NBR IEC 60079-10-1

IEC 2008 - ABNT 2009

NORMA BRASILEIRA

ABNT NBRIEC

60079-10-1

Primeira edio 18.06.2009

Vlida a partir de 18.07.2009

Atmosferas explosivas Parte10-1: Classificao de reas Atmosferas explosivas de gs

Explosive atmospheres Part 10-1: Classification of areas Explosive gas atmospheres

ICS 29.260.20 ISBN 978-85-07-01587-1

Nmero de referncia

ABNT NBR IEC 60079-10-1:200963 pginas

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IEC 2008 Todos os direitos reservados. A menos que especificado de outro modo, nenhuma parte desta publicao pode ser reproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrnico ou mecnico, incluindo fotocpia e microfilme, sem permisso por escrito da ABNT, nico representante da IEC no territrio brasileiro. ABNT 2009 Todos os direitos reservados. A menos que especificado de outro modo, nenhuma parte desta publicao pode ser reproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrnico ou mecnico, incluindo fotocpia e microfilme, sem permisso por escrito da ABNT. ABNT Av.Treze de Maio, 13 - 28 andar 20031-901 - Rio de Janeiro - RJ Tel.: + 55 21 3974-2300 Fax: + 55 21 3974-2346 [email protected] www.abnt.org.br

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Sumrio Pgina

Prefcio Nacional........................................................................................................................................................v

Introduo .................................................................................................................................................................vii

1 Escopo............................................................................................................................................................1

2 Referncias normativas ................................................................................................................................2

3 Termos e definies......................................................................................................................................2

4 Generalidades ................................................................................................................................................5 4.1 Princpios de segurana ...............................................................................................................................5 4.2 Objetivos da classificao de reas ............................................................................................................6

5 Procedimentos de classificao de reas ..................................................................................................7 5.1 Generalidades ................................................................................................................................................7 5.2 Fontes de risco ..............................................................................................................................................7 5.3 Tipo de zona...................................................................................................................................................8 5.4 Extenso de zonas ........................................................................................................................................8 5.4.1 Taxas de liberao de gs ou vapor............................................................................................................9 5.4.2 Limite inferior de explosividade (LIE)........................................................................................................10 5.4.3 Ventilao.....................................................................................................................................................10 5.4.4 Densidade relativa do gs ou vapor quando liberado.............................................................................10 5.4.5 Outros parmetros a serem considerados ...............................................................................................10 5.4.6 Exemplos ilustrativos..................................................................................................................................11

6 Ventilao.....................................................................................................................................................12 6.1 Generalidades ..............................................................................................................................................12 6.2 Principais tipos de ventilao ....................................................................................................................12 6.3 Graus de ventilao.....................................................................................................................................12 6.4 Disponibilidade da ventilao ....................................................................................................................12

7 Documentao .............................................................................................................................................13 7.1 Generalidades ..............................................................................................................................................13 7.2 Desenhos, dados e tabelas ........................................................................................................................13

Anexo A (informativo) Exemplos de fontes de risco e de taxas de liberao ....................................................14 A.1 Planta de processo......................................................................................................................................14 A.1.1 Fontes de risco que fornecem um grau contnuo de liberao..............................................................14 A.1.2 Fontes de risco que fornecem um grau primrio de liberao ..............................................................14 A.1.3 Fontes de risco que fornecem um grau secundrio de liberao..........................................................14 A.2 Aberturas......................................................................................................................................................14 A.2.1 Aberturas como possveis fontes de risco...............................................................................................15 A.2.2 Classificao das aberturas .......................................................................................................................15 A.3 Taxa de liberao.........................................................................................................................................16 A.3.1 Taxa de liberao de lquidos ....................................................................................................................16 A.3.2 Taxa de liberao de gases ........................................................................................................................17 A.4 Exemplos de estimativas de taxas de liberao ......................................................................................19

Anexo B (informativo) Ventilao ............................................................................................................................21 B.1 Generalidades ..............................................................................................................................................21 B.2 Ventilao natural........................................................................................................................................21 B.3 Ventilao artificial ......................................................................................................................................22 B.3.1 Generalidades ..............................................................................................................................................22 B.3.2 Consideraes de projeto...........................................................................................................................22 B.3.3 Exemplos de ventilao artificial ...............................................................................................................22 B.4 Graus de ventilao.....................................................................................................................................23 B.4.1 Ventilao alta (VA) .....................................................................................................................................23

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B.4.2 Ventilao mdia (VM).................................................................................................................................23 B.4.3 Ventilao baixa (VB) ..................................................................................................................................23 B.5 Avaliao de grau de ventilao e sua influncia na classificao de reas .......................................23 B.5.1 Generalidades ..............................................................................................................................................23 B.5.2 Estimativa do volume hipottico Vz ...........................................................................................................24 B.5.3 Estimativa do grau de ventilao...............................................................................................................27 B.6 Disponibilidade da ventilao ....................................................................................................................28 B.7 Guia prtico..................................................................................................................................................29 B.8 Clculos para determinao do grau de ventilao ................................................................................31

Anexo C (informativo) Exemplos de classificao de reas.................................................................................38

Anexo D (informativo) Nvoas inflamveis.............................................................................................................61

Bibliografia ................................................................................................................................................................63

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Prefcio Nacional

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) o Foro Nacional de Normalizao. As Normas Brasileiras, cujo contedo de responsabilidade dos Comits Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalizao Setorial (ABNT/ONS) e das Comisses de Estudo Especiais (ABNT/CEE), so elaboradas por Comisses de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidade, laboratrio e outros).

Os Documentos Tcnicos ABNT so elaborados conforme as regras das Diretivas ABNT, Parte 2.

A Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT) chama ateno para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT no deve ser considerada responsvel pela identificao de quaisquer direitos de patentes.

A ABNT NBR IEC 60079-10-1 foi elaborada no Comit Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-03), pela Comisso de Estudo sobre Procedimentos de Classificao de reas, Projeto, Seleo, Montagem, Inspeo e Manuteno de Instalaes Ex, Dados de Gases Inflamveis, Reparo, Reviso e Recuperao de Equipamentos Eltricos Ex e Competncias Pessoais para Atmosferas Explosivas (CE-03:031.01). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital n 04, de 16.04.2009 a 15.05.2009, com o nmero de Projeto 03:031.01-007 .

Esta Norma uma adoo idntica, em contedo tcnico, estrutura e redao, IEC 60079-10-1:2008, que foi elaborada pelo Technical Committee Equipment for Explosive Atmospheres (IEC/TC 31), conforme ISO/IEC Guide 21-1:2005.

A aplicao desta Norma no dispensa o respeito aos regulamentos de rgos pblicos que os equipamentos e as instalaes devem satisfazer. Podem ser citadas como exemplos de regulamentos de rgos pblicos as Normas Regulamentadoras do Ministrio do Trabalho e Emprego e as Portarias Ministeriais elaboradas pelo Inmetro contendo o Regulamento de Avaliao da Conformidade (RAC) para equipamentos eltricos para atmosferas explosivas, nas condies de gases e vapores inflamveis e poeiras combustveis.

Esta primeira edio da ABNT NBR IEC 60079-10-1, em conjunto com as outras partes, ainda sem previso de publicao, cancela e substitui a edio anterior (ABNT NBR IEC 60079-10:2006), a qual foi tecnicamente revisada.

O Escopo desta Norma Brasileira em ingls o seguinte:

Scope

This part of ABNT NBR IEC 60079 is concerned with the classification of areas where flammable gas or vapour or mist hazards (see Notes 1, 2 and 3) may arise and may then be used as a basis to support the proper selection and installation of equipment for use in a hazardous area.

It is intended to be applied where there may be an ignition hazard due to the presence of flammable gas or vapour, mixed with air under normal atmospheric conditions (see Note 4), but it does not apply to

a) mines susceptible to firedamp;

b) the processing and manufacture of explosives;

c) areas where a hazard may arise due to the presence of combustible dusts or fibres (refer to ABNT NBR IEC 61241-10 / IEC 60079-10-2);

d) catastrophic failures which are beyond the concept of abnormality dealt with in this standard (see Note 5);

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e) rooms used for medical purposes;

f) domestic premises.

This standard does not take into account the effects of consequential damage.

Definitions and explanations of terms are given together with the main principles and procedures relating to hazardous area classification.

For detailed recommendations regarding the extent of the hazardous areas in specific industries or applications, reference may be made to national or industry codes relating to those applications.

Note 1 Flammable mists may form or be present at the same time as flammable vapours. Liquids not considered to be

hazardous in terms of this standard (due to the flash point), when released under pressure may also generate flammable mists.

In such cases, the strict application of area classification for gases and vapours may not be appropriate as the basis for

selection of equipment.

Information on flammable mists is provided in Annex D.

Note 2 The use of ABNT NBR IEC 60079-14 for selection of equipment and installations is not required for mist hazards.

Note 3 For the purpose of this standard, an area is a three-dimensional region or space.

