Eletricidade estática em atmosferas explosivas – Riscos, controle e mitigação – Parte 06/08

8 – Limitação de área superficial de partes ou equipamentos não metálicos

A abordagem básica para o controle da eletricidade estática em atmosferas explosivas é a seleção de materiais metálicos ou condutivos que possuam uma resistência de isolamento menor que 1GΩ. Como alternativa, a área superficial de partes não metálicas deve ser limitada. De acordo com as Normas Técnicas Brasileiras adotadas ABNT NBR ISO 80079-36, ABNT NBR IEC  60079-0, e ABNT NBR IEC 60079  14, respectivamente sob os pontos de vista de  avaliação,  fabricação,  certificação de equipamentos “Ex” e  de  instalação de equipamentos em áreas classificada, o acúmulo de cargas eletrostáticas em equipamentos elétricos “Ex” destinados à instalação em áreas classificadas do Grupo II (Gases inflamáveis) pode ser evitado pela limitação de sua área de superfície, de acordo com tabela indicada a seguir, dependendo do nível de proteção de equipamento (EPL) pretendido.

Limitação de áreas de superfícies de equipamentos para instalação em áreas classificadas.

Estes valores admissíveis para as áreas superficiais podem ser aumentados por um fator de quatro, se a área exposta de material não metálico estiver rodeada e em contato de estruturas condutoras aterradas.

9 – Umidificação de materiais sólidos para evitar o carregamento eletrostático

Dentre as ações que podem ser tomadas para se evitar o carregamento eletrostático em áreas classificadas  pode ser citada a umidificação de materiais sólidos, de forma a reduzir a sua resistividade superficial. A resistividade superficial de alguns materiais sólidos isolantes pode ser reduzida a níveis dissipativos se a umidade relativa for mantida acima de 65%, na maioria dos casos, dependendo das características do material isolante existente.

Mesmo que o ar úmido seja não condutivo, a água ou a umidade presente no ar pode adsorver sobre a superfície de muitos materiais isolantes, dependendo da natureza hidroscópica do material. Isto pode ser suficiente para evitar o acúmulo de cargas eletrostática, desde que exista um caminho adequado para que estas cargas possam ser dissipadas para a terra.

Entretanto,   embora   a   superfície de   alguns   materiais   (por   exemplo,  o vidro ou fibras) possam adsorver umidade  suficiente  para   assegurar uma condutividade superficial que seja suficiente para evitar o acúmulo de cargas eletrostáticas, outros materiais não apresentam esta característica, tal como o PTFE (politetrafluoroetileno / “teflon”) ou o polietileno, sendo capazes de acumular cargas eletrostáticas mesmo na presença de elevados níveis de umidade relativa do ar.

Também quando a umidade relativa do ar cai para valores abaixo de cerca de 30%, os materiais que são susceptíveis  a umidificação geralmente voltam a se tornar isolantes, ocasionando o acúmulo de cargas eletrostáticas. O aumento da umidade relativa do ar, desta forma, não é efetivo em todos os casos e, em geral, não pode ser utilizado como a única medida de proteção contra o acúmulo de cargas eletrostáticas em áreas classificadas. Este requisito é particularmente importante em locais com elevado risco de presença de atmosferas explosivas, tais como em Zona 0 ou Zona 20.

10 – Valores de resistência de terra para fins de controle de eletricidade estática em atmosferas explosivas

Em instalações elétricas em atmosferas explosivas é recomendado que as partes metálicas dos equipamentos elétricos ou de processo possuam com um bom contato à terra e apresentem uma resistência da ordem de 10Ω. Embora valores da ordem de até 1MΩ sejam aceitáveis para as conexões metálicas para fins da dissipação da eletricidade estática, os valores acima de 10Ω podem dar uma indicação inicial de surgimento de problemas (por  exemplo,  corrosão ou uma conexão com mau contato), sendo recomendada uma verificação de campo das instalações nestes casos. É importante que todas as conexões de terra e de equipotencialidade sejam confiáveis, permanentes, não sujeitas à deterioração e submetidas a rotinas de inspeção elétrica e mecânica.

As partes condutivas móveis requerem conexões especiais para o aterramento, sendo recomendado que tenham uma resistência à terra não superior a 1MΩ.

Em áreas de Zona 2 e Zona 22, onde o risco de geração de cargas eletrostáticas pode ser suficientemente baixo, a ligação à terra dos componentes metálicos, para controle exclusivo da eletricidade estática, pode não ser necessária em todos os casos, desde que haja um adequado sistema de equipotencialização.

Por princípio e critério geral de projeto, materiais condutivos ou dissipativos devem serem utilizados na fabricação dos equipamentos, de forma a evitar o acúmulo de eletricidade estática. Sob o ponto de vista de permitir a dissipação da eletricidade estática, o valor máximo para a resistência à terra de todas as partes de tais equipamentos é de 1MΩ, embora valores de até 100MΩ possam ser aceitáveis, de acordo com as especificações indicadas na IEC TS 60079-32-1.

Um resumo das resistências máximas de terra é apresentado na Tabela a seguir sob o ponto de vista de evitar o acúmulo de cargas eletrostáticas, de acordo com a Especificação Técnica internacional IEC TS 60079-32-1.

É reconhecido não ser possível aterrar efetivamente materiais isolantes. Por este motivo, outras medidas de controle mitigadoras para evitar o acúmulo de cargas eletrostáticas são necessárias para que estes materiais sejam utilizados com segurança em áreas onde uma atmosfera explosiva possa estar presente.

Continua na próxima edição.

Roberval Bulgarelli é consultor técnico e engenheiro sênior da Petrobras. É representante do Brasil no TC-31 da IEC e no IECEx e coordenador do Subcomitê SC-31 do Comitê Brasileiro de Eletricidade (Cobei). | Email: [email protected]