Newson Gale. Aplicações de aterramento e conexão equipotencial Revisão 8. Controle de eletricidade estática em áreas perigosas

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1 Leading the way in hazardous area static control Aplicações de aterramento e conexão equipotencial Controle de eletricidade estática em áreas perigosas

2 Aplicações de aterramento e conexão - Controle de eletricidade estática em áreas perigosas Página Conteúdo Página Conteúdo 3 Controle eficaz de eletricidade estática por meio de 19 Aterrando vasos móveis e pequenos recipientes aterramento e conexão 6 Normas internacionais para controle dos riscos de 20 Transferência de carga entre caminhão tanque / vagão eletricidade estática em atmosferas potencialmente combustíveis 7 Soluções de equipamentos de aterramento e conexão 8 Desenhos de aplicação O último obstáculo A resistência para o ponto de terra verdadeiro 13 Aterrando IBCs flexíveis e rígidos Usando um sistema de monitoramento de terra / intertravamento adequado de trem e IBC / bolsa / tambor Usando um sistema de monitoramento de terra e conjunto de conexão portátil 21 Aterrando tambores e recipientes Usando cabos e garras homologadas para áreas perigosas 26 Manual de conceitos de proteção e códigos para equipamentos elétricos operando em áreas perigosas. Classificação de temperatura de equipamentos 14 Aterrando itens interconectados da fábrica, canos e elétricos. dutos 15 Aterrando um secador de leito fluído e seus componentes Usando um sistema de monitoramento de terra / intertravamento de múltiplos canais Usando cabos e garras de autoteste 9 Aterrando um caminhão tanque 22 Aterrando tambores e recipientes com prateleira de armazenagem Usando cabos e garras homologadas para áreas Usando um sistema de monitoramento de terra / perigosas intertravamento para caminhão tanque 10 Aterrando vagões de trem 23 Conectando e aterrando vasos móveis e pequenos recipientes Usando o Earth-Rite PLUS Usando cabos e garras homologadas para áreas perigosas 11 Aterrando veículos de serviço / caminhões de vácuo Usando um sistema móvel de verificação de a 24 Aterrando IBCs e recipientes aterramento Usando carretéis e garras de aterramento homologadas para áreas perigosas 12 Aterramento de máquinas de mistura / combinação / enchimento 25 Aterrando pessoas e condições de teste para calçados Usando o Earth-Rite TELLUS Usando calçados dissipativos de estática / testador de calçados Usando um sistema de monitoramento de terra / intertravamento de múltiplos canais 27 Comparação dos sistemas europeu (ATEX), norteamericano (NEC & CEC) e internacional (IECEx) de classificação de áreas perigosas Comparação dos grupos europeus e norte-americanos de gás (e pó) Proteção de entrada 16 Aterrando um vaso rotativo e recipiente fixo 28 Interpretando os códigos de certificação e Usando módulos dedicados de monitoramento de terra / intertravamento homologação para equipamentos elétricos em áreas perigosas 17 Aterrando tambores e recipientes Usando cabos e garras de autoteste 18 Aterrando tambores em um armazém ou sala de processamento Usando cabos e garras de autoteste alimentados pela tensão de linha / rede 30 Manutenção contínua de procedimentos e equipamentos de controle de estática 31 Checklist de segurança 2

3 Controle eficaz de eletricidade estática por meio de aterramento e conexão A eletricidade estática ou o acúmulo de cargas estáticas está presente em todos os lugares. No dia a dia, uma centelha de estática é vista como um incômodo. Em uma atmosfera combustível, seus efeitos podem ser catastróficos. Muitos incêndios industriais e ferimentos pessoais podem ser diretamente atribuídos à ignição de uma atmosfera de vapor, gás ou pó, por uma centelha de estática. Porém, há diversas medidas de proteção que podem ser adotadas em toda a indústria para controlar esse perigo sempre presente para as pessoas, instalações e processos. Ao implementar medidas de segurança em atmosferas potencialmente explosivas, há muitas questões a considerar. A eliminação de fontes de ignição em potencial é o melhor ponto de partida, seja em termos de bom projeto de engenharia ou de procedimentos operacionais gerais. Porém, em qualquer tipo de atmosfera combustível, podem existir perigos ocultos na forma de "condutores isolados". São objetos condutores inerentemente ou acidentalmente isolados do potencial de terra, impedindo que a eletricidade estática produzida seja dissipada com segurança, resultando assim em um acúmulo de carga no objeto. Esses condutores isolados incluem flanges metálicos, conexões ou válvulas em sistemas de tubulação, tambores portáteis, recipientes ou vasos, caminhões tanques, vagões tanque e até pessoas! Condutores isolados são possivelmente a fonte mais provável de incidentes de ignição por eletricidade estática na indústria. Para entender a extensão do perigo e como este pode ser controlado, deve-se considerar os fundamentos da eletricidade estática e como esta se manifesta. Em qualquer processo industrial no qual exista movimento, a junção e separação de materiais irá gerar eletricidade estática. Isso pode ser representado pelo fluxo de líquido através de um cano, pelo pó descendo por uma calha, por um processo de mistura ou por uma pessoa andando ao longo do piso. Embora as diferenças de potencial (tensões) induzidas nos objetos possam ser muito altas, a intensidade de corrente de descarga é normalmente muito baixa, não excedendo tipicamente 0,1 ma. Se o objeto ou peça da instalação tiver um contato suficientemente bom com um ponto de terra, essa carga será dissipada conforme for sendo produzida. Porém, se o objeto estiver isolado do potencial de terra, a carga começará a se acumular, resultando em um aumento da tensão. Os pneus de veículos, tintas, revestimentos, gaxetas, vedações e outros materiais não condutores podem ser suficientemente isolantes para impedir a dissipação segura da eletricidade estática. As cargas estáticas podem rapidamente se acumular até um potencial muito alto, com tensões variando de 5 kv a mais de 30 kv. Dependendo da capacitância do objeto, isso pode resultar em níveis significativos de energia disponível para descarga, muito acima do nível mínimo de energia de ignição (MIE) da atmosfera inflamável circundante. A tensão dos objetos aumenta rapidamente quando a resistência entre o objeto sendo carregado e o ponto de terra impede a dissipação das cargas. Quando outro objeto que se encontre no potencial de terra (ou potencial inferior) se aproximar do objeto carregado, um campo elétrico será imediatamente estabelecido entre os dois. As descargas elétricas ocorrem quando a intensidade do campo elétrico excede a tensão de ruptura da atmosfera entre os dois corpos. A tensão de ruptura média do ar é aproximadamente 3 kv por milímetro. No entanto, devido a diversas variáveis, incluindo os mecanismos de carga, as taxas de geração de carga, a resistência de ruptura do ar, gás ou mistura de vapores, a resistência entre os objetos e o ponto de terra e até mesmo a geometria dos objetos, não se pode assumir que potenciais inferiores não irão causar a descarga de centelhas eletrostáticas com capacidade de ignição. A energia potencial de uma descarga eletrostática pode ser calculada a partir da fórmula: Onde: 2 W = ½ CV W = Energia potencial da descarga (mj). C = Capacitância do objeto sujeito ao acúmulo de carga. V = Tensão do objeto causada pelo acúmulo de carga. Os MIEs típicos variam dependendo de a atmosfera inflamável conter vapor, pó ou gás, mas muitos solventes comumente usados têm MIEs bem abaixo de 1 mj (vide tabelas A e B). Se o condutor isolado se aproximar de outro objeto com um potencial menor, grande parte dessa energia será liberada na forma de uma descarga eletrostática de ignição. É claro que, para que uma ignição da atmosfera combustível ocorra, é preciso que haja uma concentração adequada de combustível (vapor, pó ou gás) no ar, mas, para fins de um projeto seguro da instalação, o próprio fato de haver uma atmosfera combustível identificada deve sugerir que uma ignição é possível ou provável. Os problemas associados aos condutores isolados podem ser resolvidos por meio de conexão e aterramento eficaz. 3