Note 4 Atmospheric conditions include variations above and below reference levels of 101,3 kPa (1 013 mbar) and 20 C

(293 K), provided that the variations have a negligible effect on the explosion properties of the flammable materials.

Note 5 Catastrophic failure in this context is applied, for example, to the rupture of a process vessel or pipeline and events that

are not predictable.

Note 6 In any process plant, irrespective of size, there may be numerous sources of ignition apart from those associated with

equipment. Appropriate precautions will be necessary to ensure safety in this context. This standard may be used with

judgement for other ignition sources.

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Introduo

Em reas onde quantidades e concentraes perigosas de vapores ou gases inflamveis podem ocorrer, medidas de proteo devem ser aplicadas de forma a reduzir o risco de exploses. Esta parte da ABNT NBR IEC 60079 define os critrios essenciais nos quais o risco de ignio deve ser avaliado e oferece um guia para o projeto e controle de parmetros que podem ser utilizados para reduzir tais riscos de exploses.

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Atmosferas explosivas Parte 10-1: Classificao de reas Atmosferas explosivas de gs

1 Escopo

Esta parte da ABNT NBR IEC 60079 refere-se classificao de reas onde pode ocorrer a presena de gases ou vapores inflamveis ou nvoas perigosas (ver Notas 1, 2 e 3) e pode ser utilizada como base para a adequada seleo e instalao de equipamentos para utilizao em reas classificadas.

Esta Norma destinada a ser aplicada onde haja o risco de ignio devido presena de gs ou vapor inflamvel misturado com o ar, sob condies atmosfricas normais (ver Nota 4), porm no aplicvel a

a) minas sujeitas a presena de grisu;

b) processamento e manufatura de explosivos;

c) reas onde possa ocorrer a presena de poeiras ou fibras combustveis (consultar ABNT NBR IEC 61241-10 / IEC 60079-10-2);

d) falhas catastrficas que estejam alm do conceito de anormalidade considerado nesta Norma (ver Nota 5);

e) ambientes utilizados com objetivos mdicos;

f) premissas domsticas.

Esta Norma no leva em considerao os efeitos de danos conseqenciais.

As definies e explicaes dos termos so apresentadas juntamente com os princpios e procedimentos fundamentais relativos classificao de reas.

Para recomendaes detalhadas relativas s extenses das reas classificadas em indstrias e aplicaes especficas, consultas devem ser feitas aos cdigos aplicveis a estas aplicaes.

NOTA 1 Nvoas inflamveis podem se formar ou estar presentes ao mesmo tempo que vapores inflamveis. Lquidos no considerados perigosos em termos desta Norma (devido ao seu ponto de fulgor), quando liberados sob presso, podem tambm gerar nvoas inflamveis. Em tais casos, a aplicao estrita da classificao de reas para gases e vapores pode no ser adequada como base para a seleo de equipamentos.

Informaes sobre nvoas inflamveis so apresentadas no Anexo D.

NOTA 2 A utilizao da ABNT NBR IEC 60079-14 para a seleo de equipamentos e instalao no requerida para nvoas inflamveis.

NOTA 3 Para o objetivo desta Norma, uma rea considerada uma regio ou espao tridimensional.

NOTA 4 Condies atmosfricas incluem variaes acima e abaixo dos nveis de referncia de 101,3 kPa (1 013 mbar) e 20 C (293 K), desde que as variaes tenham um efeito desprezvel nas propriedades de explosividade dos materiais inflamveis.

NOTA 5 Neste contexto, falhas catastrficas so aplicveis, como, por exemplo, a ruptura de um vaso ou tubulao de processo e eventos que no se possam prever.

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2 IEC 2008 - ABNT 2009 - Todos os direitos reservados

NOTA 6 Em qualquer planta de processo, independentemente do seu tamanho, pode haver numerosas fontes de ignio alm daquelas associadas com equipamentos. Neste contexto, so necessrias precaues apropriadas para assegurar um nvel adequado de segurana. Esta Norma pode ser utilizada com ponderao para outras fontes de ignio.

2 Referncias normativas

Os documentos relacionados a seguir so indispensveis aplicao deste Documento ABNT. Para referncias datadas, aplicam-se somente as edies citadas. Para referncias no datadas, aplicam-se as edies mais recentes do referido documento (incluindo emendas).

ABNT NBR NM IEC 60050-426, Equipamentos eltricos para atmosferas explosivas Terminologia

ABNT NBR IEC 60079-0, Atmosferas explosivas Parte 0: Equipamento Requisitos gerais

IEC 60079-4, Electrical apparatus for explosive gas atmospheres Part 4: Method of test for ignition temperature

IEC 60079-4A, First supplement to IEC 60079-4 (1966), Electrical apparatus for explosive gas atmospheres Part 4: Method of test for ignition temperature

ABNT NBR IEC 60079-20, Equipamentos eltricos para atmosferas explosivas Parte 20: Dados de gases e vapores inflamveis referentes utilizao de equipamentos eltricos

3 Termos e definies

Para os efeitos deste documento, aplicam-se os termos e definies da ABNT NBR IEC 60079-0 e os seguintes.

NOTA Definies adicionais aplicveis a atmosferas explosivas podem ser encontradas na ABNT NBR NM IEC 60050-426 (IEV - International Electrotechnical Vocabulary).

3.1 atmosfera explosivas mistura com ar, sob condies atmosfricas, de substncias inflamveis na forma de gs, vapor, poeira, fibras ou partculas suspensas, na qual, aps a ignio, permite auto-sustentao de propagao

[ABNT NBR IEC 60079-0, definio 3.22]

3.2 atmosferas explosiva de gs mistura com ar, sob condies atmosfricas de substncias inflamveis na forma de gs ou vapor, na qual, aps a ignio, permite a auto-sustentao de propagao da chama


NOTA 1 Embora uma mistura que possua uma concentrao acima do seu limite superior de explosividade (LSE) no seja uma atmosfera explosiva de gs, esta pode rapidamente se tornar explosiva e, em certos casos para os objetivos de classificao de reas, recomendvel que esta seja considerada uma atmosfera explosiva de gs.

NOTA 2 Existem alguns gases que so explosivos com a concentrao de 100 %.

3.3 rea classificada (devido a atmosferas explosivas de gs) rea na qual uma atmosfera explosiva de gs est presente ou esperada para estar presente em quantidades tais que requeiram precaues especiais para a construo, instalao e utilizao de equipamentos

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3.4 rea no classificada (devido a atmosferas explosivas de gs) rea na qual uma atmosfera explosiva de gs no esperada para estar presente em quantidades tais que requeiram precaues especiais para a construo, instalao e utilizao de equipamentos

3.5 zonas reas classificadas so divididas em zonas, baseadas na freqncia da ocorrncia e durao de uma atmosfera explosiva de gs, como a seguir:

3.6 zona 0 rea na qual uma atmosfera explosiva de gs est presente continuamente ou por longos perodos ou freqentemente

3.7 zona 1 rea na qual uma atmosfera explosiva de gs provvel de ocorrer em condies normais de operao ocasionalmente

3.8 zona 2 rea na qual uma atmosfera explosiva de gs no provvel de ocorrer em condies normais de operao, mas, se ocorrer, ir persistir somente por um curto perodo

[IEV 426-03-05]

NOTA Indicaes sobre a freqncia da ocorrncia e a durao podem ser obtidas a partir de cdigos relacionados com indstrias ou aplicaes especficas

3.9 fonte de risco ponto ou local no qual um gs, vapor, nvoa ou lquido pode ser liberado para a atmosfera de modo que uma atmosfera explosiva de gs possa ser formada

[IEV 426-03-06, modificado]

3.10 graus de risco existem basicamente trs graus de risco, conforme relacionado a seguir, em ordem decrescente em relao probabilidade da atmosfera explosiva de gs estar presente:

a) grau contnuo;

b) grau primrio;

c) grau secundrio.

Uma fonte de risco pode dar origem a um dos trs graus de risco, ou a uma combinao de mais de um deles

3.11 fonte de risco de grau contnuo liberao que contnua ou esperada para ocorrer freqentemente ou por longos perodos

3.12 fonte de risco de grau primrio liberao que pode ser esperada para ocorrer periodicamente ou ocasionalmente durante operao normal

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3.13 fonte de risco de grau secundrio liberao que no esperada para ocorrer em operao normal e, se ocorrer, somente de forma pouco freqente e por curtos perodos

3.14 taxa de liberao quantidade de gs, vapor ou nvoa inflamvel emitida por unidade de tempo pela fonte de risco

3.15 operao normal situao em que o equipamento est operando dentro de seus parmetros de projeto

NOTA 1 Pequenos vazamentos de material inflamvel pode fazer parte da operao normal. Por exemplo, vazamentos de selos que ficam midos pelo fludo que est sendo bombeado so considerados pequenos vazamentos.

NOTA 2 Falhas (tais como ruptura de selo de bombas, de gaxetas de flanges ou derramamentos causados por acidentes) que envolvam reparos urgentes ou paradas no so consideradas como sendo parte da operao normal nem so consideradas catastrficas.

