Proteção de equipamentos contra ignição de poeiras combustíveis por invólucro – Ex “t” – Parte 01/02

Existem registros históricos de grandes acidentes envolvendo a explosão de instalações industriais contendo poeiras combustíveis desde o final do século 19. Em 1878 ocorreu uma explosão envolvendo um moinho contendo farinha de trigo, em Minneapolis / Minnesota, nos Estados Unidos. Este acidente destruiu o maior silo de grãos existente no mundo até então, bem como outros cinco moinhos nos arredores, resultando na morte de 22 pessoas. Como decorrência deste acidente, os moinhos foram requeridos a instalar melhores sistemas de ventilação, de forma a evitar a formação de nuvens de poeira.

Em 1921, uma explosão de poeira combustível em uma mina subterrânea de carvão em Mount Mulligan / Queensland, na Austrália, resultou na morte de 75 pessoas. Em 1942, uma explosão de poeira combustível em uma mina de carvão em Benxi / Liaoning, na China, causou a morte de 1.549 pessoas, sendo considerado o pior acidente envolvendo poeiras combustíveis do mundo.

Desde a época destes acidentes, as normas técnicas sobre atmosferas explosivas têm sido revisadas e atualizadas, de forma a incorporar requisitos para a fabricação de equipamentos que sejam seguros para a instalação em locais contendo poeiras combustíveis, bem como de normas técnicas sobre os procedimentos corretos de seleção, montagem, inspeção, manutenção e reparos de equipamentos “Ex”.

Até o presente momento tais normas técnicas continuam evoluindo, incorporando requisitos para as competências pessoais dos profissionais que executam atividades de classificação de áreas, seleção, montagem, inspeção, manutenção e reparos de equipamentos “Ex”, em atmosferas explosivas de gases inflamáveis e de poeiras combustíveis, bem como de requisitos de certificação de empresas de prestação de serviços destas atividades “Ex”.

A Norma ABNT NBR IEC 60079-31 – Atmosferas Explosivas – Parte 31: Proteção de equipamentos contra ignição de poeira por invólucros “t” estabelece os requisitos de projeto, fabricação, ensaios, avaliação e certificação de equipamentos com o tipo de proteção Ex “t”. Esta Norma é aplicável a equipamentos elétricos, de instrumentação, de automação, de telecomunicações e de automação protegidos por invólucros e com limitação de temperatura de superfície para utilização em atmosferas de poeiras combustíveis.

Os tipos mais comuns de equipamentos com tipos de proteção Ex “t” são os seguintes: Motores trifásicos de baixa e de alta tensão, de indução ou síncronos, Luminárias industriais LED lineares e não lineares, Plugues e tomadas industriais, Instrumentos sensores e transmissores, Invólucros para câmeras e “pan-tilt” de circuitos fechados de TV (CFTV), Invólucros para painéis elétricos de distribuição de força, Invólucros para botoeiras de comando locais e caixas de junção, Invólucros para painéis de instrumentação e de automação e Roteadores de Wi-Fi para áreas classificadas de poeiras combustíveis.

Os equipamentos com tipo de proteção Ex “t”, como motores elétricos, botoeiras de comando local, luminárias, caixas de junção, instrumentos e painéis elétricos, devem ser instalados no interior de silos e de armazéns portuários onde exista a presença de farinha de trigo, soja, milho, cevada, café, açúcar, adubo ou fertilizantes. Estes equipamentos para poeiras combustíveis são também instalados em locais onde são instaladas correias transportadoras de grãos, farinha, farelo ou adubo, por exemplo, entre os silos ou armazéns portuários para o interior de navios de carga.

Os equipamentos com proteção Ex “t” se caracterizam por possuir um tipo de proteção para atmosferas com poeiras combustíveis, onde o equipamento possui um invólucro que provê proteção contra ingresso de poeira ao seu interior, bem como possui meios de limitar a temperatura de superfície, que seja inferior à temperatura de ignição da poeira combustível que possa estar presente no local da instalação.

