Las zonas peligrosas se definen como áreas en las que pueden producirse concentraciones de gases, vapores o polvos inflamables, ya sea de forma constante (Zonas 0 y 20), en condiciones normales de funcionamiento (Zonas 1 y 21) o de forma inusual (Zonas 2 y 22). Toda una serie de condiciones adicionales relativas a la clasificación por temperaturas y a las temperaturas de autoignición del tipo de gas o polvo que se encuentre garantizan que ningún equipo iniciará una explosión o un incendio. Los productos diseñados para ubicaciones peligrosas tienen que cumplir normas y reglamentos cada vez más estrictos. ATEX es el requisito clave para Europa, mientras que en Norteamérica se aplican las normas UL. En otras partes del mundo, sobre todo en Australia, la norma IECEx está ganando cada vez más adeptos. Además de estas normas reconocidas en todo el mundo, hay muchas homologaciones locales contra incendios que suelen tener que cumplirse. Se exigirán certificaciones adicionales como VNIIPO en Rusia, BOMBA en Malasia y CCCF en China.
Los productos para zonas peligrosas se dividen en dos categorías. O bien evitan una explosión limitando la cantidad de energía que entra en el dispositivo (intrínsecamente seguros) o bien tienen una carcasa suficientemente robusta para contener una explosión interna (a prueba de explosiones). En la mayoría de los casos, ofrecen un dispositivo robusto y resistente a la intemperie, capaz de funcionar de forma fiable en las duras condiciones del entorno.
entornos en los que suelen instalarse.
En este artículo no se pretende tratar las normas sobre zonas peligrosas, sino ofrecer algunas orientaciones prácticas sobre el uso de dispositivos de señalización y sus aplicaciones en estos lugares.
Los productos intrínsecamente seguros se han diseñado para la Zona 0 (gas) y la Zona 20 (polvo), por lo que también pueden utilizarse en las Zonas 1, 2, 21 y 22. Por lo general, utilizan carcasas "industriales" estándar y la protección procede de la electrónica, que está especialmente diseñada para limitar la cantidad de energía necesaria para evitar una explosión. Por lo general, utilizan cajas "industriales" estándar y la protección procede de la electrónica, que está especialmente diseñada para limitar la cantidad de energía con el fin de evitar una explosión. Junto con una barrera Zener o un aislador galvánico, ofrecen una solución muy segura y fácil de instalar, pero la cantidad limitada de energía significa que los dispositivos IS sólo tendrán un rendimiento inferior al del mismo dispositivo instalado en una zona segura. Normalmente, las sirenas tendrán una potencia de entre 90 dB y 105 dB a 1 m y las balizas utilizarán luces de advertencia LED de baja potencia en lugar de luces estroboscópicas de xenón ultrabrillantes.
Esta limitación significa que, aunque pueden utilizarse en el exterior de una planta, las salidas de la sirena no son lo suficientemente fuertes como para ser audibles por encima del ruido de fondo. En consecuencia, los productos IS suelen instalarse mejor en interiores, en almacenes, plantas farmacéuticas y salas de control, así como en sistemas de alarma de incendios en interiores que cubren zonas peligrosas.
Los productos antideflagrantes utilizan componentes electrónicos estándar, pero se alojan en carcasas resistentes diseñadas para contener cualquier posible explosión que pueda producirse en su interior. Esto significa que son más pesados y más difíciles de instalar que sus equivalentes IS, pero pueden tener potencias significativamente mayores. Por ejemplo, las sirenas de alarma pueden alcanzar los 120 dB a 1 m y las balizas pueden incorporar potentes luces estroboscópicas de xenón que proporcionan una potencia luminosa efectiva de hasta 500 cd.
Por ejemplo, una baliza LED intrínsecamente segura sólo puede advertir a las personas que se encuentren a unos metros de su ubicación, pero una baliza de xenón a prueba de explosiones de 21 julios tiene una distancia de advertencia efectiva de hasta 35 metros. Y lo que es más importante, el destello de alta intensidad se reflejará en cualquier superficie y llamará la atención aunque no se esté mirando directamente, una consideración especialmente importante en un entorno de planta en el que el personal de mantenimiento estará concentrado en su trabajo y necesitará saber si hay una emergencia.
Estos productos son el pilar de los sistemas de alarma contra incendios, detección de gases y megafonía en grandes instalaciones petroquímicas de todo el mundo en las que el gas es el principal peligro. Cada vez se instalan más dispositivos de alarma en plantas de procesamiento de azúcar, instalaciones de almacenamiento de grano y otras áreas en las que el polvo, y no el gas, es el principal riesgo de explosión.
Obviamente, cualquier equipo instalado en dichas áreas debe estar certificado para su uso en zonas 20, 21 ó 22.
Muchos lugares están clasificados como Zona 2 y es posible instalar dispositivos de alarma diseñados específicamente para estas zonas. Esto significa que se pueden especificar productos de alto rendimiento que son más fáciles de instalar y tienen un menor coste de compra. Sorprendentemente, aunque este tipo de producto tiene una buena relación coste-beneficio, la gran mayoría de las áreas de Zona 2 están pobladas por productos de Zona 1; parece que los diseñadores adoptan un enfoque cauteloso a la hora de especificar.