NOTA 3 Operao normal inclui condies de partida e parada.

3.16 ventilao movimento do ar e sua renovao com ar fresco devido aos efeitos de vento, gradiente de temperatura ou meios artificiais (por exemplo, ventiladores ou exaustores)

3.17 limite inferior de explosividade (LIE) concentrao de gs, vapor ou nvoa inflamvel no ar, abaixo da qual uma atmosfera explosiva de gs no formada

[IEV 426-02-09]

3.18 limite superior de explosividade (LSE) concentrao de gs, vapor ou nvoa inflamvel no ar, acima da qual uma atmosfera explosiva de gs no formada

[IEV 426-02-10]

3.19 densidade relativa de um gs ou vapor densidade de um gs ou vapor em relao densidade do ar na mesma presso e na mesma temperatura (a densidade relativa do ar igual a 1,0)

3.20 material inflamvel (substncia inflamvel) material que inflamvel por si mesmo ou que capaz de produzir um gs, vapor ou nvoa inflamvel

3.21 lquido inflamvel lquido capaz de produzir vapor inflamvel sob qualquer condio de operao prevista

NOTA Um exemplo de condio de operao prevista a qual o lquido inflamvel processado a temperaturas prximas ou acima do seu ponto de fulgor.

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3.22 gs ou vapor inflamvel gs ou vapor que, quando misturado com o ar em determinadas propores, forma uma atmosfera explosiva de gs

3.23 nvoa inflamvel gotculas de lquido inflamvel, dispersas no ar, de modo a formar uma atmosfera explosiva

3.24 ponto de fulgor menor temperatura na qual, sob determinadas condies normalizadas, um lquido libera vapor em quantidade suficiente para ser capaz de formar uma mistura inflamvel ar/vapor

3.25 ponto de ebulio temperatura na qual um lquido entra em ebulio presso ambiente de 101,3 kPa (1 013 mbar)

NOTA O ponto de ebulio inicial que necessita ser utilizado para misturas de lquidos para indicar o mais baixo valor do ponto de ebulio para a faixa dos lquidos presentes, como determinado em laboratrio de destilao padro sem fracionamento.

3.26 presso de vapor presso exercida quando um slido ou um lquido est em equilbrio com seu prprio vapor. Esta funo da substncia e da temperatura

3.27 temperatura de ignio de uma atmosfera explosiva de gs menor temperatura de uma superfcie aquecida, a qual, sob condies especificadas na IEC 60079-4, provoca a ignio de uma substncia inflamvel na forma de uma mistura de gs ou vapor com o ar


3.28 extenso da zona distncia em qualquer direo da fonte de risco ao ponto onde a mistura gs/ar tenha sido diluda pelo ar para um valor abaixo do limite inferior de explosividade

3.29 gs liquefeito inflamvel material inflamvel que armazenado ou processado como um lquido e que na temperatura ambiente e na presso atmosfrica um gs inflamvel

4 Generalidades

4.1 Princpios de segurana

Instalaes onde os materiais inflamveis so processados ou armazenados necessitam ser projetadas, operadas e mantidas de modo que qualquer liberao de material inflamvel e, conseqentemente, a extenso da rea classificada seja mantida como sendo a menor possvel, seja em operao normal ou, de outra forma, com relao freqncia, durao e quantidade.

importante examinar as partes de equipamentos e sistemas de processo, os quais possam liberar materiais inflamveis, e considerar modificaes no projeto para minimizar a probabilidade e frequncia de liberao, a quantidade e a taxa de liberao de material.

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Estas consideraes fundamentais necessitam serem verificadas nas etapas iniciais do projeto de qualquer planta de processo e necessitam que recebam tambm ateno especial ao realizar o estudo de classificao de reas.

Em caso de atividades outras que a operao normal, por exemplo, comissionamento ou manuteno, a classificao da rea pode no ser vlida. esperado que isto seja tratado por uma sistemtica de permisso de trabalho.

Os seguintes passos necessitam ser seguidos em uma situao em que possa haver uma atmosfera explosiva de gs:

a) eliminar a probabilidade de ocorrncia de uma atmosfera explosiva de gs ao redor da fonte de ignio, ou

b) eliminar a fonte de ignio.

Se estas medidas no forem possveis de serem executadas, medidas de proteo, equipamentos de processo, sistemas e procedimentos necessitam ser selecionados e preparados de modo que a probabilidade de ocorrncia simultnea dos eventos a) e b) acima, seja suficientemente baixa para ser aceitvel. Tais medidas podem ser utilizadas independentemente, se estas forem reconhecidas como sendo altamente confiveis, ou em combinao, para atingir um nvel equivalente de segurana.

4.2 Objetivos da classificao de reas

A classificao de reas um mtodo de anlise e classificao do ambiente onde uma atmosfera explosiva de gs possa ocorrer, de modo a facilitar a adequada seleo e instalao de equipamentos a serem utilizados com segurana em tais ambientes. A classificao tambm leva em considerao as caractersticas de ignio dos gases ou vapores, tais como energia de ignio (grupo do gs) e a temperatura de ignio (classe de temperatura).

Na maioria das situaes prticas, onde produtos inflamveis so utilizados, difcil assegurar que a presena de uma atmosfera explosiva de gs nunca ir ocorrer. Pode tambm ser difcil assegurar que os equipamentos nunca se constituiro em fontes de ignio. Desta forma, em situaes onde exista uma alta probabilidade de ocorrncia de uma atmosfera explosiva de gs, a confiabilidade obtida pela utilizao de equipamentos que possuam uma baixa probabilidade de se tornarem fontes de ignio. Por outro lado, onde houver uma baixa probabilidade de ocorrncia de uma atmosfera explosiva de gs, equipamentos construdos com requisitos menos rigorosos podem ser utilizados.

Aps a concluso da classificao de rea, uma avaliao adicional de risco pode ser realizada para avaliar se as consequncias da ignio de uma atmosfera explosiva requerem a utilizao de equipamentos com um nvel de proteo de equipamento (EPL Equipment Protection Level) mais elevado ou possa justificar a utilizao de equipamentos com nivel de proteo de equipamento mais baixo do que aquele normalmente considerado. Os requisitos de EPL podem ser registrados, como apropriado, nos documentos e desenhos de classificao de reas de modo a permitir uma adequada seleo de equipamentos a serem utilizados.

Raramente possvel, atravs de uma simples anlise de uma planta industrial ou de um projeto de uma planta, decidir que partes daquela planta podem ser enquadradas na definio de zonas (zonas 0, 1 e 2). necessrio um estudo mais detalhado e isto envolve a anlise das probabilidades bsicas de ocorrncia de uma atmosfera explosiva de gases inflamveis.

O primeiro passo avaliar a probabilidade de acordo com as definies de zona 0, zona 1 e zona 2. Uma vez que se tenha determinado a probabilidade da freqncia e durao de uma liberao (bem como o grau de risco), a taxa de liberao, concentrao, velocidade, ventilao e outros fatores que afetam o tipo e/ou a extenso da zona, existe ento uma base confivel para a determinao da probabilidade de presena de uma atmosfera explosiva de gases inflamveis nas reas ao redor.

Esta abordagem requer que anlises detalhadas sejam feitas para cada item do equipamento de processo que contenha um produto inflamvel, e que poderia se tornar uma fonte de risco.

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Em particular, as reas de zona 0 ou zona 1 necessitam ser minimizadas em quantidade e extenso, seja por projeto ou por procedimentos operacionais adequados. Em outras palavras, plantas e instalaes devem possuir principalmente reas de zona 2 ou reas no classificadas. Quando a liberao de material inflamvel for inevitvel, recomendado que os itens dos equipamentos de processo sejam limitados queles que do origem a fontes de risco de grau secundrio ou, na sua impossibilidade (isto , onde for inevitvel terem-se fontes de risco de grau primrio ou contnuo), as fontes de risco necessitam que sejam limitadas, ao mximo, em quantidade e taxas de liberao. Ao se desenvolver um estudo de classificao de reas, estes princpios devem receber consideraes prioritrias. Quando necessrio, recomenda-se que o projeto, a operao e a localizao dos equipamentos de processo assegurem que, mesmo quando estes estejam operando de forma anormal, a quantidade de material inflamvel liberado para a atmosfera seja minimizada, de forma a reduzir a extenso da rea classificada.

Uma vez que a planta tenha sido classificada e que todos os registros necessrios tenham sido efetuados, importante que nenhuma modificao nos equipamentos ou nos procedimentos de operao seja feita sem discusso prvia com os responsveis pela classificao da rea. Aes no autorizadas podem invalidar a classificao de reas. necessrio assegurar que todos os equipamentos que afetam a classificao de rea e que tenham sido submetidos a procedimentos de manuteno sejam cuidadosamente inspecionados durante e aps a sua montagem, de forma a assegurar que a integridade original de projeto, relativa segurana, esteja mantida, antes que os equipamentos retornem operao.

