Especificação de Barreiras de Segurança Intrínseca
Desde o início da utilização de eletricidade pelas indústrias, no final do século XIX,
equipamentos elétricos foram instalados em ambientes com presença de substâncias
inflamáveis1.
A partir dos inevitáveis acidentes que começaram a ocorrer, buscou-se conhecer melhor a
relação entre os ambientes e os equipamentos. Percebeu-se que, ao contrário das minas de
carvão, a maioria dos ambientes industriais não possuíam mistura inflamável o tempo todo.
Daí surgiu o conceito de atmosferas potencialmente explosivas.
A forma mais tradicional de proteção foi o invólucro à prova de explosão, baseada no conceito
não de isolar a ignição do combustível, mas de conter a expansão de uma eventual combustão.
Da mesma forma, os equipamentos elétricos foram estudados para que, em qualquer circunstância, de operação normal ou de falha prevista, não pudessem gerar temperatura ou centelha acima dos limites de ignição do gás no meio ao qual seriam instalados.
Até hoje, ainda há muito o que se aprender e divulgar sobre o assunto.
O objetivo deste artigo é esclarecer como funcionam as barreiras de segurança intrínseca e
como especificá-las.
A Barreira de Segurança Intrínseca
Conforme a Norma Brasileira NBR 60079-142, a Barreira de Segurança Intrínseca, ou como é
conhecida, barreira SI, é um equipamento associado.
Conforme definição em norma, “um equipamento associado é um equipamento elétrico que
possui os dois tipos de circuitos: com energia limitada e sem energia limitada. Construído de
tal forma que os circuitos sem energia limitada (intrinsecamente seguros) não possam afetar
adversamente a segurança dos circuitos com energia limitada”3.
Portanto, a barreira de SI é um equipamento associado, posto que o seu objetivo é isolar
circuitos elétricos intrinsecamente seguros dos demais circuitos elétricos sem limitação de
energia.
Uma aplicação típica de barreira de SI é a alimentação elétrica de um equipamento
intrinsicamente seguro a partir de uma fonte de alimentação comum.
Na figura a seguir, observamos a alimentação de um corretor de volume (PTZ) a partir de uma
fonte comum de 12 volts:
Podemos observar que a Barreira SI possui dois circuitos, seguro (azul) e não seguro (branco).
Por não ser um circuito integralmente de segurança intrínseca, a barreira deve,
necessariamente, ser instalada fora da área classificada.
Assim como no exemplo anterior, diversos outros circuitos não seguros interagem com
circuitos de segurança intrínseca através de barreiras SI: comunicação de dados,
instrumentação, etc.
Instalação das barreiras SI
Não é objetivo deste artigo detalhar como é a instalação de uma barreira de SI, até porque
cada tipo de barreira requer instalação específica.
No entanto, poucas pessoas sabem que a interligação entre equipamentos IS ou entre um
equipamento IS e um equipamento associado deve seguir metodologia especificada em
norma.
Essa metodologia está descrita na norma NBR IEC 60079, em suas partes 0 (Requisitos Gerais),
11 (Proteção de equipamento por segurança intrínseca “i”) e 14 (Instalação elétrica em áreas
classificadas (exceto minas) ).
Conforme o item 12.2 da parte 14 da referida norma, “Nas instalações com circuitos
intrinsecamente seguros para zonas 1 ou 2, os equipamentos intrinsecamente seguros e as
partes intrinsecamente seguras dos equipamentos associados devem estar de acordo com a
NBR IEC 60079-11, no mínimo para categoria “ib”.
Já o item 12.2.5.1 da parte 11 da referida norma, que trata a interligação entre circuitos
intrinsecamente seguros, como os diagramados na figura anterior, “os valores de máxima
tensão de entrada Ui, máxima corrente de entrada Ii, e máxima potência de entrada Pi
permissíveis de cada equipamento intrinsecamente seguro devem ser maiores ou iguais aos
valores Uo, Io e Po respectivamente do equipamento associado”(2).
Especificação das barreiras SI
Conforme descrito no item anterior, a ligação entre equipamentos IS ou destes com
equipamentos associados requer análise das características elétricas de ambos. Em alguns
casos, quando há capacitância ou indutância relevantes, tais parâmetros do cabo de
interligação também precisam ser considerados.
Portanto, a especificação de uma barreira SI é única para cada equipamento de segurança
intrínseca ao qual ela será ligada.
