Seleção de bucins para atmosferas com poeiras potencialmente explosivas: Como escolher produtos com certificação ATEX e evitar explosões catastróficas?

As explosões de poeiras matam anualmente mais de 100 trabalhadores em todo o mundo. A seleção adequada de bucins para atmosferas com poeiras explosivas pode evitar estas tragédias e proteger as suas instalações de danos devastadores.

A seleção de bucins para atmosferas com poeiras explosivas requer Certificação ATEX¹ para zonas apropriadas (20, 21, 22), classificações de proteção de entrada adequadas (IP6X mínimo), compatibilidade de classe de temperatura, considerações de temperatura de ignição de poeiras e conformidade com a norma EN 60079-31 para requisitos de invólucro à prova de poeiras.

No mês passado, o Hassan telefonou-me com urgência das suas instalações de processamento de cereais. Tiveram um incidente de quase-acidente em que o pó acumulado à volta de bucins com classificação incorrecta criou uma potencial fonte de ignição. A investigação revelou que os bucins existentes não estavam certificados pela ATEX para atmosferas poeirentas. Este incidente recordou-me porque é que a seleção adequada é literalmente uma questão de vida ou de morte.

Índice

• Quais são os requisitos essenciais para os bucins em zonas de explosão de poeiras?
• Como é que se determina a categoria ATEX e a classificação da zona corretas?
• Quais são as principais especificações técnicas dos bucins à prova de pó?
• Como selecionar bucins para diferentes tipos de poeiras combustíveis?

Quais são os requisitos essenciais para os bucins em zonas de explosão de poeiras?

Os bucins em atmosferas com poeiras potencialmente explosivas têm de cumprir os rigorosos requisitos ATEX que vão para além das aplicações industriais normais. A compreensão destes requisitos evita falhas catastróficas.

Os requisitos essenciais incluem a certificação ATEX de acordo com a Diretiva 2014/34/UE, a conformidade com EN 60079-31² para invólucros estanques ao pó, categoria de equipamento adequada (1D, 2D, 3D), compatibilidade da classe de temperatura com as temperaturas de ignição do pó e classificação de proteção de entrada adequada (mínimo IP6X) para evitar a acumulação de pó.

Requisitos da Diretiva ATEX

Categorias de equipamento para atmosferas poeirentas:

• Categoria 1D: Zona 20 - Nível de proteção muito elevado
• Categoria 2D: Zona 21 - Nível de proteção elevado  
• Categoria 3D: Zona 22 - Nível de proteção normal

Requisitos essenciais de segurança:

• Prevenção de fontes de ignição
• Limitação das temperaturas de superfície
• Proteção contra descarga eletrostática³
• Resistência ao impacto mecânico
• Proteção ambiental contra a entrada de poeiras

Conformidade com a norma EN 60079-31

Requisitos do invólucro à prova de poeira:

• Classificação IP6X: Proteção completa contra a entrada de pó
• Ensaio de pressão: 2 kPa de sobrepressão durante 10 segundos
• Monitorização da temperatura: Limitações da temperatura da superfície
• Resistência mecânica: Resistência aos choques e às vibrações

O David disse-me recentemente: "Chuck, a sua explicação dos requisitos da norma EN 60079-31 ajudou-nos a perceber porque é que os nossos bucins IP65 normais não eram suficientes para a nossa aplicação no moinho de farinha."

Sistema de classificação de temperatura

Classes de temperatura para poeiras:

• T1: ≤ 450°C temperatura da superfície
• T2: ≤ 300°C temperatura da superfície
• T3: ≤ 200°C temperatura da superfície
• T4: ≤ 135°C temperatura da superfície
• T5: ≤ 100°C temperatura da superfície
• T6: ≤ 85°C temperatura da superfície

Exemplos de temperatura de ignição de poeiras:

Requisitos de certificação e marcação

Formato de marcação ATEX:

• Marcação CE com o número do organismo notificado
• Símbolo Ex e conceito de proteção
• Categoria do equipamento e adequação à zona
• Designação da classe de temperatura
• Referência do número do certificado

Exemplo de marcação:
CE 0102 ⚡ II 2D Ex tb IIIC T135°C Db IP66

Interpretação:

• CE 0102: Certificação do organismo notificado
• II 2D: Equipamentos da categoria 2D para a zona 21
• Ex tb IIIC: Proteção por invólucro para poeiras combustíveis
• T135°C: Temperatura máxima da superfície
• Db: Nível de proteção contra poeiras
• IP66: Índice de proteção de entrada

Na Bepto, mantemos certificações ATEX abrangentes para todas as aplicações em atmosfera de poeira. A nossa equipa técnica fornece orientação detalhada sobre a aplicação para garantir uma seleção adequada. 😉

Como é que se determina a categoria ATEX e a classificação da zona corretas?