5 Procedimentos de classificao de reas

5.1 Generalidades

necessrio que a classificao de reas seja realizada por aqueles que compreendam a relevncia e o significado das propriedades dos materiais inflamveis que daqueles que estejam familiarizados com o processo e os equipamentos, juntamente com a participao, de pessoal qualificado das reas de engenharia de segurana, eletricidade, mecnica e outros.

Os pargrafos seguintes apresentam orientaes sobre o procedimento para a classificao de reas nas quais pode haver ocorrncia de uma atmosfera explosiva de gases inflamveis. Um exemplo do procedimento para a classificao de reas apresentado na Figura C.2.

A classificao de reas necessita ser realizada quando as plantas iniciais de tubulaes, os diagramas iniciais de instrumentao e os planos de arranjo iniciais estiverem disponveis e confirmados antes da planta entrar em operao. As revises necessitam ser realizadas durante o tempo de vida da planta.

5.2 Fontes de risco

Os elementos bsicos para se definir as reas classificadas consistem na identificao das fontes de risco e na determinao do grau destas fontes.

Considerando que uma atmosfera explosiva de gases inflamveis somente pode existir se um gs ou vapor estiver presente com o ar, necessrio avaliar se algum destes materiais inflamveis pode existir na rea considerada. De maneira geral, tais gases e vapores (bem como lquidos e slidos inflamveis que podem dar origem a estes) esto contidos em equipamentos de processo que podem ou no estar totalmente fechados. necessrio identificar quando uma atmosfera explosiva de gases inflamveis pode estar presente no interior de uma planta de processo, ou quando a liberao de materiais inflamveis pode criar uma atmosfera explosiva de gases inflamveis externamente planta de processo.

Cada tipo de equipamento do processo (por exemplo, tanques, bombas, tubulaes, vasos etc.) deve ser considerado uma fonte potencial de risco de liberao de gases inflamveis. Se no for previsto que o equipamento contenha material inflamvel, este claramente no criar uma rea classificada ao seu redor. O mesmo se aplica se o equipamento contiver material inflamvel, mas no seja capaz de liberar esse material para a atmosfera (por exemplo, uma tubulao totalmente soldada no considerada uma fonte de risco).

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Se for estabelecido que o equipamento possa liberar material inflamvel para a atmosfera, necessrio, em primeiro lugar, determinar o grau de risco de liberao de acordo com as definies, estabelecendo a freqncia de ocorrncia e a durao da liberao. Necessita ser entendido que a abertura de partes de sistemas de processo fechados (por exemplo, durante a substituio de filtros ou enchimento em processos por batelada) necessita tambm ser considerada como fontes de risco, quando da elaborao da classificao de reas. Por meio deste procedimento, cada fonte de risco deve ser classificada como grau contnuo, primrio ou secundrio.

Tendo sido estabelecido o grau da fonte de risco, necessrio determinar a taxa de liberao e outros fatores que podem influenciar o tipo e a extenso da zona.

Se a quantidade total de material inflamvel possvel de ser liberado for pequena, por exemplo, caso de um laboratrio, apesar de um risco potencial poder existir, pode no ser adequado utilizar esse procedimento de classificao de reas. Em tais casos, as consideraes devem levar em considerao as particularidades dos riscos envolvidos.

A classificao de reas de equipamentos de processo nos quais o material inflamvel queimado, como por exemplo, queimadores, fornos, caldeiras, turbinas a gs, etc., necessita ser levado em considerao as suas etapas de ciclo de purga e condies de partida e de parada.

Nvoas que possam ser formadas devido a vazamentos de lquidos podem ser inflamveis mesmo se a temperatura do lquido estiver abaixo do ponto de fulgor. importante, desta forma, assegurar que nuvens de nvoas no possam ser formadas (ver Anexo D).

NOTA Enquanto nvoas so identificadas como uma forma de risco, os critrios de avaliao utilizados nesta Norma para gases e vapores podem no ser aplicveis para nvoas.

5.3 Tipo de zona

A probabilidade de presena de uma atmosfera explosiva de gases inflamveis depende principalmente do grau da fonte de risco e da ventilao. Isto identificado como uma zona. Zonas so classificadas como: zona 0, zona 1, zona 2 e reas no classificadas.

NOTA 1 Uma fonte de risco de grau contnuo normalmente leva a uma zona 0, uma fonte de risco de grau primrio a uma zona 1 e uma fonte de risco de grau secundrio a uma zona 2 (ver Anexo B).

NOTA 2 Quando zonas criadas por fontes de risco adjacentes que possuem sobreposio e so de diferentes classificaes, a maior classificao de risco deve prevalecer na rea de sobreposio. Nos locais de interseo de zonas de mesma classificao, esta classificao comum deve ser normalmente adotada.

5.4 Extenso de zonas

A extenso de zonas depende da distncia estimada ou calculada sobre a qual uma atmosfera explosiva de gases inflamveis exista antes que esta possa dispersar no ar para uma concentrao abaixo do seu limite inferior de explosividade, com um fator apropriado de segurana. Para a avaliao da extenso da rea do gs ou vapor at o ponto no qual a diluio atinja um valor abaixo do seu limite inferior de explosividade, recomendado que seja feita uma consulta a um especialista.

Consideraes necessitam ser sempre realizadas sobre a possibilidade de que um gs que seja mais pesado do que o ar possa fluir para o interior de rea abaixo do nvel do solo (por exemplo, em poos ou depresses) e que um gs que seja mais leve do que o ar possa ser acumulado em um nvel superior (por exemplo, no espao sob um telhado).

Nos locais onde a fonte de risco esteja situada fora da rea sob considerao ou em uma rea adjacente, a penetrao de uma quantidade significativa de gs ou vapor inflamvel para esta rea pode ser evitada por meios adequados, tais como:

a) barreiras fsicas;

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b) manuteno de uma sobrepresso adequada na rea em relao rea classificada adjacente, desta forma evitando o ingresso da atmosfera explosiva de gs;

c) purgando a rea com suficiente vazo de ar, assegurando desta forma que o ar possa circular por todas as aberturas por onde o gs ou vapor inflamvel possa penetrar.

A extenso da zona principalmente afetada pelos seguintes parmetros qumicos e fsicos, alguns dos quais so propriedades intrnsecas do material inflamvel; outros so especficos do processo. Por simplicidade, o efeito de cada parmetro indicado abaixo considera que os outros parmetros permaneam inalterados.

5.4.1 Taxas de liberao de gs ou vapor

Quanto maior for a taxa de liberao do material inflamvel, maior ser a extenso da rea classificada. A taxa de liberao depende dos seguintes parmetros

a) Geometria da fonte de risco

Isto est relacionado com as caractersticas fsicas da fonte de risco, por exemplo, uma superfcie aberta, o vazamento de flange, etc (ver Anexo A).

b) Velocidade de liberao

Para uma dada fonte de risco, a taxa de liberao aumenta com a velocidade de liberao. No caso de um produto contido dentro de um equipamento de processo, a velocidade de liberao est relacionada com a presso de processo e com a geometria da fonte de risco. O tamanho de uma nuvem de gs ou vapor inflamvel determinado pela taxa de liberao de vapor inflamvel e pela taxa de disperso. Gs ou vapor fluindo de um vazamento com alta velocidade ir desenvolver um jato em forma de cone que se mistura com o ar e se autodilui. A extenso da atmosfera explosiva de gs quase sempre independente da velocidade do vento. Se o material for liberado a baixa velocidade ou se a sua velocidade for reduzida pela coliso com um objeto slido, o material inflamvel carregado pelo vento e sua diluio e extenso dependero desta velocidade do vento.

c) Concentrao

A taxa de liberao aumenta com a concentrao de gs ou vapor inflamvel na mistura liberada.

d) Volatilidade de um lquido inflamvel

A volatilidade est relacionada principalmente presso de vapor e entalpia (calor) de vaporizao. Se a presso de vapor no for conhecida, pode ser utilizado como referncia o ponto de ebulio e o ponto de fulgor.

No existe uma atmosfera explosiva de gs se o ponto de fulgor for superior temperatura aplicvel do lquido inflamvel. Quanto mais baixo for o ponto de fulgor, maior pode ser a extenso da zona. Entretanto, se um material inflamvel for liberado de modo a formar uma nvoa, (por exemplo, por pulverizao), uma atmosfera explosiva de gs pode ser formada abaixo do ponto de fulgor do material.

NOTA 1 O valores do ponto de fulgor de lquidos inflamveis no so valores fsicos precisos, particularmente no caso onde misturas possam estar envolvidas.

NOTA 2 Alguns lquidos (por exemplo, certos hidrocarbonetos halogenados) no possuem um valor de ponto de fulgor, embora eles sejam capazes de produzir uma atmosfera explosiva de gs. Nestes casos em que a temperatura de equilbrio do lquido, que corresponde concentrao de saturao no seu limite inferior de explosividade, necessita ser comparada com a mxima temperatura do lquido existente.

e) Temperatura do lquido

A presso de vapor aumenta com a temperatura, ocasionando o incremento da taxa de liberao devido evaporao.

