Ingeniería MEQ Areas clasificadas por Presencia de Inflamables

INTRODUCCION

En los últimos años, se han escrito varios artículos y correos electrónicos en Internet, relacionados con el uso de los teléfonos celulares en las estaciones de servicio; en donde se opina, presentan estadísticas de accidentalidad, alertan sobre los peligros, o por el contrario aseguran que es totalmente inocuo, como sucedió en un conocido programa de la televisión norteamericana.

Este artículo pretende poner punto final a la discusión, haciendo un análisis de los peligros de las instalaciones y aparatos eléctricos en los ambientes peligrosos, bajo la óptica de la matemática elemental, para que legos y profesionales lleguen a la misma e inevitable conclusión.

GLOSARIO

Aparato simple: Equipo que no genera ni almacena más de 1,2 V, 0,1 A,25mW ó 20 micro-Joules.
Densidad Relativa: Es una característica propia de cada gas o vapor, que se obtiene de dividir la densidad del material sobre la densidad del aire en condiciones de temperatura y  presión de referencia.  Este resultado indicará claramente su tendencia de ubicación, así: para valores de 1.1 y superiores, la sustancia se desplazará y acumulará en los lugares bajos en el piso; y aquellos inferiores a 0.75 en dirección al techo.  En la franja de 0.75 a 1.1, se considerará que se esparcen uniformemente en todas direcciones, y deberán tenerse mayores precauciones.
División 1:  Son los espacios en los cuales, debido a la operación  normal de los equipos u otras actividades (mantenimiento, limpieza, reparación, etc.), se detectan con mucha frecuencia o permanentemente en el ambiente, cantidades suficientes de material inflamable para formar mezclas explosivas.
División 2: Son los espacios en los cuales, la presencia de material inflamable en el ambiente sucede con poca frecuencia. Tales como: accidentes, mantenimientos esporádicos, mala operación en los equipos, etc.
Energía mínima de ignición:  Es la energía mínima requerida en forma de chispa, para que una mezcla potencialmente explosiva reaccione.
Límites de explosión:  Toda sustancia combustible posee una característica intrínseca, relacionada con la cantidad en porcentaje de mezcla con el aire, para que se produzca el fenómeno de la combustión o explosión.  Existe un porcentaje mínimo y otro máximo, dentro de los cuales se produce una reacción en cadena con la presencia de una fuente de ignición; conocidos como Límite Inferior de Explosión (LFL) y Límite Superior de Explosión (UFL) respectivamente.  Por debajo del primer valor se dice que no hay suficiente material inflamable, y por encima del segundo se dice que hay una saturación, en cuyas franjas no hay reacción.
Sitio clasificado:  Espacio perfectamente delimitado por barreras físicas o líneas imaginarias, dentro de los cuales hay o puede haber presencia de una mezcla explosiva de manera permanente, frecuente o eventual.
Sitio No Clasificado:  Son lugares en los cuales por su ubicación, barreras, ventilación, cantidades mínimas de material inflamable, etc.; no presentan ningún riesgo de generar mezclas explosivas en el ambiente.  Si se llegaren a presentar, su permanencia debe ser inferior a una hora en cien años; o su ocurrencia tener una probabilidad de menos de 0.00001.
Temperatura de autoignición.  Temperatura más baja  en la cual la mezcla de combustible con suficiente cantidad de oxígeno, reacciona desencadenando una combustión o una explosión, independiente del calentamiento o elemento calentado.
Temperatura de inflamación  (flash point): Temperatura mínima a la que un líquido (o sólido) produce vapores con suficiente concentración, para formar una mezcla peligrosa con el aire en cercanías de la superficie del líquido dentro del contenedor de prueba.

LAS ESTACIONES DE SERVICIO Y EL CODIGO ELECTRICO COLOMBIANO

El Código Eléctrico Colombiano en las secciones 500 a 516, habla de los requisitos que deben tener las instalaciones eléctricas, en sitios con presencia de gases o vapores explosivos, polvos y fibras combustibles.  Dentro de las exigencias se encuentra la siguiente:  “La clasificación de área, el alambrado y la selección de equipos deben estar supervisados por un ingeniero especializado en lugares peligrosos (clasificados).”; adicionalmente, en la Sección 514 se establecen las distancias de la clasificación División 1 y División 2 en el patio de los surtidores (véase figuras No. 1).