4 Tabela A: Energia potencial em itens típicos da instalação Objeto Capacitância (pf) Energia armazenada a 10kV (mj) Energia armazenada a 30 kv (mj) Caminhão tanque Pessoa Balde de aço Flange de 100 mm Tabela B: Energia mínima de ignição de vapores e pós Vapor líquido MIE (mj) Nuvem de pó MIE (mj) Propanol 0.65 Farinha de trigo 50 Acetato de etila 0.46 Açúcar 30 Metano 0.28 Aluminio 10 Hexano 0.24 Resina epóxi 9 Metanol 0.14 Zircônio 5 Dissulfeto de carbono Fonte dos dados: UK IChemE 0.01 Alguns intermediários farmacêuticos Aterramento" pode ser definido como a conexão do objeto condutor a um "ponto de terra" conhecido através de um cabo condutor mecanicamente resistente, garantindo assim que o objeto fique em 0 V, conhecido também como potencial de terra. "Conexão" (ou conexão equipotencial) pode ser descrita como a vinculação de objetos condutores adjacentes de forma a equalizar o potencial entre eles. Em algum ponto esses itens vinculados devem ser aterrados para garantir que todos os objetos condutores fiquem no potencial de terra. No caso de instalações fixas, como encanamentos, tanques de armazenagem etc., isso é relativamente simples de implementar. Porém, isso é mais difícil no caso de objetos móveis / portáteis, como caminhões tanques, caminhões de vácuo, tambores e IBCs (recipientes intermediários para materiais a granel) e petroleiros. Nesses casos, deve-se utilizar dispositivos de conexão de aterramento temporário especificamente projetados, com procedimentos rígidos implementados para garantir que sempre estejam conectados antes de iniciar o processo. Isso irá prevenir o acúmulo de cargas estáticas. No caso das pessoas, calçados e luvas dissipativas de estática (S.D.) podem ser utilizadas para garantir que a pessoa fique continuamente "aterrada". Existem dispositivos de teste para garantir que os calçados estejam em conformidade com a norma pertinente (por exemplo, EN ISO ou Cenelec na Europa ou ASTM F nos EUA). Ao projetar uma área de trabalho, é importante garantir que o piso tenha um nível adequado de condutividade, pois os calçados dissipativos se tornarão ineficazes se o usuário estiver sobre um piso ou revestimento isolante. Se a atmosfera combustível tiver um MIE muito baixo, pode ser necessário utilizar também roupas dissipativas de estática. Mesmo quando os equipamentos adequados de segurança contra estática tiverem sido especificados, há algumas considerações adicionais que devem ser abordadas pelos 1 responsáveis pelas operações em atmosferas potencialmente explosivas. Em termos operacionais, a conexão de uma garra de aterramento a um item da instalação é sempre uma ação "física". Mesmo que execute suas obrigações diligentemente de acordo com as informações dos procedimentos de segurança da empresa, o operador nunca pode ter certeza de que a garra fez contato com o objeto condutor com uma resistência baixa o suficiente para possibilitar a dissipação para terra de todas as cargas estáticas produzidas. O fato é que muitos objetos condutores que são capazes de acumular altos níveis de carga estática também têm camadas superficiais isolantes que podem impedir o contato necessário de baixa resistência. Isso pode ser causado pela tinta ou revestimento de tambores, caminhões tanques, caminhões de vácuo e outras instalações móveis ou pode ser o resultado de acúmulo de produto causado por condições normais de trabalho (por exemplo, quando líquidos, pós e outros materiais isolantes fazem parte do processo). Muitas garras de conexão e aterramento apresentam medidas muito altas de resistência ao serem conectadas a objetos condutivos com superfícies isolantes. Pior ainda, quando uma empresa tenta reduzir custos por meio de garras soldadas padrão ou garras jacaré de baixo peso para aterramento estático em lugar de garras projetadas especificamente, tais dispositivos apresentam uma taxa de falha ainda maior. Para resolver esse problema, pode-se especificar garras de aterramento de autoteste intrinsecamente seguras. Do ponto de vista do operador, esses dispositivos são usados exatamente da mesma forma que as garras convencionais de aterramento. São diferentes na forma como garantem ao operador que a garra não somente está fisicamente conectada, como também está realizando sua função de dissipar com segurança toda a eletricidade estática que é produzida. Essas garras empregam circuitos eletrônicos ativos de monitoramento que são alimentados a partir de uma bateria interna de baixa energia ou de uma fonte de alimentação de linha / energia da rede certificada montada externamente e interface I.S. O circuito só é completado quando a garra alcança um contato de baixa resistência com o objeto a ser aterrado e o operador recebe uma confirmação visual disso por meio de um indicador (normalmente um LED piscante). A garra de aterramento de autoteste também monitora a condição do cabo até o ponto de terra designado e também deixará de registrar um sinal de permissão se o cabo estiver frouxo ou partido. Para mudar para um nível ainda maior de segurança, os sistemas de monitoramento de terra também podem ser usados não somente para oferecer uma verificação visual para o operador, mas também fornecer contatos de comutação de intertravamento que podem ser vinculados a bombas do processo, válvulas, alarmes ou sistemas de controle. Isso significa que o processo não pode ser iniciado até que o objeto condutor seja seguramente aterrado e, se a qualquer momento durante a operação essa condição mudar (devido a uma garra ser acidentalmente removida etc.), o sistema comuta automaticamente para o estado de não permissão e interrompe o processo. 4