NOTA A temperatura do lquido, aps este ter sido liberado, pode ser aumentada, por exemplo, pela proximidade com uma superfcie quente ou por temperatura ambiente elevada.

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5.4.2 Limite inferior de explosividade (LIE)

Para um dado volume liberado, quanto menor o LIE, maior a extenso da zona.

NOTA A experincia tem mostrado que uma liberao de amnia, com um LIE de 15 % em volume, frequentemente ir se dissipar rapidamente em um ambiente aberto, de forma que uma atmosfera explosiva de gs ir, na maioria dos casos, possuir uma extenso desprezvel.

5.4.3 Ventilao

Com o aumento da ventilao, a extenso da zona normalmente reduzida. Obstculos que possam impedir a ventilao podem aumentar a extenso da zona. Por outro lado, alguns obstculos, por exemplo, diques, paredes ou tetos, podem limitar a extenso da zona.

NOTA 1 Uma casa de compressor com um grande exaustor de teto e com os lados suficientemente abertos, para permitir a passagem do ar atravs de todas as partes da construo, considerada bem ventilada e necessita ser tratada como um ambiente aberto (por exemplo, grau mdio e disponibilidade boa).

NOTA 2 Aumentos na movimentao de ar podem tambm elevar a taxa de liberao de vapor devido elevao da evaporao sobre superfcies de lquidos expostos.

5.4.4 Densidade relativa do gs ou vapor quando liberado

Se um gs ou vapor for significativamente mais leve do que o ar, este tende a subir. Se for significativamente mais pesado, este tende a se acumular no nvel do solo. A extenso horizontal da zona no nvel do solo aumentar com o aumento da densidade relativa e a extenso vertical na rea acima da fonte de risco aumentar com a reduo da densidade relativa.

NOTA 1 Para aplicaes prticas, um gs ou vapor que possua uma densidade relativa abaixo de 0,8 considerado como sendo mais leve do que o ar. Se a densidade relativa for acima de 1,2, este considerado como sendo mais pesado do que o ar. Entre estes valores, as duas possibilidades necessitam ser consideradas.

NOTA 2 Com gases ou vapores mais leves que o ar, uma liberao em baixa velocidade ir se dispersar para cima rapidamente; a presena de uma cobertura, no entanto, inevitavelmente aumentar a rea de disperso sob ela. Se a liberao for a alta velocidade em jato livre, a ao do jato, apesar da entrada de ar que dilui o gs ou vapor, pode aumentar a distncia sobre a qual a mistura de gs/ar permanece acima do seu LIE. Para gases que so mais leves que o ar, a liberao a alta presso pode resfriar o gs gerando aumento de sua densidade relativa. O gs liberado pode inicialmente comportar-se como mais pesado que o ar antes de retonar a sua caracterstica normal.

NOTA 3 Com gases ou vapores mais pesados do que o ar, uma liberao em baixa velocidade tende a fluir para baixo e pode percorrer longas distncias sobre o solo antes que ocorra uma disperso segura pela difuso atmosfrica. Desta forma, consideraes especiais necessitam ser feitas sobre a topografia de qualquer local sob considerao e tambm das reas ao redor, de forma a determinar onde os gases ou vapores possam acumular-se em depresses ou percorrer declives na direo de nveis inferiores. Se a liberao for a alta velocidade e em jato livre, a ao do jato com a entrada de ar pode reduzir bastante a mistura gs/ar para valores abaixo do seu LIE em uma distncia muito menor do que no caso de uma liberao de baixa velocidade.

NOTA 4 Cuidados devem ser tomados quando da classificao de reas contendo gases criognicos inflamveis, tais como gs natural liquefeito. Vapores liberados podem ser mais pesados que o ar em baixas temperaturas e tornarem-se mais leves que o ar ao se aproximarem da temperatura ambiente.

5.4.5 Outros parmetros a serem considerados

a) Condies climticas

A taxa de disperso de gs ou vapor na atmosfera aumenta com a velocidade do vento, mas existe uma velocidade mnima de 2 m/s a 3 m/s, requerida para iniciar uma difuso turbulenta; abaixo disto, ocorre a acumulao do gs ou vapor e a distncia para uma disperso segura aumentada consideravelmente. Em reas de processo obstrudas pela presena de grandes vasos e estruturas, a velocidade do movimento do ar pode ser substancialmente menor do que a velocidade do vento; apesar disto, a obstruo do movimento do ar por equipamentos tende a manter uma turbulncia mesmo em baixas velocidades de vento.

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NOTA 1 No Anexo B (Seo B.4), uma velocidade do vento de 0,5 m/s considerada como sendo apropriada para determinar a taxa em que a ventilao em um ambiente externo dilui uma liberao inflamvel. Este valor inferior de velocidade do vento apropriado para este propsito, de forma a manter uma abordagem conservativa, mesmo sendo reconhecido que a tendncia de acumulao em camadas poder comprometer o clculo.

NOTA 2 Nos casos prticos, a tendncia de acumulao em camadas no levada em considerao na classificao de reas, porque as condies que propiciam o aumento desta tendncia so raras e ocorrem somente durante curtos perodos. No entanto, se perodos prolongados de baixa velocidade do vento so esperados para o caso especfico, ento necessrio que a extenso da zona requeira uma distncia adicional para ocorrer a disperso.

b) Topografia

Alguns lquidos so menos densos do que a gua e no so prontamente missveis com esta: tais lquidos podem se espalhar na superfcie da gua (se esta estiver acima do nvel do solo, em sistemas de drenagem da planta ou em trincheiras de tubulaes) e pode ento causar a ignio em um ponto afastado do derramamento original, colocando em risco uma grande rea da instalao.

O arranjo das instalaes da planta, quando possvel, necessita ser projetado para facilitar a rpida disperso da atmosfera explosiva de gs. Uma rea com ventilao restrita (por exemplo, valas ou trincheiras) que poderiam de outra forma ser uma rea de zona 2, pode requerer classificao como zona 1; por outro lado, depresses de grandes dimenses utilizadas em sistemas de bombeamento ou galerias de tubulaes, podem no requerer tal rigor no seu tratamento.

5.4.6 Exemplos ilustrativos

O Anexo C apresenta alguns exemplos para ilustrar os princpios de classificao de reas.

Fatores que possam afetar a taxa de liberao e desta forma a extenso das zonas so ilustrados para os casos mostrados a seguir.

a) Fonte de liberao: superfcie de lquido exposto

Na maioria dos casos, a temperatura do lquido estar abaixo do ponto de ebulio e a taxa de liberao de vapor depende principalmente dos seguintes parmetros:

temperatura do lquido;

presso de vapor do lquido na sua temperatura de superfcie;

dimenses da superfcie de evaporao;

ventilao e movimento do ar.

b) Fonte de liberao: evaporao instantnea de um lquido (por exemplo, de um jato ou pulverizao)

Desde que um lquido liberado vaporize instantaneamente, a taxa de liberao de vapor igual taxa de vazo do lquido e esta depende dos seguintes parmetros:

presso do lquido;

geometria da fonte de liberao.

Quando o lquido no instantaneamente vaporizado, a situao complexa uma vez que partculas, jatos de lquidos e poas podem criar fontes de liberao distintas.

c) Fonte de liberao: vazamento de uma mistura de gs

A taxa de liberao de gs afetada pelos seguintes parmetros:

! presso no interior do equipamento que contm o gs;

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! massa molecular;

! geometria da fonte de liberao;

! concentrao de gs inflamvel na mistura liberada.

Para exemplos de fontes de liberao e de taxas de liberao, ver Anexo A.

6 Ventilao

6.1 Generalidades

Gs ou vapor liberado na atmosfera pode ser diludo por disperso ou difuso no ar at que sua concentrao esteja abaixo do limite inferior de explosividade. A ventilao, isto , o movimento de ar que leva a uma renovao da atmosfera em um volume ao redor da fonte de liberao por ar, ir promover uma disperso. Taxas adequadas de ventilao tambm podem evitar a persistncia de uma atmosfera explosiva de gs e, desta forma, influenciar o tipo de zona.

6.2 Principais tipos de ventilao

A ventilao pode ser obtida pelo movimento de ar devido ao vento e/ou pelos gradientes de temperatura ou por meios artificiais, tais como ventiladores. Assim sendo, duas formas principais de ventilao so reconhecidas:

a) ventilao natural;

b) ventilao artificial, geral ou local.

6.3 Graus de ventilao

O fator mais importante que o grau ou nvel de ventilao est diretamente relacionado com os tipos de fonte de liberao e suas correspondentes taxas de liberao. Isto independe do tipo de ventilao, quer seja da velocidade do vento ou do nmero de trocas de ar por unidade de tempo. Desta forma, as condies timas de ventilao em reas classificadas podem ser alcanadas e, quanto maior a quantidade de ventilao em relao s possveis taxas de liberao, menor a extenso das zonas (reas classificadas), em alguns casos, reduzindo-as a um valor desprezvel (reas no classificadas).