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Si se observa con atención, la Norma propone que a una distancia mayor a 18 pulgadas (45 cm.) medida desde el surtidor, y a más de 18 pulgadas (45 cm.) desde el piso existe un sitio no clasificado en donde no hay exigencias en cuanto a las canalizaciones y equipos eléctricos, porque “no hay” presencia de vapores inflamables; esto significa, que se puede ingresar una llama abierta (soplete) respetando los límites ¿con la certeza de que no se originará una explosión?  Esta es una contradicción manifiesta de la realidad, con respecto al esquema que aparece en el código.

El análisis que debe hacer el ingeniero especializado en sitios clasificados peligrosos, debe iniciar por el proceso mismo que se lleva a cabo en el lugar, teniendo en cuenta las condiciones más desfavorables en la seguridad.  Cuando un vehículo está cargando combustible, la masa líquida que ingresa al tanque desplaza la masa gaseosa contenida hacia el exterior, de esta manera, una operación con cinco (5) galones inyecta esa misma cantidad de vapor en volumen; teniendo en cuenta que la gasolina reacciona mezclada con el aire en una proporción mínima (LFL) de 1,4%, se concluye que alrededor de la tapa de llenado hay una mezcla potencialmente explosiva, en un espacio que ocupa un volumen aproximado de 1,35 m3, que según la definición es equivalente a un lugar División 1; a lo anterior hay que agregar la posición y el número de posibles fuentes simultáneas en una estación de servicio.

Teniendo claro, que efectivamente hay un ambiente potencialmente explosivo, solamente se necesita agregar una fuente de ignición, para obtener una combustión o explosión en el lugar.  La energía mínima de ignición (“chispita”) que requiere la gasolina para reaccionar es de 280 micro-Joules.  El cuerpo humano es un elemento eléctricamente conductor, y por esta condición es capaz de almacenar entre 20000 micro-Joules y 30000 micro-Joules, o sea,  cien (100) veces más energía, que es la causante de muchos accidentes en las gasolineras (véase secuencia de fotos)
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Un aparato simple (véase glosario) no necesita una certificación para operar en ambientes peligrosos, porque no alcanza la energía suficiente para causar la ignición de la mezcla, todos los demás que superen las especificaciones (v. g. teléfono celular), deben ser aprobados y certificados por un laboratorio reconocido, para funcionar en un lugar catalogado División 1, por que son capaces de almacenar y liberar una fuente de ignición eléctrica.  Por otro lado, la temperatura que pueden alcanzar los equipos eléctricos es sorprendente, ya que un teléfono celular intrínsecamente seguro (aprobado y certificado para ambientes explosivos) está rotulado con la advertencia, de que puede alcanzar los 135 ºC en la peor condición de falla; los que no lo son, pueden alcanzar fácilmente más de 450ºC.  Si se tiene en cuenta que la temperatura de autoignición de la gasolina es de 280ºC, queda en evidencia que el uso de dichos equipos en zonas peligrosas se pueden convertir fácilmente en fuentes de ignición.

CONCLUSION

Todas las instalaciones y equipos eléctricos que no sean aparatos simples, destinados para operar en el patio de los surtidores de las estaciones de servicio, deben estar aprobados y certificados por un laboratorio reconocido, para su utilización en ambientes Clase I División 1; todos los demás deberán estar apagados mientras se encuentren en esta zona.  Se hace notar, que el uso generalizado de datáfonos para el pago de combustibles con tarjeta  de crédito, está generando un nuevo riesgo por sus propios componentes eléctricos, y por que hace bajar del vehículo a una persona para operar.

RECOMENDACIONES

Se recomienda, que la operación de una estación de servicio, debe ser hecha por una persona entrenada en atención de emergencias, con calzado antichispas y prendas de vestir que no generen electricidad estática (no usar materiales sintéticos, lana o similares).

Para los usuarios de las estaciones de servicio, se recomienda:

• No llevar niños en el vehículo mientras se carga el combustible
• Apagar el celular antes de ingresar a la estación de servicio
• No fumar
• Apagar el vehículo y todo el sistema eléctrico
• No bajarse del vehículo por ningún motivo
• No permitir la revisión del vehículo (niveles), mientras esta en la zona de los surtidores
• No acercarse al carrotanque, mientras esté efectuando el trasiego de combustible a la estación de gasolina