5 Esses sistemas são geralmente alimentados a partir de uma tensão de linha / fonte de alimentação da rede e empregam circuitos intrinsecamente seguros homologados para limitar a energia de monitoramento a níveis seguros. Os sistemas também podem ser equipados em caminhões tanques ou caminhões de vácuo e alimentados pela bateria do veículo. Os sistemas de monitoramento de terra de estática e intertravamento são tipicamente usados em aplicações de segurança ultracrítica, como carga / descarga de caminhões tanques, caminhões de vácuo, IBCs, processos de mistura, operações de secagem de leito fluído e sempre que houver uma alta probabilidade de acúmulo de cargas elétricas em atmosferas combustíveis com energia mínima de ignição (MIE) muito baixa. As garras de monitoramento de terra de estática e os sistemas de aterramento com capacidade de intertravamento de equipamentos tendem a ter um efeito benéfico importante para os operadores que os usam. Como seu uso desenvolve uma verificação "adicional" na operação, ajuda a reforçar os procedimentos de segurança de estática da empresa. Em resumo, o operador tende a observar os procedimentos corretos conforme se mantém consciente da necessidade de controlar adequadamente a eletricidade estática no dia a dia. Em todas as situações, é importante realizar testes regulares e periódicos das medidas de controle utilizadas, verificando a condição das garras e cabos e a importante conexão até o ponto de aterramento (barramento). Os testadores de resistência ou multímetros podem ser usados para realizar essa função, mas, é claro, estes devem ser instrumentos intrinsecamente seguros homologados se forem utilizados quando estiver presente uma atmosfera potencialmente combustível. O registro dos resultados dos testes é uma forma positiva de garantir que os padrões estão sendo mantidos. A frequência dos testes dependerá da natureza da operação e do tipo de medidas de controle implementadas: geralmente, dispositivos não monitorados precisarão ser testados com mais frequência do que as garras de autoteste e equipamento com intertravamento. Além desses controles de segurança de estática projetados, deve-se dar a devida consideração a todos os materiais da instalação e de embalagem usados na área perigosa. Atualmente, materiais "dissipativos de estática não metálicos" especializados estão sendo usados cada vez mais para fazer tambores, recipientes flexíveis, revestimentos e mangueiras em aplicações não adequadas para materiais tradicionais como o aço. Tais materiais são seguros de usar em atmosferas combustíveis, desde que sejam tratados da mesma forma que os itens condutores e adequadamente aterrados durante as operações que possam produzir eletricidade estática. É importante notar que os plásticos isolantes como aqueles usados em certos IBCs e sacos podem impor riscos graves de ignição por descargas estáticas. Esses materiais não podem ser aterrados com segurança e não é recomendado usá-los onde há possibilidade da presença de uma atmosfera combustível. Também deve ser notado que as cargas podem se acumular nos próprios materiais sendo processados (líquidos, pós e gases), então é necessário garantir que estes tenham contato suficiente com encanamentos, vasos e instalações condutoras aterradas para proporcionar um caminho de descarga seguro. Materiais condutores com bom contato com um caminho de terra não irão reter níveis significativos de carga. Porém, como muitos desses materiais são altamente resistivos, é imperativo garantir que quaisquer equipamentos condutores (por exemplo, canos, tambores, recipientes, caminhões tanques, caminhões de vácuo) com os quais o material carregado entrar em contato estejam aterrados ou conectados a objetos aterrados. Em conclusão, os perigos da eletricidade estática em áreas perigosas exigem uma abordagem "holística" para segurança das instalações, processos e pessoal, pois as medidas de controle são tão boas quanto o elo mais fraco da cadeia. Conforme a velocidade e a escala das técnicas modernas de fabricação aumentam e a gama de materiais usados cresce, esta abordagem básica da segurança será ainda mais importante. Resumo de segurança de aterramento de estática 1. Use sempre garras, cabos e dispositivos de aterramento e conexão corretamente homologados e especificados, projetados especificamente. 2. Verifique todas as características de aplicação do aterramento e considere o uso de sistemas de verificação positiva e intertravamento para locais que exijam segurança adicional. 3. Certifique-se de que todos os operadores que trabalham nas áreas perigosas entendam o risco da ignição por eletricidade estática e sigam os procedimentos de segurança corretos da empresa. 4. Garanta que um programa adequado de manutenção seja seguido para as medidas de aterramento e conexão. Nota: esta orientação assume que profissionais qualificados tenham realizado avaliações de risco adequadas e trabalhos de zoneamento de áreas perigosas. Por exemplo, na Europa, isso pode fazer parte da conformidade com a Diretiva ATEX 137 (99/92/EC). Note que qualquer dos dispositivos oferecidos se destina a fazer uma contribuição no sentido de práticas eficazes de controle de estática e são baseados nas publicações mencionadas no verso e em outros materiais relacionados. No entanto, esta não deve ser considerada uma lista exaustiva de soluções para problemas particulares e é sempre responsabilidade da empresa operadora a verificação da eficiência e eficácia de quaisquer medidas de controle de estática adotadas. 5