Exemplos prticos para orientao sobre o grau de ventilao que podem ser utilizados so apresentados no Anexo B.

6.4 Disponibilidade da ventilao

A disponibilidade da ventilao tem uma influncia na presena ou na formao de uma atmosfera explosiva de gs e consequentemente no tipo de zona. medida que a disponibilidade ou a confiabilidade da ventilao diminua, o tipo de zona normalmente elevado. Orientaes sobre disponibilidade so dadas no Anexo B.

NOTA A combinao dos conceitos de grau de ventilao e de nvel de disponibilidade resulta em um mtodo quantitativo para a avaliao do tipo de zona (ver Anexo B).

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7 Documentao

7.1 Generalidades

recomendado que a classificao de rea seja realizada de forma que os vrios passos que conduzam classificao de rea final sejam apropriadamente documentados.

Toda a informao aplicvel necessita ser referenciada. Exemplos de tais informaes ou de mtodos utilizados poderiam ser:

a) recomendaes de cdigos e normas aplicveis;

b) caractersticas e clculos da disperso de gs e vapor;

c) estudos das caractersticas de ventilao em relao aos parmetros de liberao do material inflamvel, de forma que possa ser avaliada a efetividade da ventilao.

As propriedades que so aplicveis classificao de rea de todo material processado na planta necessitam ser relacionadas. Estas caractersticas podem incluir massa molecular, ponto de fulgor, ponto de ebulio, temperatura de ignio, presso do vapor, densidade do vapor, limites de explosividade, grupo do gs e classe de temperatura (ABNT NBR IEC 60079-20). Um formato recomendado para relacionar os materiais processados apresentado na Tabela C.1.

Os resultados do estudo de classificao de rea, bem como quaisquer revises subseqentes, devem ser registrados. Um formato recomendado apresentado na Tabela C.2.

7.2 Desenhos, dados e tabelas

Os documentos de classificao de rea, os quais podem ser em papel ou meio eletrnico, necessitam incluir plantas e elevaes ou modelos tridimensionais, conforme apropriado, que mostrem o tipo e a extenso das zonas, grupo do gs ou vapor, a temperatura de ignio e/ou a classe de temperatura.

Onde a topografia de uma rea influenciar na extenso das zonas, necessria que seja documentada.

necessrio que sejam includos nos documentos outras informaes importantes, tais como:

a) a localizao e a identificao das fontes de risco. Para plantas ou reas de processo grandes e complexas, pode ser til itemizar ou numerar as fontes de risco, de forma a facilitar a correlao de dados entre as listas de dados de classificao de rea e os respectivos desenhos;

b) a posio das aberturas nas edificaes (por exemplo, portas, janelas, entradas e sadas de ar para ventilao).

preferencial a utilizao dos smbolos da classificao da rea que so indicados na Figura C.1. Uma legenda dos smbolos deve sempre ser indicada em cada desenho. Diferentes smbolos podem ser necessrios onde mltiplos grupos de equipamentos e/ou as classes da temperatura sejam requeridos dentro do mesmo tipo de zona (por exemplo, zona 2 IIC T1 e zona 2 IIA T3).

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Anexo A (informativo)

Exemplos de fontes de risco e de taxas de liberao

A.1 Planta de processo

Os exemplos mostrados a seguir no so destinados a serem diretamente aplicados e podem necessitar ser modificados para estarem adequados a uma particular situao ou equipamento de processo. Necessita ser reconhecido que alguns equipamentos podem apresentar mais do que um grau de liberao.

A.1.1 Fontes de risco que fornecem um grau contnuo de liberao

a) A superfcie de um lquido inflamvel em um tanque de teto fixo, com um respiro (vent) permanente para a atmosfera.

b) A superfcie de um lquido inflamvel que esteja aberto para a atmosfera, continuamente ou por longos perodos.

A.1.2 Fontes de risco que fornecem um grau primrio de liberao

a) Selos de bombas, compressores ou vlvulas, se a liberao de material inflamvel for esperada de ocorrer durante a operao normal.

b) Pontos de drenagem de gua em vasos que contm lquidos inflamveis, que podem liberar o material inflamvel para a atmosfera durante a drenagem de gua durante operao normal.

c) Pontos de coleta de amostra em que so previstos haver liberao de material inflamvel para a atmosfera durante a operao normal.

d) Vlvulas de alvio, respiros (vents) e outras aberturas para as quais so previstas haver a liberao de material inflamvel para a atmosfera durante a operao normal.

A.1.3 Fontes de risco que fornecem um grau secundrio de liberao

a) Selos de bombas, compressores e vlvulas onde a liberao de material inflamvel para a atmosfera no prevista de ocorrer em condies normais de operao.

b) Flanges, conexes e acessrios de tubulao, onde a liberao do material inflamvel para a atmosfera no prevista de ocorrer em condies normais de operao.

c) Pontos de coleta de amostras, onde a liberao do material inflamvel para a atmosfera no prevista de ocorrer em condies normais de operao.

d) Vlvulas de alvio, respiros e outras aberturas onde a liberao do material inflamvel para a atmosfera no prevista de ocorrer em condies normais de operao.

A.2 Aberturas

Os exemplos mostrados a seguir no so destinados para ser diretamente aplicados e podem necessitar ser modificados de modo a adequ-los a uma situao ou equipamento de processo particular.

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A.2.1 Aberturas como possveis fontes de risco

As aberturas entre reas necessitam ser consideradas como potenciais fontes de risco. O grau da fonte de risco depende:

a) da zona da rea adjacente;

b) da frequncia e durao dos perodos de abertura;

c) da efetividade de selos ou juntas;

d) da diferena das presses entre as reas envolvidas.

A.2.2 Classificao das aberturas

As aberturas so classificadas em A, B, C e D, com as seguintes caractersticas:

Tipo A Aberturas que no estejam de acordo com as caractersticas especificadas para os tipos B, C e D.

EXEMPLOS

a) passagens abertas para o acesso ou utilidades, por exemplo, dutos, tubulaes atravs das paredes, tetos e pisos;

b) aberturas que sejam frequentemente abertas;

c) sadas fixas para ventilao em salas, edificaes e aberturas similares aos tipos B, C e D que so abertas freqentemente ou por longos perodos;

Tipo B Aberturas que esto normalmente fechadas (por exemplo, fechamento automtico) e raramente abertas e que so equipadas com dispositivo de fechamento.

Tipo C Aberturas que esto normalmente fechadas e raramente abertas, conforme o tipo B, que so tambm equipadas com dispositivos de selagem (por exemplo, uma gaxeta) ao longo de todo o permetro; ou duas aberturas tipo B em srie, tendo dispositivos de fechamento automticos independentes.

Tipo D Aberturas que esto normalmente fechadas, conforme o tipo C, que podem somente ser abertas por meios especiais ou em uma emergncia.

As aberturas do tipo D so efetivamente seladas, tais como em passagem de utilidades (por exemplo, dutos e tubulaes) ou podem ser uma combinao de uma abertura do tipo C, adjacente a uma rea classificada e a uma abertura tipo B em srie.

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Tabela A.1 Efeito das aberturas em relao s fontes de risco

Zona a montante da abertura

Tipo da abertura Grau de risco das aberturas consideradas fontes de risco

Zona 0

A

B

C

D

Contnuo

(Contnuo)/primrio

Secundrio

Secundrio

Zona 1

A

B

C

D

Primrio

(Primrio)/secundrio

(Secundrio)/sem liberao

Sem liberao

Zona 2

A

B

C

D

Secundrio

(Secundrio)/sem liberao

Sem liberao

Sem liberao

NOTA Para graus de liberao mostrados entre parnteses, necessrio que a freqncia de operao das aberturas seja considerada no projeto.

A.3 Taxa de liberao

Os seguintes exemplos apresentam as taxas de liberao aproximadas de lquidos e gases inflamveis. Refinamentos adicionais na estimativa de taxas de liberao necessitam ser efetuadas com relao s propriedades das aberturas, isto , considerando o coeficiente de descarga (Cd " 1) e a geometria da liberao. Uma vez que os clculos apresentados a seguir no consideram estes fatores, estes geralmente iro apresentar resultados conservativos.

A viscosidade de lquidos e gases foi desprezada. A viscosidade pode reduzir significantemente a taxa de liberao se a rea de passagem atravs da qual o material inflamvel liberado for extensa comparada com a largura da abertura.

A.3.1 Taxa de liberao de lquidos

A taxa de liberao de lquidos pode ser estimada por meio da seguinte aproximao:

pSdt

dG#$ %2

onde

dt

dG a taxa de liberao do lquido (massa por tempo, kg/s);

S a seo transversal da abertura, atravs da qual o lquido liberado (rea de superfcie, m2);

% a densidade do lquido (massa por volume, kg/m3);

p# a diferena de presso atravs da abertura onde ocorre o vazamento (Pa).

Exem

pla

r para

uso e

xclu

siv

o -

PE

TR

OLE

O B

RA

SIL

EIR

O -

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00.1

67/0

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1


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A.3.2 Taxa de liberao de gases

A taxa de liberao de gases a partir de um recipiente pode ser estimada pela expanso adiabtica de um gs ideal se a densidade do gs pressurizado for muito menor que a densidade do gs liquefeito.