A classificação correta das zonas é fundamental para selecionar os bucins adequados. Uma classificação incorrecta pode levar a uma proteção inadequada e a potenciais riscos de explosão.

A classificação da zona requer uma avaliação do perigo da probabilidade de libertação de poeiras, padrões de acumulação de poeiras, eficácia da ventilação e procedimentos operacionais para determinar se as áreas se qualificam como Zona 20 (presença contínua), Zona 21 (presença ocasional) ou Zona 22 (apenas condições anormais).

Definições de zonas de explosão de poeiras

Zona 20 - Categoria 1D Obrigatório:

• Atmosfera de poeira explosiva presente continuamente
• Mais de 1000 horas por ano
• Dentro do equipamento que manuseia poeiras combustíveis
• Requer o mais alto nível de proteção

Zona 21 - Categoria 2D Obrigatório:

• Atmosfera explosiva de poeiras provável durante o funcionamento normal
• 10-1000 horas por ano
• Perto de equipamento de manuseamento de poeiras
• Requer um elevado nível de proteção

Zona 22 - Categoria 3D necessária:

• Atmosfera explosiva de poeiras improvável durante o funcionamento normal
• Menos de 10 horas por ano
• Afastado de fontes de poeira com boa ventilação
• Requer um nível normal de proteção

Metodologia de classificação de zonas

Passo 1: Avaliação da libertação de poeiras

• Libertação contínua: Interior do equipamento, pontos de transferência
• Libertação primária: Emissões de poeiras em condições normais de funcionamento
• Libertação secundária: Apenas condições anómalas

Etapa 2: Análise da ventilação

• Ventilação natural: Áreas exteriores ou bem ventiladas
• Ventilação artificial: Sistemas mecânicos com monitorização
• Má ventilação: Espaços fechados com circulação de ar limitada

Etapa 3: Avaliação da acumulação

• Espessura da camada de pó: >5mm cria risco de explosão
• Frequência de limpeza: A remoção regular reduz o risco
• Caraterísticas da superfície: As superfícies horizontais acumulam mais pó

Hassan partilhou: "A vossa metodologia de classificação de zonas ajudou-nos a avaliar corretamente o nosso elevador de cereais. Descobrimos que várias áreas estavam classificadas incorretamente."

Erros comuns de classificação

Erros de sobreclassificação:

• Classificação de todas as áreas próximas do manuseamento de poeiras como Zona 21
• Ignorar a eficácia dos sistemas de ventilação
• Não ter em conta os níveis de poeiras operacionais efectivos
• Aplicação de factores de segurança demasiado conservadores

Erros de subclassificação:

• Subestimação das taxas de acumulação de poeiras
• Ignorar as nuvens de poeira secundárias resultantes da limpeza
• Não considerar cenários de mau funcionamento do equipamento
• Avaliação inadequada dos impactos da falha de ventilação

Requisitos de documentação

Documentação de classificação de zonas:

• Metodologia de avaliação dos perigos
• Identificação da fonte de libertação de poeiras
• Análise do sistema de ventilação
• Desenhos dos limites da zona
• Justificação da seleção do equipamento
• Procedimentos de revisão e atualização periódicas

Requisitos da pessoa competente:

• Especialista qualificado em proteção contra explosões
• Compreensão do processo e do equipamento
• Conhecimento das normas e regulamentos pertinentes
• Experiência com aplicações semelhantes
• Formação contínua e manutenção da certificação

Quais são as principais especificações técnicas dos bucins à prova de pó?

Os bucins estanques ao pó requerem caraterísticas de conceção específicas e caraterísticas de desempenho que diferem significativamente das aplicações industriais normais estanques ao gás ou gerais.

As principais especificações incluem a classificação IP6X à prova de poeiras de acordo com a norma IEC 60529, a conformidade com os requisitos de teste de pressão EN 60079-31, a redução da temperatura para a acumulação de camadas de poeiras, a resistência mecânica para ambientes industriais e sistemas de vedação adequados que mantêm a integridade sob ciclos térmicos.