Existen diferentes formas de generar luz y de señalización de emergencia: es importante conocer las ventajas e inconvenientes de cada tipo para hacer la elección correcta.
Las balizas de espejo giratorio son, con diferencia, las más eficaces y se siguen utilizando mucho hoy en día, sobre todo para vehículos y maquinaria en movimiento. Su gran potencia luminosa se refleja en todo, pero el uso de lámparas halógenas (unas 200 horas de vida útil) y un sistema de accionamiento mecánico hacen que necesiten un mantenimiento regular y que, por lo general, no sean adecuadas para
zonas peligrosas, sobre todo cuando las normas de mantenimiento obligan a apagar el sistema cada vez que hay que intervenir.
Las luces estroboscópicas de xenón, especialmente las versiones de mayor potencia, tienen una vida útil superior a las 2.000 horas y crean un efecto casi tan bueno como las balizas de espejo giratorio, lo que significa que son la opción preferida para sistemas de alarma críticos como los de incendios, gas y megafonía.
Constituyen la columna vertebral de la mayoría de los sistemas de alarma, y muchos países tienen tonos de alerta nacionales para la alarma de incendios que son un requisito legal. Francia, por ejemplo, tiene el tono AFNOR, Alemania el tono DIN y existen los tonos PFEER para la industria offshore.
La elección del tono es muy importante. Los tonos continuos pueden mezclarse rápidamente con el ruido de fondo de motores, compresores y vapor, y no captan la atención como lo hace un tono de frecuencia cambiante. El tono DIN alemán, que también es uno de los tonos PFEER, es especialmente eficaz. Pasa de 1200 Hz a 500 Hz cada 1 segundo y puede oírse a distancias mucho mayores que muchos otros tonos.
Las sirenas electrónicas a menudo pueden generar hasta 45 tonos de alarma, y muchos dispositivos permiten el uso de tres o cuatro etapas diferentes de alarma, lo que significa que puede haber un incendio, gas tóxico o cualquier otro tipo de alarma desde un solo dispositivo. Esto permite una mayor funcionalidad de cada dispositivo y ahorra dinero en cableado e instalación.
Normalmente, las sirenas de alarma para zonas peligrosas tienen salidas de entre 110 y 120 dB a 1 metro. Para crear una advertencia eficaz, el nivel sonoro debe estar al menos 5 dB por encima del ruido de fondo y, junto con una selección de tonos adecuados, se crea una alarma eficaz.
Si se utilizan varias señales diferentes para distintas alarmas, es importante que los dos o tres tonos seleccionados sean diferentes y que el personal de planta pueda distinguirlos fácilmente, ya que una respuesta rápida en caso de emergencia es vital.
Además de los tonos de alarma electrónicos, existen los productos electromecánicos tradicionales, como campanas, zumbadores y sirenas. Estos dispositivos son ricos en armónicos, muy eficaces y fácilmente reconocibles, pero adolecen de la fiabilidad de sus mecanismos mecánicos. Afortunadamente, la electrónica digital puede reproducir estos tonos, a menudo con salidas más altas que las originales.
Afortunadamente, la electrónica digital puede reproducir estos tonos, a menudo con una potencia superior a la de los originales y con la fiabilidad de la electrónica.
Cada vez es más frecuente que las grandes instalaciones industriales amplíen sus sistemas de alerta para cubrir los aparcamientos y almacenes, con el fin de disponer de una sirena de catástrofe en caso de emergencias graves y escape de gases tóxicos. Esto puede servir para alertar tanto a las personas que se encuentran en el emplazamiento como a las que viven y trabajan en las zonas colindantes a la planta. A veces
A veces, los requisitos son para distancias cortas (de 200 a 400 metros) y, en otros casos, para distancias mucho mayores, de hasta 2 km o más.
Las soluciones típicas disponen ahora de batería de reserva, prueba silenciosa y opciones para varios métodos de comunicación, como TCP/IP, radiocontrol, GSM y RS485, lo que significa que una sirena puede instalarse y gestionarse a distancia desde la sala de control sin un gasto significativo.
Las sirenas para catástrofes requieren una gran potencia para funcionar, por lo que suelen instalarse en zonas seguras. Sin embargo, es posible instalar la electrónica en una caja Ex d y montar los altavoces a 15 m, que suele considerarse zona segura, con lo que se obtiene lo mejor de ambos mundos.
Con estos productos también se puede conseguir una reproducción de voz de alta calidad, lo que permite ampliar los sistemas de megafonía del emplazamiento para cubrir otras zonas.
Además de los requisitos habituales para los dispositivos de advertencia de seguridad fijos en una planta establecida, cada vez se utilizan más como alarmas temporales, especialmente durante la fase de construcción de una planta nueva o ampliada. El radiocontrol hace que esta solución sea fácil de implementar y, con sólo una pequeña fuente de alimentación de CA o alimentada por paneles solares, puede
una vez finalizada la fase de construcción.
Esto ofrece a los ingenieros de construcción la opción de un sistema completo de alarma contra incendios y/o gestión de emergencias que puede activarse desde casi cualquier lugar de la planta sin necesidad de cableado, proporcionando una solución temporal que es tan eficaz como una instalación fija.
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