METODOLOGIA ORIENTATIVA PARA CONCEPÇÃO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS EM AMBIENTES COM PRESENÇA DE ATMOSFERA POENCIALMENTE EXPLOSIVA (GASES E VAPORES)

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Gabriel Henrique Correia Galvão
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1 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA - ÊNFASE ELETROTÉCNICA LEANDRO MACIEL RAFAEL FERREIRA FEIJÓ RODRIGO ALBERTO DA SILVA METODOLOGIA ORIENTATIVA PARA CONCEPÇÃO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS EM AMBIENTES COM PRESENÇA DE ATMOSFERA POENCIALMENTE EXPLOSIVA (GASES E VAPORES) TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO CURITIBA 2011

2 LEANDRO MACIEL RAFAEL FERREIRA FEIJÓ RODRIGO ALBERTO DA SILVA METODOLOGIA ORIENTATIVA PARA CONCEPÇÃO DE INSTALAÇÕES ELÉTRICAS EM AMBIENTES COM PRESENÇA DE ATMOSFERA POENCIALMENTE EXPLOSIVA (GASES E VAPORES) Trabalho de Conclusão de Curso de graduação apresentado à disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso I, do curso de Engenharia Industrial Elétrica Ênfase Eletrotécnica, do Departamento Acadêmico de Eletrotécnica - DAELT, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná UTFPR, como requisito parcial para a aquisição do título de Engenheiro. Orientador: Prof. Luiz Erley Schafranski CURITIBA 2011

3 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO Delimitação do Tema PROBLEMAS E PREMISSAS OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Específicos JUSTIFICATIVA PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ESTRUTURA DO TRABALHO CRONOGRAMA REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...9 3

4 1. INTRODUÇÃO Explosões em unidades industriais sempre resultam em elevados prejuízos materiais e pessoais. Indústrias que processam substâncias inflamáveis, como petrolíferas, petroquímicas e alcooleiras, apresentam um grau de risco mais elevado. As instalações elétricas para estes segmentos industriais necessitam não só atender às normas técnicas, como também aos requisitos legais, de forma a proporcionar plena performance com segurança para as unidades industriais e trabalhadores (RANGEL Jr., 2002). As instalações elétricas em áreas na presença de atmosfera explosiva constituem um risco para o local e para as pessoas presentes, por esse motivo devem ser projetadas e executadas de modo a atender aos requisitos previstos em normas nacionais e internacionais. Equipamentos elétricos, por sua natureza construtiva, são fontes de ignição para atmosfera com presença de vapores ou gases inflamáveis. Isso pode ocorrer pela centelhamento normal quando da abertura e fechamento de contatos, ou por temperatura elevada, que pode ocorrer em sua operação normal ou por falha, ou ainda devido a correntes de falhas. A classificação de áreas é um método de análise do ambiente onde atmosferas explosivas gasosas poderão ocorrer, de forma a permitir a seleção e instalação de equipamentos elétricos especiais (também chamados de equipamentos Ex) (RANGEL Jr., 2002). Sabendo da classificação de área é necessário adequar o projeto da instalação, de forma a extinguir ou minimizar os riscos de uma explosão. Para isso é necessário conhecer os três componentes para que ocorra uma explosão, são eles o combustível, o comburente e a fonte de ignição. Trabalhando nessas variáveis pode-se construir equipamentos elétricos de tal forma que, durante a operação não sejam uma fonte de ignição. A partir desse conceito começaram a surgir os primeiros métodos para a construção de equipamentos para áreas classificadas: à prova de explosão, que confina a uma eventual explosão no seu interior; imerso em óleo que evita que o fluido inflamável entre em contato com as partes que podem causar explosão; e 4

5 segurança intrínseca que limita a energia do circuito não sendo suficiente detonar uma explosão. Desde a emissão da Lei de Defesa dos Direitos do Consumidor em 1990, temos que as normas técnicas brasileiras são consideradas de uso obrigatório, abandonando-se o conceito voluntário usado até então. Isto influenciou fortemente o mercado de eletricidade, tanto na parte de projetos de engenharia, quanto no comércio de materiais e equipamentos. Hoje um equipamento elétrico vendido no mercado nacional deve atender às prescrições da norma técnica brasileira vigente e caso ela não seja existente, à norma internacional aplicável (RANGEL Jr., 2002). Quando iniciamos o projeto de uma nova planta em áreas classificadas, o primeiro aspecto que se tem em mente é a observação de todos os requisitos que assegurem que a concepção selecionada e sua instalação não se constituam em fonte de ignição (HUMMEL, 1997). 1.1 TEMA Orientação para uma nova concepção, tendo em vista instalações elétricas que estão inseridas em ambientes com presença de atmosfera potencialmente explosivas devido à presença de gases e vapores Delimitação do Tema Este trabalho limita-se a atmosfera potencialmente explosiva de gases e vapores. Não se aplica a ambientes potencialmente explosivos devido à presença de poeiras e fibras. 1.2 PROBLEMAS E PREMISSAS Instalações elétricas em áreas classificadas é um assunto que poucos profissionais, a nível nacional, conhecem com total domínio. São poucas as empresas especializadas trabalhando neste seguimento, que é cada vez maior. É em cima deste problema que este trabalho foi desenvolvido, com o objetivo de 5