Requisitos de proteção contra a entrada

Requisitos de teste IP6X:

• Poeira de ensaio: Pó de talco ou equivalente
• Pressão negativa2 kPa (20 mbar) durante 8 horas
• Sem entrada de pó: Proteção completa verificada
• Ensaio de pressão: 2 kPa de sobrepressão durante 10 segundos

Caraterísticas críticas de conceção:

• Barreiras de vedação múltiplas: Vedantes primários e secundários
• Design de vedação capturado: Evita a deslocação do vedante
• Superfícies internas lisas: Minimiza os pontos de acumulação de pó
• Conceção correta da rosca: Evita a entrada de pó através das roscas

Considerações sobre o desempenho em termos de temperatura

Efeitos da camada de poeira:

• Isolamento térmico: As camadas de poeira reduzem a dissipação de calor
• Aumento da temperatura: Aumento de 5-50°C consoante a espessura
• Factores de derivação: Aplicar margens de temperatura conservadoras
• Requisitos de controlo: Verificação da temperatura da superfície

David contou-me: "Não nos apercebemos que a acumulação de poeiras aumentaria as temperaturas dos nossos bucins em 30°C. A sua orientação de redução de temperatura evitou potenciais problemas de ignição."

Conceção do sistema de vedação

Requisitos do selo primário:

• Compatibilidade dos materiais: Resistente ao pó e à limpeza
• Estabilidade térmica: Mantém as propriedades em toda a gama de funcionamento
• Resistência à compressão: Integridade da vedação a longo prazo
• Resistência química: Compatível com materiais de processo

Caraterísticas da vedação secundária:

• Proteção de segurança: Capacidade de selagem redundante
• Mecanismo de vedação diferente: Complementar ao selo primário
• Substituição fácil: Design de fácil manutenção
• Indicação visual: Avaliação do estado do selo transparente

Requisitos de resistência mecânica

Resistência ao impacto:

• Classificação IK⁴: Nível de proteção contra impactos mecânicos
• Resistência à vibração: Compatibilidade com o ambiente industrial
• Ciclagem térmica: Expansão/contração sem falhas
• Binário de instalação: Vedação correta sem tensão excessiva

Seleção de materiais:

• Resistência à corrosão: Adequado para ambientes poeirentos
• Dissipação estática: Evita a acumulação eletrostática
• Resistência aos raios UV: Capacidade de aplicação no exterior
• Resistência ao fogo: Não contribui para a propagação do fogo

Compatibilidade de cabos

Tipos de cabos e dimensionamento:

• Cabos blindados: Ligação à terra e vedação adequadas
• Cabos multi-core: Vedação individual do condutor
• Cabos de fibra ótica: Alojamento de cabos não metálicos
• Gama de tamanhos: Cobertura exaustiva das aplicações

Requisitos de alívio de tensão:

• Resistência ao arrancamento: Mínimo 500N para a maioria das aplicações
• Proteção do raio de curvatura: Evita danos nos cabos
• Stress ambiental: Vento, vibrações, ciclos térmicos
• Fiabilidade a longo prazo: Mantém o desempenho durante a vida útil do equipamento

Na Bepto, os nossos bucins estanques ao pó incorporam uma tecnologia de vedação avançada e uma construção robusta para garantir um desempenho fiável nos ambientes mais exigentes em termos de pó. 😉

Como selecionar bucins para diferentes tipos de poeiras combustíveis?

As diferentes poeiras combustíveis têm caraterísticas únicas que afectam a seleção dos bucins. Compreender estas diferenças garante uma proteção e conformidade óptimas.

A seleção específica de poeiras requer a análise da distribuição do tamanho das partículas, da sensibilidade à ignição, da condutividade eléctrica, das propriedades corrosivas e comportamento higroscópico⁵ para determinar os materiais adequados, os sistemas de vedação, as classificações de temperatura e os requisitos de manutenção para cada aplicação.

Classificação e caraterísticas das poeiras

Grupo IIIA - Folhas combustíveis:

• Exemplos: Fibras de algodão, pó de papel, fibras têxteis
• Caraterísticas: Fibroso, de baixa densidade, facilmente transportável pelo ar
• Considerações especiais: Prevenção da entrada de fibras, acumulação de estática

Grupo IIIB - Poeiras não condutoras:

• Exemplos: Farinha, amido, açúcar, pó de plástico
• Caraterísticas: Isolante, potencial de acumulação estática
• Considerações especiais: Prevenção de descargas electrostáticas

Grupo IIIC - Poeiras condutoras:

• Exemplos: Pós metálicos, negro de fumo, grafite
• Caraterísticas: Partículas finas e condutoras de eletricidade
• Considerações especiais: Prevenção de curto-circuitos, ligação à terra

Seleção de material por tipo de pó

Aplicações de poeiras corrosivas:

• Aço inoxidável: 316L mínimo para resistência química
• Ligas especiais: Hastelloy, Inconel para condições severas
• Revestimentos de proteção: PTFE, revestimentos cerâmicos quando aplicável
• Materiais de vedação: Elastómeros resistentes a produtos químicos

Ambientes com poeiras abrasivas:

• Superfícies endurecidas: Materiais resistentes ao desgaste
• Acabamentos lisos: Minimizar os pontos de desgaste abrasivo
• Componentes substituíveis: Fácil acesso para manutenção
• Construção robusta: Conceção mecânica resistente

Hassan partilhou recentemente: "A vossa orientação na seleção de materiais para a nossa fábrica de cimento salvou-nos de falhas prematuras. O pó abrasivo estava a destruir os nossos anteriores bucins."