6 Normas internacionais para controle dos riscos de eletricidade estática em atmosferas potencialmente combustíveis Qual norma aplicar? A eletricidade estática é uma ameaça muito real e sempre presente dentro dos setores de processos perigosos. Por essa razão, muitas agências e associações industriais publicam normas que ajudam as empresas a identificar os processos nos quais o risco de descargas eletrostáticas de ignição pode estar presente. Há cinco normas principais que a Newson segue para incorporar recomendações de "benchmark" às soluções de conexão e aterramento de estática. As normas listadas abaixo são publicadas pelas seguintes entidades: National Fire Protection Association (NFPA), Cenelec, American Petroleum Institute (API), British Standards Institute (BSI) e International Electrotechnical Commission (IEC). NFPA 77: Práticas Recomendadas para Eletricidade Estática (2007). Cenelec CLC/TR 50404: Código de Práticas para Evitar Riscos devidos à Eletricidade Estática (2003). API RP 2003: Proteção contra Ignições Originadas de Estática, Descargas Atmosféricas e Correntes Parasitas (2008). API RP 2219: Operação Segura de Caminhões de Vácuo em Serviços de Petróleo (2005). BS 5958: Código de Práticas para Controle de Eletricidade Estática Indesejável (1991). IEC : Classificação Eletrostática de Recipientes Flexíveis Intermediários para Materiais a Granel (2012). Essas normas recomendam soluções para riscos de eletricidade estática que se concentram no controle da produção e acúmulo de cargas eletrostáticas. A produção de eletricidade estática pode ser controlada através das velocidades de processamento dos materiais, localização de equipamentos geradores de carga à montante (por exemplo, filtros) e pelo uso de aditivos antiestáticos. No entanto, muitas dessas soluções podem não ser viáveis devido à produtividade, formulação do produto ou restrições de investimento de capital. A forma mais eficaz de controlar a eletricidade é prevenir para que não se acumulem em qualquer equipamento potencialmente isolado da instalação, incluindo caminhões tanques, caminhões de vácuo, pessoas, recipientes portáteis como tambores, IBCs / bolsas e FIBC ("Big Bags"), secadores de leito fluído, alimentadores e quaisquer outros equipamentos com riscos similares. A forma mais eficaz de prevenir o acúmulo de cargas é aterrar e conectar os equipamentos. Para oferecer alguns padrões de comparação para aterramento de equipamentos que sejam capazes de descarregar centelhas estáticas, as normas recomendam como os equipamentos devem ser aterrados e quais níveis de resistência devem estar presentes nos circuitos de aterramento e conexão de proteção contra estática. O padrão principal é 10 ohms. Todas as cinco normas afirmam que o nível máximo de resistência elétrica entre o objeto a ser aterrado e o ponto de terra verificado do local deve ser de 10 ohms, pois uma resistência maior em caminhos metálicos contínuos pode indicar conexões frouxas, revestimentos / acúmulo de produto e problemas como corrosão, que poderiam impedir o fluxo da eletricidade estática. Esse valor inclui a resistência de conexão da garra de aterramento ao objeto a ser aterrado, a resistência do cabo e a resistência de conexão ao ponto de terra designado do local. Os circuitos metálicos de aterramento podem ser classificados como consistindo de equipamentos condutores de metal que precisam de proteção de aterramento de estática (por exemplo, tambores e caminhões tanques), garras de aterramento com dentes afiados de metal e cabos de um polo ou os circuitos de sistemas de monitoramento de terra de dois polos. Para circuitos de aterramento não metálicos, por exemplo, equipamentos não feitos de metal, como FIBCs tipo "C" ou recipientes de plástico dissipativo de estática (SDP), as normas CLC/TR: e IEC especificam os valores máximos de resistência até um ponto de terra verificado. Circuitos metálicos Recipientes SDP e FIBC tipo C NFPA ohms Deve ser aterrado CLC/TR: ohms 8 1 x 10 ohms API ohms Sem referência API ohms Sem referência BS 5958 IEC ohms N / A Deve ser aterrado 7 1 x 10 ohms Quando a auditoria de um processo ou procedimento identificar um risco de ignição por descarga estática, é importante especificar soluções de aterramento e conexão que possam demonstrar conformidade com as normas de controle dos riscos de eletricidade estática em indústrias, garantindo que os funcionários e ativos da empresa estejam protegidos dessa fonte de ignição perigosa e sempre presente. 6