A velocidade do gs liberado restringida (velocidade snica) se a presso no interior do recipiente do gs for mais elevada do que pc (presso crtica).

)/(

c pp

1

0 2

1&

'(

)*+

, -$

...

onde

0p a presso no exterior do recipiente do gs;

. o ndice politrpico da expanso adiabtica.

Para um gs ideal a equao, RcM

cM

p

p

&$. pode ser utilizada, onde:

pc o calor especfico presso constante, (J kg1 K1);

M a massa molecular do gs (kg/kmol);

R a constante universal dos gases (8 314 J kmol1 K1).

A.3.2.1 Taxa de liberao de gs com velocidade do gs restringida

A velocidade restringida do gs (ver A.3.2) igual velocidade do som para o gs. Esta a velocidade mxima de descarga terica.

A taxa de liberao do gs de um recipiente, se a velocidade do gs restringida, pode ser estimada por meio da seguinte aproximao:

)(/)(

TR

MpS

dt

dG121

1

2&-

''(

)**+

,

-$

..

..

onde

dt

dG a taxa de liberao do gs (massa por tempo, kg/s);

p a presso no interior do recipiente (Pa);

. o ndice politrpico da expanso adiabtica;

S a seo transversal da abertura, atravs da qual o gs liberado (rea de superfcie, m2);


T a temperatura absoluta no interior do recipiente (K);


Exem

pla

r para

uso e

xclu

siv

o -

PE

TR

OLE

O B

RA

SIL

EIR

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00.1

67/0

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A velocidade do gs na abertura da descarga igual velocidade do som, a qual pode ser calculada com a utilizacao da seguinte frmula:

M

TRvS .$

A.3.2.2 Taxa de liberao de gs com velocidade do gs no restringida

A velocidade no restringida do gs a velocidade de descarga abaixo da velocidade do som para o gs em questo.

A taxa de liberao do gs a partir de um recipiente, se a velocidade do gs no restringida, pode ser estimada por meio da seguinte aproximao:

/ 0 ...

..

//

p

p

p

p

TR

MpS

dt

dG1

01

011

2''(

)**+

,

11

2

3

44

5

6

''(

)**+

,&

&$

&

onde

dt

dG a taxa de liberao do gs (massa por tempo, kg/s)

p a presso no interior do recipiente (Pa);

0p a presso no exterior do recipiente do gs (Pa);

S a seo transversal da abertura atravs da qual o gs liberado (rea de superfcie, m2),


T a temperatura abosuluta no interior do recipiente (K);

. o ndice politrpico da expanso adiabtica;


A velocidade do gs na abertura de sada pode ser calculada por meio da seguinte equao:

S

dtdGv

00 %$

onde

0v a velocidade do gs na abertura de sada (m/s);

.

%%/

p

p1

00 ''

(

)**+

,$ a densidade do gs expandido (kg/m3) onde % a densidade do gs no interior do recipiente

(kg/m3).

A densidade do gs no interior do recipiente pode ser calculada pela seguinte equao:

TR

Mp$%

Exem

pla

r para

uso e

xclu

siv

o -

PE

TR

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SIL

EIR

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A.4 Exemplos de estimativas de taxas de liberao

Estimativa No. 1

Um tanque com altura de 3 m cheio com acetona. A vlvula de alvio de segurana do tanque ajustada para uma sobrepresso de 0,05 bar. No caso da ocorrncia de uma falha, estimado que o flange no inferior do tanque apresente um vazamento de acetona atravs de um furo de seo transversal de 1 mm2.

% = 790 kg/m3 a densidade da acetona lquida

S = 106 m2 a seo transversal do furo

#h = 3 m a diferena de altura entre a superfcie da acetona lquida e o furo

g = 9,81 m/s2 a acelerao em queda livre

#pV = 5 7 103 Pa sobrepresso ajustada da vlvula de alvio de segurana (considerada como sendo a sobrepresso mxima no topo do recipiente)

Diferena de presso mxima atravs do furo do vazamento:

Pa 1082 3 819 790105 43 7$77-7$#-#$# ,,hgpp V %

Taxa de liberao:

kg/s 1076 1082 7902 102 346 && 7$7777$#$'(

)*+

,,,pS

dt

dG

max

%

Estimativa No. 2: Liberao de gs restringido utilizando as frmulas A.3.2 e A.3.2.1.

Tubulao para gs hidrognio na temperatura + 20 8C e presso absoluta de 11 bar. No caso da ocorrncia de uma falha, estimado que um flange apresente um vazamento de hidrognio para a atmosfera atravs de um furo com seo transversal de 2,5 mm2.

p = 11 7 105 Pa presso na tubulao

T = 293 K temperatura absoluta

M = 2 kg/kmol massa molecular do hidrognio

S = 2,5 7 106 m2 seo transversal do furo

! = 1,41 ndice politrpico da expanso adiabtica para o gs hidrognio

Pa 10912

11,41 0 1

2

1 51411411

51

0 7$'(

)*+

, -7$'

(

)*+

, -$

&&

,pp

),/(,)/(

c

...

A velocidade da liberao do gs restringida, uma vez que p > pc.

9 :kg/s 101,7

11,41

2

293 108,3

21,41 1011 102,5

1

2

3-1)(1,4121)/(1,41

356-

121

7$'(

)*+

,-

777

77777$

$''(

)**+

,

-..$

&7-

&.-. )(/)(

TR

MpS

dt

dG

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Estimativa No. 3: Liberao de gs no restringido utilizando as frmulas A.3.2 e A.3.2.2.

Vaso de gs metano na temperatura de - 20 8C. A vlvula de segurana do vaso ajustada para uma sobrepresso de 0,005 bar. Durante a ocorrncia de uma falha, estimado que o vaso apresente um vazamento atravs de um furo com seo transversal de 10 cm2.

p = 1,005 7 105 Pa a presso no vaso de gs

p0 = 105 Pa a presso atmosfrica

T = 253 K a temperatura absoluta

M = 16 kg/kmol a massa molecular do metano

S = 103 m2 a seo transversal do furo

! = 1,32 o ndice politrpico da expanso adiabtica para o gs metano

Pa 108412

11,32 0 1

2

1 51321321

51

0 7$'(

)*+

, -7$'

(

)*+

, -.$

&&..

,pp

),/(,)/(

c

A velocidade de liberao do gs no restringida, uma vez que p < pc.

99500 ,p

p$

/ 0

/ 09 :kg/s 1082

9950995011321

3212

253108,3

16101,00510

11

2

2

321132113213

53-

10

10

&

&

..&.

7$

$7&7&

77

77777$

$''(

)**+

,

11

2

3

44

5

6

''(

)**+

,&

&.

.$

,

,,,

,

p

p

p

p

TR

MpS

dt

dG

,/,/,

//

Velocidade inicial de liberao do gs:

33

5kg/m 80

253 1038

16 100051,

,

,

TR

Mp$

77

77$$%

/ 0 332111

00 kg/m 809950 80 ,,,

p

p ,//

$7$''(

)**+

,$

.

%%

m/s 35 10 0,8

10823-

2

00 $

7

7$$

&,

S

dtdGv

%

Bibliografia de referncia para as equaes acima indicadas: Classification of Hazardous Locations by A.W. Cox, F.P. Lee & M.L. Ang; IChem, 1993.

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Anexo B (informativo)

Ventilao

B.1 Generalidades

O objetivo deste Anexo fornecer uma orientao para a avaliao do grau de ventilao e por extenso a Seo 6, pela definio das condies de ventilao e, apresentando explicaes, exemplos e clculos. Estas orientaes podem ento ser utilizadas no projeto de sistemas de ventilao artificial, uma vez que estes so de extrema importncia no controle da disperso de liberaes de gases e vapores inflamveis.

O mtodo desenvolvido permite a determinao do tipo de zona atravs de

; estimativa da vazo mnima de ar necessria para evitar a gerao significante de uma atmosfera explosiva de gs;

; clculo de um volume hipottico Vz que permite a determinao do grau de ventilao;estimativa do tempo de persistncia da liberao;

; determinao do tipo de zona a partir do grau e da disponibilidade da ventilao e do grau da fonte de risco utilizando a Tabela B.1;

; verificar se a zona e o tempo de persistncia so consistentes;

No inteno que estes clculos sejam utilizados diretamente para a determinao das extenses das reas classificadas.

Embora este conceito seja para aplicao em situaes de ambiente interno, os conceitos descritos podem ser estendidos para aplicaes externas, por exemplo, pela aplicao da Tabela B.1.

B.2 Ventilao natural

Este um tipo de ventilao que obtido pelo movimento do ar causado pelo vento e/ou por gradientes de temperatura. Em ambientes externos, a ventilao natural, na maioria das vezes, suficiente para assegurar a disperso de uma eventual atmosfera explosiva de gs que possa surgir na rea. A ventilao natural tambm pode ser efetiva em alguns casos de ambientes internos (por exemplo, no caso em que o prdio tenha aberturas em suas paredes e/ou no teto).