Considerações específicas da aplicação

Aplicações de processamento de alimentos:

• Conformidade com a FDA: Materiais de qualidade alimentar quando necessário
• Conceção sanitária: Limpeza e inspeção fáceis
• Resistência à corrosão: Compatibilidade com produtos químicos de limpeza
• Desempenho térmico: Considerações sobre o calor de processo

Fabrico de produtos farmacêuticos:

• Requisitos de confinamento: Evitar a contaminação cruzada
• Validação da limpeza: Procedimentos de limpeza documentados
• Compatibilidade dos materiais: Compatibilidade entre API e excipiente
• Conformidade regulamentar: BPF e requisitos de validação

Indústrias de transformação de madeira:

• Resistência ao fogo: Materiais não contributivos
• Resistência à humidade: Humidade e exposição à água
• Ciclo de temperatura: Operações de forno e secagem
• Acesso para manutenção: Manutenção em ambientes poeirentos

Factores ambientais

Humidade e humidade:

• Poeiras higroscópicas: Açúcar, sal, alguns produtos químicos
• Degradação da junta: Efeitos da humidade nos elastómeros
• Aceleração da corrosão: Efeitos combinados de poeira e humidade
• Desempenho elétrico: Manutenção da resistência do isolamento

Variações de temperatura:

• Aquecimento de processos: Exposição a temperaturas elevadas
• Ciclagem térmica: Efeitos de expansão e contração
• Variações sazonais: Considerações sobre a instalação no exterior
• Geração de calor: Efeitos da carga eléctrica na temperatura

Requisitos de manutenção e inspeção

Manutenção específica para poeiras:

• Frequência de limpeza: Com base nas taxas de acumulação
• Métodos de inspeção: Testes visuais, térmicos e eléctricos
• Critérios de substituição: Indicadores de degradação do desempenho
• Documentação: Registos de manutenção e tendências

Procedimentos de segurança:

• Autorizações para trabalhos a quente: Soldadura e corte perto de zonas com poeiras
• Métodos de limpeza: Técnicas de despoeiramento aprovadas
• Proteção pessoal: EPI adequado para a exposição a poeiras
• Procedimentos de emergência: Planos de reação a explosões de poeiras

David contou-me: "As suas orientações de manutenção ajudaram-nos a desenvolver procedimentos eficazes que mantêm os nossos bucins a funcionar de forma fiável no nosso ambiente exigente de poeiras."

Matriz de decisão de seleção

Critérios de seleção primários:

• Classificação das zonas: Determina o nível de proteção necessário
• Caraterísticas do pó: Influencia a seleção do material e do design
• Condições ambientais: Temperatura, humidade, corrosão
• Requisitos de instalação: Acesso, tipos de cabos, montagem

Considerações secundárias:

• Otimização de custos: Equilíbrio entre desempenho e economia
• Requisitos de manutenção: Custos operacionais em curso
• Apoio ao fornecedor: Assistência técnica e peças sobressalentes
• Flexibilidade futura: Acolhimento das alterações

A experiência da Bepto na aplicação de poeiras

Fornecemos apoio abrangente para aplicações de atmosfera de poeira:

• Engenharia de aplicação: Guia de seleção específico para poeiras
• Certificação ATEX: Pacotes de documentação completos
• Formação técnica: Princípios de proteção contra explosão de poeiras
• Apoio à manutenção: Orientações para inspeção e substituição
• Actualizações regulamentares: Alterações nas normas e requisitos

Hassan afirmou recentemente: "A experiência da Bepto na aplicação de poeiras deu-nos a confiança de que as nossas selecções eram seguras e rentáveis. O seu apoio contínuo tem sido inestimável."

Conclusão

A seleção adequada de bucins para atmosferas com poeiras explosivas requer uma análise sistemática da classificação da zona, das caraterísticas das poeiras, das condições ambientais e dos requisitos regulamentares para garantir a segurança e a conformidade.

Perguntas frequentes sobre bucins em atmosferas de explosão de poeiras