Segurança intrínseca de potência – “Power-i” (ABNT IEC TS 60079-39)
15 de fevereiro, 2019
Foi publicada pela ABNT em 31/01/2019, a ABNT IEC TS 60079-39 – Atmosferas explosivas – Parte 39: Sistemas intrinsecamente seguros com limitação de duração de centelha controlada eletronicamente (Power “i”).
Esta Parte da Série ABNT NBR IEC 60079 (Atmosferas explosivas), publicada inicialmente na forma de uma Especificação Técnica, está sendo emitida como uma “norma prospectiva para aplicação provisória” no campo de Atmosferas Explosivas – Sistemas intrinsecamente seguros com limitação de duração de centelha controlada eletronicamente, devido ao fato de haver uma necessidade para orientação de como é recomendado que as normas neste campo relacionado com equipamentos, circuitos e sistemas intrinsecamente seguros sejam utilizadas para atender a necessidades identificadas na área relacionada com equipamentos e instalações em atmosferas explosivas contendo gases inflamáveis e poeiras combustíveis.
Esta Parte da Série ABNT NBR IEC 60079, que se apresenta inicialmente na forma de uma “Especificação Técnica”, está sendo publicada como base para uma “futura” norma no campo de sistemas intrinsecamente seguros com limitação de duração de centelha eletronicamente controlada – Power “i”. A motivação para a elaboração destes novos requisitos teve como base a necessidade o estabelecimento de orientações básicas relacionados esta tecnologia, a serem utilizadas de forma “normativa” pelos diferentes fabricantes, laboratórios de ensaios e organismos de certificação, de forma a atingir uma instalação “Ex” segura.
Sistemas intrinsecamente seguros com limitação de duração de centelha controlada eletronicamente podem fornecer mais potência disponível em circuitos intrinsecamente seguros mantendo os níveis de proteção “ib” ou “ic”. Adicionalmente, para limitar a tensão e corrente (similar a circuitos intrinsecamente seguros “convencionais”), a duração da centelha é eletronicamente limitada, o que também restringe a quantidade de energia disponível para ignição. Esta nova tecnologia permite uma expansão no campo de aplicações industriais utilizando o tipo de proteção Segurança Intrínseca “i”, requer uma nova e extensiva abordagem do tipo de proteção por Segurança Intrínseca “i”.
A ABNT IEC TS 60079-39 especifica os requisitos para o projeto, ensaios, instalação e manutenção de equipamentos e sistemas “Power-i” que aplicam limitação da duração da centelha controlada eletronicamente para manter um nível adequado de segurança intrínseca. A ABNT IEC TS 60079-39 contém requisitos para equipamentos intrinsecamente seguros e cabeamento a serem utilizados em atmosferas explosivas bem como para equipamentos associados projetados para serem conectados a circuitos intrinsecamente seguros instalados em áreas classificadas. Esta primeira edição a ABNT IEC TS 60079-39 não incluiu o nível de proteção “ia” (que seria aplicável para áreas classificadas dos tipos Zona 0 ou Zona 20) e a utilização de circuitos “Power-i” controlados por software.
O tipo de proteção “Power-i” é aplicável aos equipamentos eletrônicos nos quais os próprios circuitos elétricos são incapazes de causar uma explosão da atmosfera explosiva no entorno. Este tipo de proteção é aplicável a equipamentos elétricos nos quais os seus próprios circuitos elétricos são incapazes de causar uma ignição da atmosfera explosiva que esteja presente ao redor. Esta Especificação Técnica é aplicável a equipamentos e sistemas que utilizam sistemas de limitação de duração de centelhas eletronicamente controlada com o objetivo de permitir um nível mais elevado de potência e ao mesmo tempo mantendo um nível adequado de segurança.