7 Soluções de equipamentos de aterramento e conexão As soluções de aterramento e conexão da Newson são divididas em três linhas de produto que possibilitam aos clientes especificar soluções de controle de estática baseados no tipo de processo realizado, na escala do acúmulo de carga e nas possíveis consequências de uma descarga eletrostática de ignição. As linhas Earth-Rite e Bond-Rite utilizam uma eletrônica intrinsecamente segura que monitora continuamente a condição do circuito de aterramento (enlace de terra) do equipamento que necessita de proteção de aterramento de estática até o ponto de terra designado do local. Além disso, a linha de equipamentos Earth-Rite possui contatos de saída que podem ser utilizados para permitir o movimento do produto somente quando o equipamento sob risco de acúmulo de carga estiver seguramente aterrado. Luzes estroboscópicas ou alarmes sonoros também podem ser especificados. A integridade do enlace de terra é verificada pelo equipamento de aterramento que monitora a presença de uma resistência de 10 ohms ou menos. Um valor de resistência mais alto indica que o equipamento não está seguramente aterrado. O operador que controla o processo pode verificar quando o equipamento está aterrado por meio de um indicador localizado no equipamento de aterramento. Onde forem usados equipamentos fabricados de materiais "dissipativos de estática", por exemplo, FIBCs tipo "C", devese aplicar os valores de resistência baseados nas recomendações das normas listados na página 6. TM A linha de garras de aterramento Cen-Stat é submetida a testes de conformidade de acordo com as especificações da Factory Mutual para garantir que seu projeto e função possam realizar o aterramento seguro e confiável dos equipamentos. Adicionalmente, as garras são certificadas pela ATEX para uso em todas as áreas perigosas. Todos os cabos de aterramento são protegidos por um revestimento formulado pela Newson que incorpora alta resistência a ataques de produtos químicos, UV e mecânicos. O cabo é dissipativo de estática o que garante que nenhuma carga poderá se acumular no cabo quando estiver sendo usado por operadores de processo. A tabela a seguir resume as características e benefícios para o usuário da linha de soluções de conexão e aterramento de estática da Newson. Exemplos dessas soluções estão ilustrados nos diagramas de aplicação localizados nas páginas 9 a 25 deste manual. Características Benefícios para o usuário Earth-Rite Bond-Rite Cen-Stat Saídas de controle do sistema Se o sistema detectar que a conexão de terra está comprometida, as saídas podem controlar equipamentos eletromecânicos para impedir o acúmulo de cargas estáticas ou alertar os profissionais por meio de indicadores ou luzes estroboscópicas de perigo. Verificação visual de uma conexão positiva de terra Oferece aos operadores uma indicação visual de conexão positiva de terra para dissipação de estática. Monitoramento contínuo do enlace de terra Garante que o circuito dissipativo de estática seja continuamente monitorado ao longo do processo de aplicação. Garras de aterramento homologadas pela ATEX / FM Proporciona uma conexão de baixa resistência elétrica usando pontas de carboneto de tungstênio para penetrar em depósitos endurecidos, revestimentos, ferrugem e sujeira. Carretéis e cabos revestidos Cen-Stat TM TM Revestimento protetor Cen-Stat dissipativo de estática de alta visibilidade do cabo que proporciona alta durabilidade mecânica e resistência química. TM Earth-Rite, Bond-Rite e Cen-Stat são marcas registradas da Newson. 7

8 Desenhos de aplicação As páginas a seguir contêm "desenhos de aplicação" que ilustram como especificar soluções de aterramento de estática para processos específicos, embora garantindo que o nível de segurança oferecido pela solução satisfaça a escala de potencial de incêndio ou de perigo de explosão. Cada desenho de aplicação ilustra cenários de como e onde o equipamento de aterramento de estática pode ser instalado e usado para fornecer proteção de aterramento estático para o equipamento. Com exceção dos equipamentos que verificam suas próprias conexões de terra, a maioria das aplicações de aterramento de estática ilustradas exige a disponibilidade de um ponto de aterramento dedicado com uma conexão verificada para o terra verdadeiro. Os pontos indicados de aterramento podem ser designados para partes da estrutura do prédio, sistemas de barramento ou equipamentos elétricos aterrados que fazem parte dessa rede de aterramento para terras verificados. As recomendações das normas listadas na página 6 são Nos desenhos de aplicação, esses pontos são indicados pelo incluídas para apoiar os métodos de aterramento que são símbolo de terra internacionalmente reconhecido. ilustrados em cada desenho de aplicação. O último obstáculo A resistência para o ponto de terra verdadeiro Uma das funções mais importantes das medidas tomadas para acúmulo de cargas estáticas. Esses pontos "primários" de proteção contra o acúmulo de eletricidade estática é não aterramento devem ser regularmente testados para garantir que somente a verificação de uma conexão de baixa resistência com funcionem não somente como caminhos confiáveis para terra de o equipamento, mas também a verificação de que o próprio correntes parasitas e de descargas atmosféricas, mas também equipamento de aterramento esteja conectado ao "ponto de terra como proteção contra o acúmulo de eletricidade estática. verdadeiro". Ao olhar para a eletricidade estática de forma separada e distinta O ponto de terra verdadeiro é reconhecido como a massa geral das descargas atmosféricas e correntes parasitas, permite-se da Terra que pode receber e distribuir com segurança as cargas valores muito mais altos de resistência para o ponto de terra que resultam de correntes de fuga elétrica (correntes parasitas), verdadeiro. Isso é consequência do fato de que a magnitude das correntes de descargas atmosféricas e correntes de eletricidade correntes de carga estática é muito baixa em comparação com estática. Não podemos ter certeza de que um equipamento está as correntes de descargas atmosféricas e correntes parasitas, seguramente aterrado sem verificar que o sistema de embora as tensões perigosas associadas à eletricidade estática aterramento de estática esteja conectado a um ponto que seja sejam muito elevadas (vide páginas 3 e 4). designado como conectado a um ponto de terra verdadeiro. Essa é a razão pela qual os sistemas de verificação de A resistência para o ponto de terra verdadeiro é representado aterramento de estática como o Earth-Rite MGV e o Earth-Rite por "cascas" de resistência do solo que circundam um eletrodo RTR são capazes de verificar que a resistência final para terra que realiza as funções pretendidas de proteção contra fuga dos pontos de terra primários (pontos de terra designados) e elétrica, proteção contra descargas atmosféricas e proteção de secundários não exceda 1000 ohms, um nível muito abaixo do aterramento eletrostático. A resistência entre o eletrodo de terra e máximo recomendado para dissipação segura de eletricidade o ponto de terra verdadeiro é o último obstáculo para a estática. transferência segura das cargas estáticas para o ponto de terra. Os pontos secundários de aterramento são objetos como canos subterrâneos, vigas de estruturas de prédios, tanques de armazenagem e hastes de aterramento provisório. Essas são estruturas que não serão testadas para verificar sua adequação para proteção de correntes de fuga e descargas atmosféricas. Porém, devido ao seu contato permanente sob a superfície do solo, não tendem a ter valores de resistência para o ponto de terra verdadeiro que impediriam a transferência segura de eletricidade estática. Terra verdadeiro Cascas de resistências para o ponto de terra verdadeiro Sistemas de proteção permanente contra descargas atmosféricas e correntes parasitas são normalmente projetados e instalados por engenheiros especializados em aterramento elétrico e os valores exigidos de resistência serão determinados pela função da instalação. Todos os locais com áreas perigosas classificadas devem ter sistemas de proteção contra correntes de fuga e descargas atmosféricas que tenham sido testados por engenheiros de acordo com os códigos e regulamentos locais. Esses são normalmente referidos como pontos de aterramento "designados". Esses pontos também podem ser usados para aterrar equipamentos e veículos da instalação sob risco de Porém, a resistência para o ponto de terra verdadeiro pode ser influenciada pela resistividade do solo que circunda esses objetos As mudanças sazonais de conteúdo de umidade e temperatura do solo podem ter efeitos prejudiciais para os valores de resistência. Se a validade dos pontos primários de terra não for totalmente conhecida ou se for preciso usar os pontos secundários, estes devem ser testados por sistemas com tecnologia de verificação de terra de estática antes de serem usados. Uma resistência verificada de 1000 ohms ou menos irá permitir com segurança a transferência rápida das correntes de carga estática para o ponto de terra verdadeiro, garantindo que o equipamento sob risco de acúmulo de carga esteja protegido contra descargas estáticas de ignição. 8