Ao instalarmos uma barreira SI com parâmetros diferentes dos definidos em norma,
poderemos:
- Não proteger adequadamente o circuito, quando a corrente máxima do equipamento IS for menor que acorrente máxima da barreira;
- Queimar a barreira SI, quando a corrente de operação do equipamento IS for maior que a corrente máxima da barreira.
Ao interligarmos uma barreira SI a um equipamento comum, no qual não são disponibilizados
os parâmetros elétricos, além de não termos um circuito IS, poderemos provocar a queima da
barreira e o não funcionamento do sistema.
Dessa forma, faz sentido que a compra de uma barreira de SI seja feita, sempre que possível,
junto com o equipamento SI a ser adquirido.
Abaixo seguem dois exemplos de compra de computadores de vazão ou eletrocorretores, que
chamaremos aqui de PTZ.
Estes equipamentos, por operar em área classificada, precisam ser adquiridos com certificação
do INMETRO, conforme portaria 179/2010.
Ao adquirir esses equipamentos visando operá-los com telemetria, as ligações de alimentação
(power supply) e de comunicação (RS232, RS485, ethernet, etc) serão necessárias.
Conforme regra básica de segurança, baterias, modems e demais equipamentos de telemetria
devem ficar em área segura. Na interligação entre o PTZ e os demais equipamentos deve ser
utilizada a barreira de SI, de forma a assegurar níveis de energia compatíveis com o PTZ.
Para saber quais são esses níveis, a documentação do PTZ traz esses parâmetros –
devidamente certificados.
Assim, a escolha da barreira SI deve atender a esses parâmetros, conforme NBR IEC 60079:14.
A forma mais adequada de compatibilizar esses parâmetros é adquirir a barreira junto com o
equipamento.
Não só isso. Na manutenção do sistema, ao trocar um PTZ por outro modelo, é recomendável
que a barreira de SI acompanhe o PTZ retirado. Ou seja, a barreira de SI acompanha sempre
que possível o equipamento. Caso isso não seja possível, o correto é certificar-se de que os
parâmetros da barreira atendem ao novo equipamento a ser instalado.
Os exemplos a seguir foram retirados de duas compras públicas realizadas pelas distribuidoras
Sulgás e Copergás nos últimos anos.
Primeiro Exemplo: Sulgás
Através do pregão eletrônico 28/134, a empresa contratou o fornecimento de computador de
vazão para gás natural. Em sua especificação, o equipamento deveria ser fornecido com a certificação para operar em área classificada, estendendo-se tal certificação aos equipamentos
associados a serem fornecidos junto com o equipamento, conforme figura abaixo:
Segundo exemplo: Copergás
Através do pregão presencial 14/155, a empresa contratou o fornecimento de computador de
vazão para gás natural. Em sua especificação, o escopo também compreende os equipamentos
associados:
Conclusões
A especificação técnica para a aquisição de barreira intrínseca, como equipamento associado a
um circuito intrinsecamente seguro deve, necessariamente, considerar em qual equipamento
IS tal barreira será conectada.
Como os parâmetros elétricos, definidos em norma, devem ser atendidos, a aquisição de
barreiras deve ser feita, sempre que possível e necessário, juntamente com o equipamento
principal.
No caso especifico de PTZs, tanto na aquisição, como na troca de modelos em campo, há que
se atentar na verificação dos parâmetros.
A realidade mostra que ainda existem muitos PTZs instalados em campo que não possuem
circuito IS ou que não possuem certificação. Nesses equipamentos não há parâmetros elétricos
definidos e tampouco um circuito seguro. Portanto, de nada adianta a instalação de barreira IS
nestes casos. O correto é a substituição desses equipamentos por modelos certificados com
suas respectivas barreiras.
Referências Bibliográficas
- ERTHAL (2004) – ERTHAL, LEANDRO – ATMOSFERAS POTENCIALMENTE EXPLOSIVAS: Um estudo de caso como contribuição para a classificação de áreas na atividade de indústria do Petróleo, Química e Petroquímica. ↩︎
- ABNT (2006) – ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT NBR 60079-14 – Equipamentos elétricos para atmosferas explosivas – Parte 14: Instalação elétrica em áreas
classificadas (exceto minas) ↩︎ - ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT NBR 60079-0 – Equipamentos
elétricos para atmosferas explosivas – Parte 0: Requisitos gerais ↩︎ - SULGAS – SULGAS – ET-COPROG0006, de 18/04/2013, disponível em
https://www.compras.rs.gov.br/ ↩︎ - COPERGAS – COPERGAS – ET-GERE-40-01, de 22/01/2015 ↩︎