NOTA Para reas externas, a avaliao da ventilao necessita ser, normalmente, baseada em uma velocidade de vento assumida de, no mnimo, igual a 0,5 m/s, a qual estar presente praticamente de modo contnuo. Em muitos locais a velocidade do vento freqentemente est acima de 2 m/s, entrento, em situaes particulares, esta pode estar abaixo de 0,5 m/s (por exemplo, superfcie imediatamente acima do solo).

Exemplos de ventilao natural:

; situaes de ambientes externos, tpicas da indstria qumica e de petrleo, como, por exemplo, estruturas abertas, suportes de tubulaes (pipe racks), ptios de bombas e similares;

; uma edificao aberta, considerando a densidade relativa dos gases e/ou vapores envolvidos, que tenha aberturas nas paredes e/ou no teto, de tal forma dimensionadas e localizadas que a ventilao no interior da edificao, para o objetivo de classificao de reas, possa ser considerada como equivalente situao de ambientes externos;

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; uma edificao que no seja aberta, mas que possua ventilao natural (geralmente menor do que de uma edificao aberta), provida de aberturas permanentes, construdas com o objetivo de ventilao.

B.3 Ventilao artificial

B.3.1 Generalidades

O movimento do ar necessrio para a ventilao gerado por meios artificiais, por exemplo, atravs de ventiladores ou exaustores. Embora a ventilao artificial seja principalmente aplicvel a ambientes internos, esta pode ser tambm aplicada para ambientes externos, de modo a compensar a ventilao natural restrita ou impedida, provocada pela presena de obstculos.

A ventilao artificial de uma rea pode ser do tipo geral ou local e, para ambos os casos, podem ser apropriados diferentes graus de movimentao e de renovao do ar.

Com a utilizao de ventilao artificial possvel a obteno de

; reduo do tipo e/ou extenso das zonas;

; diminuio do tempo de persistncia de uma atmosfera explosiva de gs;

; preveno da formao de uma atmosfera explosiva de gs.

B.3.2 Consideraes de projeto

A ventilao artificial pode proporcionar um efetivo e confivel sistema de ventilao em ambientes internos. Um sistema de ventilao artificial que projetado para a proteo contra exploso necessita atender aos seguintes requisitos:

; sua efetividade necessita ser controlada e monitorada;

; deve-se levar em considerao a classificao de reas no interior do sistema de exausto, imediatamente no lado externo do seu ponto de descarga e outras aberturas deste sistema de exausto;

; para ventilao de uma rea classificada, o ar necessita ser normalmente captado de uma rea no classificada, levando-se em considerao os efeitos de suco nas reas adjacentes;

; antes da determinao das dimenses e do projeto do sistema de ventilao, definida a taxa de liberao e o grau da fonte de risco.

Adicionalmente, os seguintes fatores influenciaro na qualidade de um sistema de ventilao artificial:

; os gases e vapores inflamveis geralmente possuem densidades diferentes da densidade do ar, desta forma estes tendem a se acumular prximo ao teto ou piso em uma rea fechada, onde o movimento do ar geralmente reduzido;

; mudanas na densidade do gs com a temperatura;

; barreiras e obstculos podem causar a reduo ou at mesmo impedir movimento do ar, isto , podem causar a no ventilao em certas partes da rea;

; turbulncia e padres de circulao de ar.

B.3.3 Exemplos de ventilao artificial

B.3.3.1 Ventilao artificial geral

; Uma edificao dotada de ventiladores nas paredes e/ou no teto, com o objetivo de melhorar a ventilao geral na edificao;

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; Uma situao de ambiente aberto, provido com ventiladores adequadamente localizados, com o objetivo de melhorar a ventilao geral da rea.

B.3.3.2 Exemplos de ventilao artificial localizada

; Um sistema de exausto de ar/vapor aplicado a um equipamento de processo que continuamente ou periodicamente libera vapor inflamvel;

; Um sistema de ventilao ou exausto forada aplicado a uma rea especfica, pequena e com ventilao local, onde previsto que uma atmosfera explosiva de gs possa ocorrer em caso de ausncia deste sistema de ventilao.

B.4 Graus de ventilao

A efetividade da ventilao em controlar a disperso e a persistncia da atmosfera explosiva de gs depende do grau e da disponibilidade da ventilao e do projeto do sistema. Por exemplo, a ventilao pode no ser suficiente para evitar a formao de uma atmosfera explosiva de gs, mas pode ser suficiente para evitar a sua persistncia.

NOTA Se outras formas de ventilao, tais como com ventiladores de sistemas de resfriamento, forem levados em considerao, ento cuidados necessitam ser tomados referentes disponibilidade destes sistemas.

So reconhecidos os trs graus de ventilao indicados a seguir.

B.4.1 Ventilao alta (VA)

Pode reduzir a concentrao no local da fonte de risco virtualmente instantaneamente, resultando em uma concentrao abaixo do limite inferior de explosividade. Resulta em uma extenso de zona desprezvel. Entretanto, onde a disponibilidade de ventilao no boa, outro tipo de zona pode ocorrer ao redor da extenso de zona desprezvel (ver Tabela B.1).

B.4.2 Ventilao mdia (VM)

Pode controlar a concentrao, resultando em uma situao estvel de extenso da zona, enquanto estiver ocorrendo a liberao e onde a atmosfera explosiva de gs no persiste desnecessariamente aps ter cessado o vazamento.

A extenso e o tipo da zona so limitados pelos parmetros do projeto.

B.4.3 Ventilao baixa (VB)

No pode controlar a concentrao enquanto ocorre o vazamento e/ou no pode evitar a permanncia indevida de uma atmosfera explosiva de gs, aps ter cessado o vazamento.

B.5 Avaliao de grau de ventilao e sua influncia na classificao de reas

B.5.1 Generalidades

A extenso de uma nuvem de gs ou vapor inflamvel e o tempo pelo qual esta persiste aps ter cessado o vazamento podem ser controlados por meio da ventilao. Um mtodo para avaliao do grau de ventilao requerido para controlar a extenso e o tempo de persistncia de uma atmosfera explosiva de gs descrito a seguir.

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conveniente observar que este mtodo est sujeito s limitaes descritas e desta forma apresenta resultados somente aproximados. necessrio que a utilizao de fatores de segurana assegure que os resultados obtidos esto a favor da segurana. A aplicao deste mtodo ilustrada a seguir por exemplos hipotticos (ver Seo B.7).

A avaliao do grau de ventilao requer primeiramente o conhecimento da taxa mxima de liberao do gs ou vapor no local da fonte de risco, seja pela experincia, por meio de clculos adequados, hipteses confiveis ou disponibilidade de dados de fabricantes.

NOTA O modo pela qual a taxa mxima de liberao foi determinada necessita ser registrado na documentao.

B.5.2 Estimativa do volume hipottico Vz

Os clculos apresentados neste Anexo fornecem exemplos simplificados. Estes clculos no so destinados a serem considerados como o nico mtodo de avaliao. Outras formas de avaliao, tal como, por exemplo, o modelamento computacional, pode tambm ser adequado em algumas situaes.

B.5.2.1 Generalidades

O volume hipottico Vz representa o volume no qual a concentrao mdia do gs ou vapor inflamvel tipicamente 0,25 ou 0,5 vez o LIE, dependendo do valor do fator de segurana k. Isto significa que nas extremidades do volume hipottico estimado, a concentrao do gs ou vapor estari significativamente abaixo do LIE, ou seja, o volume no qual a concentrao est acima do LIE seria menor do que Vz.

Os clculos de Vz so destinados somente para auxiliar na avaliao do grau de ventilao. O volume hipottico

de risco no diretamente relacionado com a extenso da rea classificada.

B.5.2.2 Relao entre o volume hipottico Vz e as dimenses das reas classificadas

O volume hipottico Vz fornece uma orientao para a extenso do volume de gs inflamvel a partir de uma fonte de risco, mas esta extenso no ir normalmente equacionar as dimenses das reas classificadas. Em primeiro lugar, a forma do volume hipottico no definida e influenciada pelas condies de ventilao (ver B.4.3 e B.5). O grau e disponibilidade da ventilao e possveis variaes destes parmetros influenciam a forma do volume hipottico. Em segundo lugar, a posio do volume hipottico com relao fonte de risco necessita ser estabelecida. Isto depende principalmente da direo da ventilao, considerando o volume hipottico influenciado pela direo do vento. Em terceiro lugar, em algumas situaes deve ser considerada a possibilidade de variao das direes da ventilao e a flutuabilidade (ou densidade relativa) do gs ou vapor.

Dessa forma, as dimenses de uma rea classificada, a partir de uma determinada fonte de risco, so geralmente algumas ou at mesmo muitas vezes maiores do que o volume hipottico Vz.

Para determinar o volume hipottico (ver as equaes B.4 e B.5), necessrio, primeir

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