9 Aterrando um caminhão tanque Usando um sistema de monitoramento de terra / intertravamento para caminhão tanque Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Earth-Rite RTR Tri-Mode com reconhecimento de caminhão tanque e com 10 m (32 pés) de cabo espiral. RTRMEA1A3A IECEX/ATEX RTRMUA1A3A (América do Norte) Newson Ltd. Earth-Rite RTR Tri-Mode com reconhecimento de caminhão tanque e com opção de carretel de 15 m (50 pés). RTRMEA1A7A - IECEX/ATEX RTRMUA1A7A (América do Norte) Devido ao alto risco de ignição eletrostática associado à carga e descarga de caminhões tanques, as unidades seguem as recomendações do Código Cenelec de Práticas CLC/TR 50404, NFPA77 e API RP 2003 de fornecer sistemas intertravados de monitoramento de terra para impedir a transferência do produto caso o cabo de terra não esteja conectado. Um sistema de aterramento que combine a tecnologia de reconhecimento de caminhão tanque, que garanta que a garra de aterramento esteja corretamente conectada à carroceria do caminhão tanque com risco de acúmulo de carga ou outros objetos metálicos (por exemplo, não às peças do chassi que sejam isoladas do tanque), com tecnologia de verificação de terra de estática para verificar que está conectada a um terra de estática, irá automaticamente garantir que o sistema está operando de forma segura e também evitará mau uso perigoso. Tal sistema irá garantir que o seguinte procedimento seja seguido: A CLC/TR afirma que: Um cabo de terra deverá estar conectado ao caminhão tanque antes que qualquer operação (por exemplo, abertura de tampas, conexão de mangueiras) seja realizada. Recomenda-se que sejam previstos intertravamentos para impedir o carregamento quando o cabo de aterramento não estiver conectado. ( ) 9

10 Aterrando vagões de trem Usando o Earth-Rite PLUS Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Earth-Rite PLUS com cabo espiral de 10 m (32 pés) PLUSMEA1A3 - IECEX/ATEX PLUSMUA1A3 América do Norte Bond-Rite REMOTE com cabo espiral 10 m (32 pés) BRRPEB2A3 - IECEX/ATEX BRRPUB2A3 América do Norte Newson Ltd. O carregamento ou descarregamento de vagões de trem com materiais a granel líquidos ou em pó / sólidos soltos pode produzir grandes cargas eletrostáticas e isso representa um risco significativo em uma atmosfera potencialmente explosiva. Embora os vagões estejam em contato com os trilhos (aterrados), muitos vagões tanques são equipados com mancais coxins de desgaste não condutores entre o vagão e os conjuntos das rodas. Isso pode resultar em uma condição insegura na qual um vagão não aterrado acumula uma alta carga estática. Os sistemas de monitoramento / verificação de terra podem ser usados para fornecer um intertravamento com os sistemas de enchimento para impedir a transferência do produto se o vagão não estiver aterrado. O Earth-Rite PLUS fornece indicação de um terra adequado, assim como contatos de relé para controlar o processo de transferência, enquanto o Bond-Rite REMOTE é útil para fins de verificação visual e está disponível nas versões com alimentação de linha ou por bateria, facilitando a instalação e operação em locais remotos. A NFPA 77 afirma que: a conexão da carroceria do vagão à tubulação do sistema de enchimento é necessária para proteção contra o acúmulo de cargas. Adicionalmente, por causa da possibilidade de correntes parasitas, as linhas de carregamento devem ser conectadas aos trilhos. (8.8.2)