A Norma ABNT NBR IEC 60079-14 (Projeto, seleção e montagem de instalações elétricas em atmosferas explosivas) especifica que tipos de proteção “Ex” podem ser aplicados em cada local de classificação de áreas, em função do nível de proteção de equipamento (EPL) proporcionado por estes equipamentos “Ex”. Aquela Norma Técnica Brasileira adotada indica os requisitos de especificação técnica, seleção, montagem e inspeção inicial detalhada de todos os equipamentos “Ex” para instalação em atmosferas explosivas contendo gases inflamáveis ou poeiras combustíveis, incluindo os equipamentos elétricos, de automação ou de telecomunicações com tipo de proteção Ex “t”. São apresentados os requisitos para a seleção de equipamentos Ex “t”, com base na temperatura de ignição das poeiras combustíveis presentes no local da instalação.

Limitações de temperatura devido à presença de nuvens de poeira: os equipamentos com tipo de proteção Ex “t” devem ser selecionados de forma que sua temperatura máxima de superfície não atinja a temperatura de ignição de qualquer poeira combustível que possa estar presente no ambiente. A temperatura máxima de superfície do equipamento Ex “t”, de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-14, não pode exceder dois terços da temperatura mínima de ignição, em graus Celsius, da mistura poeira com o ar considerada, ou seja, T _MAX = 2/3 T_NUVEM, onde T _NUVEM é a temperatura mínima de ignição da poeira em forma de nuvem.

Limitações de temperatura devido à presença de poeira em forma de camada: quando o equipamento não é marcado com a espessura da camada de poeira, como parte da marcação de temperatura “T”, um fator de segurança deve ser aplicado, levando em consideração a espessura da camada de poeira, da seguinte forma: para camadas de poeira combustível até 5 mm de espessura, a temperatura máxima de superfície dos equipamentos, de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-14 sem a presença de poeira, não pode exceder o valor de 75 °C abaixo da temperatura mínima de ignição para a espessura de camada de 5 mm da poeira específica T _MAX < T _5 mm – 75 ºC, onde T _5 mm é a temperatura mínima de ignição (incandescência) de poeira combustível em forma de camada de 5 mm.

Os métodos e procedimentos para a determinação da temperatura de ignição das poeiras combustíveis são indicados na Norma Técnica Brasileira adotada ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-2 – Atmosferas explosivas – Parte 20-2: Características dos materiais – Procedimentos de ensaios de poeiras combustíveis, publicada pela ABNT em 2018.

Com relação ao nível de proteção provido pelo equipamento “Ex”, denominado de EPL (Equipment Protection Level), o tipo de proteção Ex “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. 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”).

Os equipamentos com tipo de proteção Ex “t” se caracterizam por possuírem um grau de proteção mínimo IP55 ou IP65, de acordo com a Norma ABNT NBR IEC 60529 (grau de proteção para invólucro de equipamentos elétricos) ou Norma ABNT NBR IEC 60034-5 (grau de proteção para máquinas elétricas girantes).

Estes graus de proteção indicam que o invólucro do equipamento elétrico Ex “t” possui vedações, gaxetas ou juntas bastante eficientes, fabricadas de tal forma que evitam o ingresso da poeira que possa estar presente no local de instalação para o seu interior, evitando, desta forma, os riscos de ocorrência de baixa isolação ou de correntes de fuga.

Além da característica de elevado grau de proteção, outra característica fundamental dos equipamentos Ex “t” é terem a sua temperatura máxima de superfície determinada por projeto. De forma que os equipamentos Ex “t” não representem 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.

O tipo de proteção Ex “t” é um tipo de proteção destinado a ser aplicada em equipamentos que se destinam a instalação em áreas classificadas contendo poeiras combustíveis, dos tipos Zonas 20, 21 ou 22, com a presença de substâncias dos Grupos IIIA, IIIB ou IIIC.

A relação entre nível de proteção do equipamento Ex “t” (EPL), zona de classificação de áreas contendo poeiras combustíveis, grupo de equipamento e grau de proteção (IP) são indicadas na tabela a seguir.

Continua na próxima edição.