerados os ciclos de purga e as condições de partida e parada.

As névoas que possam ser formadas devido à liberação de líquidos pressurizados podem ser inflamáveis mesmo se a temperatura do líquido estiver abaixo do seu ponto de fulgor (flashpoint). A probabilidade de presença de uma atmosfera explosiva de gás e, consequentemente, a zona dependem principalmente do grau de liberação e da ventilação. As áreas classificadas podem ter a sua extensão limitada por meio de medidas construtivas, como por exemplo, anteparas ou pisos.

A ventilação ou aplicação de um gás de proteção pode reduzir a probabilidade de presença de uma atmosfera explosiva de gás, de forma que as áreas de maior risco possam ser transformadas em áreas de menor risco ou até em áreas não classificadas. Normalmente um grau de liberação contínuo indica uma zona 0, um grau primário indica uma zona 1 e um grau secundário indica uma zona 2 (ver Anexo A). Entretanto, a disponibilidade e o grau de ventilação influenciam diretamente a extensão da zona, podendo mesmo levar a uma zona de maior ou menor risco

Se o gás ou vapor for significativamente mais leve que o ar, este tende a se mover para cima. Se for significativamente mais pesado que o ar, este tende a se acumular ao nível do piso. A extensão horizontal da zona ao nível do piso cresce com o aumento da densidade relativa, e a extensão vertical acima da fonte aumenta com a redução da densidade relativa. Para aplicações práticas, um gás ou vapor que tenha densidade relativa abaixo de 0,8 é considerado mais leve que o ar. Se a densidade relativa for maior que 1,2, o gás ou vapor é considerado mais pesado que o ar. Entre estes valores, convém que seja considerado o comportamento próximo ao do ar. Para gases ou vapores mais leves que o ar, uma liberação em baixa velocidade tende a ser rapidamente dispersada para cima.

A presença de um teto, entretanto, pode aumentar a área de acumulação abaixo deste. Se a liberação for em forma de jato livre, em alta velocidade, a ação do jato, embora misturando o ar que dilui o gás ou vapor, pode aumentar a distância em que a mistura gás/ar permanece acima do seu limite inferior de explosividade. Para gases ou vapores mais pesados que o ar, uma liberação em baixa velocidade tende a fluir para baixo e pode percorrer longas distâncias horizontais sobre o piso antes de ser disperso, com segurança, por difusão atmosférica.

Portanto, especial atenção necessita ser dada ao arranjo de qualquer instalação que estiver sendo considerado. Se a liberação for em forma de jato livre, em alta velocidade, a ação de arraste do jato misturando com o ar pode reduzir bastante a mistura gás/ar abaixo do seu limite inferior de explosividade em uma distância muito menor do que no caso de liberação em baixa velocidade.

Hayrton Rodrigues do Prado Filho

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