11 Aterrando veículos de serviço / caminhões de vácuo Usando um sistema móvel de verificação de terra de estática Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Earth-Rite MGV (Sistema móvel de verificação de terra) MGVP1ED7A4-KC IECEX/ATEX MGVP1UD7A4-KB América do Norte Newson Ltd. Kit de aterramento Earth-Rite MGV SWGKP1 Ao trabalhar em áreas perigosas, caminhões especializados e veículos de serviço são geralmente equipados com carretéis de conexão que são usados para conectar o caminhão ao ponto de aterramento. Pontos típicos de aterramento incluem tubulações subterrâneas, tanques de armazenagem, equipamentos elétricos aterrados ou uma rede de hastes de terra se não houver nenhuma estrutura feita pelo homem na localidade. Porém, os carretéis de conexão dessa natureza têm limitações severas, pois não são capazes de verificar se o ponto ao qual estão conectados pode funcionar como um ponto de terra verdadeiro capaz de dissipar as cargas estáticas do caminhão. Além disso, os carretéis de conexão não são capazes de monitorar sua conexão aos pontos de terra. Se a conexão for interrompida, não há meios de chamar a atenção do motorista para esse risco potencial. O sistema Earth-Rite MGV utiliza a tecnologia de verificação de terra de estática para verificar se o ponto de terra ao qual o caminhão está conectado é um ponto de terra verdadeiro. O MGV também monitora a qualidade da conexão ao ponto de terra ao longo do processo de transferência. Para obter recomendações gerais referentes a caminhões de vácuo, consulte a norma API 2219 Operação Segura de Caminhões de Vácuo em Serviços de Petróleo a qual afirma: antes de iniciar as operações de transferência, os caminhões de vácuo devem ser diretamente aterrados ou conectados a outro objeto que esteja inerentemente aterrado, como um grande tanque de armazenagem ou uma tubulação subterrânea (5.4.2). Esse sistema deve prover uma resistência de contato elétrico de menos de 10 ohms entre o caminhão e a estrutura aterrada. (5.4). 11

12 Aterramento de máquinas de mistura / combinação / enchimento Usando o Earth-Rite TELLUS II Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Earth-Rite TELLUS II (com unidade de fonte de alimentação) TEL2E1B IECES/ATEX TEL2U1B América do Norte Detalhe do Earth-Rite TELLUS II Posto indicador intrinsecamente seguro Newson Ltd. Equipamentos industriais usados em processos como combinação de produtos químicos, mistura de tintas e revestimentos e enchimento de tambores são suscetíveis ao risco de ignição por descargas estáticas se as cargas produzidas no processo não tiverem um caminho dissipativo de estática positivo para terra. Tais equipamentos podem ter superfícies pintadas ou contaminadas e o acúmulo adicional de produto (resinas, revestimentos, pós etc.) pode dificultar o aterramento e conexão eficazes com garras mecânicas comuns. A combinação do LED piscante e de intertravamentos de segurança no sistema pode oferecer uma solução ótima para situações nas quais os riscos de danos às pessoas, produtos e ativos da fábrica precisam ser gerenciados. O LED piscante fornece ao operador uma informação indicando que o sistema de aterramento estabeleceu uma conexão dissipativa de estática positiva com o equipamento ( 10 ohms). Para um carregamento rápido dos tambores, o intertravamento de segurança pode interromper a transferência rapidamente caso os operadores deixem de detectar a perda de uma conexão de terra positiva. O posto indicador intrinsecamente seguro, leve e compacto é fácil de montar em equipamentos de mistura e enchimento, próximo do ponto de utilização. A BS5958 afirma que ao misturar e combinar: Todas as partes metálicas do equipamento devem ser conectadas entre si de forma que a resistência para terra em todos os pontos seja menos que 10 ohms (10.2.1). 12

13 Aterrando IBCs flexíveis e rígidos Usando um sistema de monitoramento de terra / intertravamento adequado Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Earth-Rite FIBC Unidade de monitoramento intrinsecamente segura FIBC8P1EA1A1 IECEX/ATEX FIBC8P1U1A1 América do Norte Newson Ltd. Earth-Rite PLUS. PLUSMEA1A2 - IECEx/ATEX PLUSMUA1A2 - América do Norte Ao encher ou esvaziar recipientes rígidos feitos de plástico dissipativo de estática (SDP) ou recipientes flexíveis intermediários para materiais a granel tipo C, os sistemas de monitoramento de terra devem ser utilizados para impedir a transferência do produto caso o sistema de aterramento não esteja conectado ao recipiente. Para materiais dissipativos de estática, deve-se selecionar um sistema com uma faixa de monitoramento adequada ao tipo de recipiente. Recipientes feitos de SDP e FIBCs tipo C devem ser monitorados para uma resistência 1 x 108 ohms (CLC/TR: 50404). Para materiais condutores / metálicos, uma resistência <10 ohms deve ser monitorada para o ponto de terra dedicado. A CLC/TR afirma que: O tecido condutor e os fios condutores (incluindo as alças) devem ter uma resistência de menos de 1 x 108 ohms para o ponto de aterramento do FIBC... Para prevenir descargas estáticas, o FIBC tipo C deve estar adequadamente aterrado sempre que for enchido ou esvaziado ( ). *Para usuários de bolsas em conformidade com a norma IEC , está disponível um sistema que monitora o FIBC 7 com resistência 1 x 10 ohms. 13

14 Aterrando itens interconectados da fábrica, canos e dutos Usando um sistema de monitoramento de terra / intertravamento de múltiplos canais Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Earth-Rite MULTIPOINT EMUM50 com até oito canais Conector com soquete e plugue de engate rápido VESF30 Plugue VESF31 - Soquete Newson Ltd. O monitoramento de terra de seções individuais da instalação é comum, pois os itens de processo interconectados devem ser mantidos no mesmo potencial elétrico e conectados a um ponto de terra designado. Canos e dutos de transferência não aterrados tendem a acumular cargas estáticas e são frequentemente monitorados quanto à sua conexão de terra, especialmente quando são regularmente desmontados para manutenção contínua. A NFPA 77 afirma que: A resistência de caminhos contínuos de terra será tipicamente menor que 10 ohms. Uma resistência maior normalmente indica que o caminho metálico não é contínuo, normalmente por causa de uma conexão frouxa ou corrosão ( ). É muito importante assegurar que o equipamento de monitoramento selecionado não permita que a soma das correntes circulantes a partir dos diversos canais excedam os limites permitidos para segurança intrínseca. 14