6 orientar uma metodologia a respeito de instalações elétricas em ambientes que contenham áreas classificadas, citando normas regulamentares, biografias e experiências profissionais para atuarem nos ambientes com atmosferas explosivas. 1.3 OBJETIVOS Objetivo Geral Apresentar uma metodologia que sirva de orientação para profissionais que trabalharão, ou trabalham, com instalações elétricas em ambientes onde existam atmosferas explosivas, tendo como observação que este trabalho servirá apenas sobre atmosferas com presença de vapores e gases inflamáveis Objetivos Específicos Identificação uma Área Classificada: Classes, Grupos e Divisões de Gases e Vapores. Elaboração do Projeto. Especificação dos Equipamentos Elétricos. Inspeção da Instalação. 1.4 JUSTIFICATIVA O trabalho proposto foi estimulado através da curiosidade e aprofundamento de se aprender e repassar conhecimento técnico a respeito de instalações elétricas em atmosferas explosivas, levando em consideração que estas fazem parte de uma nova concepção, onde devem ser empregados equipamentos especiais. 1.5 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS Pretende-se desenvolver o trabalho a partir de normas regulamentares e pesquisas voltadas ao assunto, seguindo uma cronologia definida com procedimentos adotados desde legislação vigente, detalhes sobre o significado de 6

7 áreas classificadas, escolha de equipamentos, tipos de proteção, equipamentos disponíveis no mercado, métodos de instalação, fontes de ignição, inspeção dessas instalações, o novo processo de certificação, exigências da NR-10 para indústrias que contenham este tipo de ambiente sujeito à explosão e treinamento de profissionais. 1.6 ESTRUTURA DO TRABALHO O trabalho será estruturado seguindo a ordem cronológica, a partir de informações básicas. Estas informações serão embasadas levando em consideração a legislação brasileira vigente relativa a áreas classificadas. Depois da parte inicial, haverá a definição de áreas classificadas por gases e vapores, que será apresentada seguindo pesquisas e obedecendo às normas que regem tal assunto. Como uma atmosfera explosiva é um ambiente especial, os equipamentos utilizados para o trabalho devem ser peculiares. A exposição desse item, bem como os tipos de proteção aplicados aos equipamentos, será evidenciada tendo como base, principalmente, as normas. Os equipamentos especiais, ou equipamentos Ex, disponíveis no mercado serão aqui mostrados através de pesquisas, assim como esses equipamentos poderiam se tornam uma fonte de ignição para esses ambientes. Os métodos de instalação serão aqui apresentados como um dos assuntos principais, partindo através de normas, pesquisas, experiência profissional e até biografias. Serão expostos aqui os métodos adotados. Também serão abordadas as formas de inspeção dessas instalações elétricas, sempre tendo como alicerce as normas ABNT, IEC e NR-10. Ainda no campo das normas, serão apresentadas as exigências pedidas pela NR-10. Será explicada de maneira sucinta a forma do novo processo de certificação desses equipamentos especiais, para ver se atendem às normas e especificações técnicas. 7

8 Por último será introduzido como esses profissionais, denominados tecnicamente como profissionais Ex, deverão ser treinados, seguindo normas e exigências. 1.7 CRONOGRAMA 8

9 1.8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RANGEL Jr., Estellito. As instalações elétricas na industria alcooleira e os riscos de explosões. Revista Controle & Instrumentação, São Paulo, mai/2002, edição nº 73. RANGEL Jr., Estellito. Nova filosofia para classificação de áreas: o usos da norma IEC Revista Controle & Instrumentação, São Paulo, nov/2002, edição nº 75. HUMMEL, Giovanni. O grande risco nas instalações da instrumentação em áreas classificadas se chama Desinformação. Artigo publicado na Revista InTech nov Disponível em: < Acesso em 11 set ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR IEC :2009 Instalações Elétricas em Áreas Classificadas (exceto minas). JORDÃO, Dácio de Miranda. Manual de Instalações Elétricas em Indústrias Químicas, Petroquímicas e de Petróleo: Atmosferas Explosivas. 2.ed.. Rio de Janeiro: Qualitymark, p. 9

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