15 Aterrando um secador de leito fluído e seus componentes Usando um sistema de monitoramento de terra / intertravamento de múltiplos canais Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Earth-Rite MULTIPOINT EMUM50 com até oito canais Newson Ltd. Garra de dois polos de aço inoxidável e cabo retrátil de 5 m (16 pés) IPX90/2B05Q Há muitos itens de instalação que têm partes metálicas interconectadas. Secadores de grande escala como os secadores de leito fluído ou de spray, como aqueles usados nas indústrias farmacêuticas ou de processamento de alimentos, têm uma cuba de produto, filtros ou dutos que são frequentemente desconectados nas operações diárias. A BS5958 afirma que: Todas as partes metálicas... devem ser conectadas entre si de forma que a resistência para terra em todos os pontos seja menor que 10 ohms (16.2.1). Essas partes podem ter guarnições isolantes etc., entre elas e podem ficar isoladas do ponto de terra se não forem conectadas adequadamente usando suas tiras de conexão. Visto que é demorado testar essas conexões após cada remontagem, muitas unidades optam por monitorar ativamente a condição de aterramento dessas seções separadas. 15

16 Aterrando um vaso rotativo e recipiente fixo Usando módulos dedicados de monitoramento de terra / intertravamento Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Earth-Rite OMEGA módulo VESF70 Quatro módulos Earth-Rite OMEGA montados em trilho DIN Newson Ltd. Garantir que um tambor rotativo ou rotor esteja corretamente aterrado pode ser difícil, pois nem sempre é possível confiar na conexão entre seu eixo e o corpo da máquina, devido ao projeto dos mancais. Um método popular de garantir a continuidade de terra é usar um módulo monitor de terra para testar a conexão de terra ao tambor ou rotor por meio de um par de escovas de carvão ou um anel de contato que atua no eixo. A NFPA 77, ao discutir o caminho de dissipação de estática através de mancais (neste caso, em conjuntos de rodas de vagões de trem) afirma que: a resistência para terra... não deve ser baixa o suficiente para impedir o acúmulo de cargas (8.8.2). Tais módulos também podem ser usados para testar a conexão de terra de itens importantes de instalações fixas, como grandes vasos de armazenagem para líquidos inflamáveis. 16

17 Aterrando tambores e recipientes Usando cabos e garras de autoteste Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Garra Bond-Rite e cabo de 5 m (16 pés) BRC05 Newson Ltd. Garra Bond-Rite sobressalente com conector de engate rápido em linha VESC50 Para uma segurança total de que se tenha conseguido uma conexão adequada de resistência baixa, as garras de autoteste com indicador de LED embutido são recomendadas para operações de segurança crítica, tais como transferência de produto entre tambores e recipientes. Operadas por uma bateria interna, essas garras são ideais para instalações simples que não exijam intertravamento. Pela confirmação da confiabilidade e da condição das conexões por meio do LED pulsante, as garras de autoteste permitem que o usuário fique em conformidade com a norma CLC/TR que afirma: A NFPA 77 afirma que: Em instalações de conexão e aterramento que tenham tendência à corrosão, movimento ou revestimentos superficiais isolantes, as garras de conexão de autoteste e seus sistemas podem ser usados para testar continuamente a resistência para terra e verificar os resultados aceitáveis (6.8.4). O que é mais importante... é que todas as conexões sejam confiáveis... e não estejam sujeitas a deterioração. (11.2.2) 17

18 Aterrando tambores em um armazém ou sala de processamento Usando cabos e garras de autoteste alimentados pela rede elétrica Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Bond-Rite REMOTO (EP) com garra de aço inoxidável para serviço pesado BRRPEP2A1 IECEX/ATEX BRRPUP2A1 América do Norte Bond-Rite REMOTE (EP). ER/UPS/AC - Fonte de alimentação Newson Ltd. As garras de autoteste alimentadas por bateria são adequadas quando não devem ficar conectadas aos itens da instalação por longos períodos. Se for necessário um monitoramento contínuo, como em um armazém de tambores onde o produto é drenado regularmente dos tambores, recomenda-se o uso de garras de autoteste alimentadas pela rede / linha com LEDs indicadores remotos. O valor de 10 ohms é especificado como valor de resistência adequado para monitoramento de circuitos de aterramento de estática (CLC/TR ). A NFPA 77 afirma que: Em instalações de conexão e aterramento que tenham tendência à corrosão, movimento ou revestimentos superficiais isolantes, as garras de conexão de autoteste e seus sistemas podem ser usados para testar continuamente A CLC/TR afirma que: a resistência para terra e verificar os resultados aceitáveis Cabos para aterramento de itens móveis devem ser (6.8.4). equipados com uma garra resistente capaz de penetrar através de camadas de tinta ou de ferrugem. (11.4.1) 18

19 Aterrando vasos móveis e pequenos recipientes Usando cabos e garras de autoteste Se houver necessidade de mais informações sobre as soluções ilustradas, entre em contato com a Newson ou com o respectivo Bond-Rite REMOTE (gabinete SDP) com garra de aço inoxidável para serviço pesado BRRPEB2A1 IECEX/ATEX BRRPUB2A1 América do Norte Newson Ltd. Bond-Rite REMOTE (gabinete de aço inoxidável) com garra de aço inoxidável para serviço pesado BRRMEB2A1 IECEX/ATEX BRRMUB2A1 América do Norte Em algumas aplicações, como aquelas encontradas na indústria de tintas e revestimentos, os benefícios de uma garra de autoteste são claros, possibilitando que o operador se certifique de que a garra penetrou nas camadas de produto acumulado. Porém, é possível que o LED fique obscurecido pelo escorrimento do produto. Nessas situações, uma garra de autoteste com LED indicador "remoto" e bateria, montada na parede, pode ser uma solução alternativa. Um segundo benefício é que outras garras menores podem ser usadas com a unidade de monitoramento, conforme exigido pela aplicação. A BS5958 afirma que ao misturar e combinar: Todas as partes metálicas do equipamento devem ser conectadas entre si de forma que a resistência para terra em todos os pontos seja menos que 10 ohms. (10.2.1). A NFPA 77 afirma que: Em instalações de conexão e aterramento que tenham tendência à corrosão, movimento ou revestimentos superficiais isolantes, as garras de conexão de autoteste e seus sistemas podem ser usados para testar continuamente a resistência para terra e verificar os resultados aceitáveis (6.8.4). 19