Os requisitos gerais para a instalação de equipamentos intrinsecamente seguros são aplicáveis para os circuitos do tipo Power “i”. Esta nova tecnologia permite uma expansão no campo de aplicações industriais que utilizem o tipo de proteção Ex “i”. No entanto, esta tecnologia requer a aplicação de novas e de mais elaboradas abordagens em relação ao “tradicional” tipo de proteção Ex “i”, a qual encontra em contínuo desenvolvimento desde 1913, portanto há mais de cem anos, em decorrência dos avanços tecnológicos na área de eletrônica e circuitos digitais.
A principal vantagem da tecnologia Power-i em relação à segurança intrínseca “tradicional” é que uma potência ativa mais elevada pode ser utilizada em atmosferas explosivas, mantendo todas as características de proteção da segurança intrínseca. Isto significa que, por exemplo, os serviços de manutenção e montagem podem ser realizados com um nível bem mais elevado de energia durante a operação normal do circuito, sem a necessidade de elaboração e emissão de uma permissão de trabalho em circuitos desenergizados.
Tradicionalmente, a fim de evitar, de forma segura, a ocorrência de uma centelha que seja capaz de provocar uma ignição, a potência disponível no circuito é limitada a um valor de aproximadamente 2 W. Assim sendo, o tipo de proteção Ex “i” é tipicamente limitado a áreas de instrumentação e alimentação de sensores, transmissores e atuadores, com baixas cargas conectadas. Em circuitos protegidos pelo Power-i, os dispositivos de campo, instalados em atmosferas explosivas, com um consumo de potência de até cerca de 50 W podem ser alimentados sob os requisitos da segurança intrínseca.
Sob condições normais de operação destes circuitos Power-i, a corrente elétrica circula sem restrições. O sistema Power-idetecta a ocorrência de uma falta no circuito elétrico logo no seu início e o desliga em um tempo da ordem de poucos microssegundos, antes da energia atingir um nível crítico de segurança. A base para esta nova abordagem de proteção “Ex” tem como base o fato de que toda formação de uma centelha leva à ocorrência de uma característica muito específicana corrente que circula pelo circuito (di/dt) e, desta forma, em uma alteração conhecida na corrente de um circuito elétrico (curto-circuito ou circuito aberto).
De forma diferente de um simples sistema de chaveamento rápido ou de sistemas que simplesmente desligam o circuito em casos de ocorrência de uma variação de tensão, o sistema Power-i reage dinamicamente à alteração do valor da corrente quando um nível crítico de variação é detectado no circuito. Deste modo, todas as possíveis falhas que podem levar à formação de uma centelha são detectadas com a rapidez necessária e são devidamente controladas com segurança.
Em um sistema Power-i uma fonte de alimentação ativa é conectada para alimentar um ou mais dispositivos “Ex” de campo também Power-i. A forma mais simples de um circuito Power-i consiste de uma fonte ativa, de um circuito de campo e de um dispositivo “Ex” de campo Power-i. Sistemas Power-i são adequados também para a implantação de circuitos mais complexos, tais como as redes de comunicação de campo Fieldbus.
Com a aplicação do conceito de proteção “Power-i” algumas aplicações que utilizam outros tipos de proteção tais como o Ex “d” (à prova de explosão) ou Ex “e” (segurança aumentada), podem ser substituídas pelo tipo de proteção segurança intrínseca de “alta potência”. Isto abre novas perspectivas de aplicação deste tipo de proteção na indústria de processo, como, por exemplo: sistemas de pesagem, sistema de iluminação LED, atuadores de válvulas de controle e redes de comunicação de campo do tipo Fieldbus intrinsecamente seguro (FISCO).
Os requisitos gerais atualmente especificados na Norma ABNT NBR IEC 60079-14 (Projeto e montagem de instalações em atmosferas explosivas) para a instalação de equipamentos intrinsecamente seguros são aplicáveis também aos circuitos “Power-i”.
Este conceito de proteção “Power i” pode ser facilmente integrado as tecnologias novas e já existentes, bem como tornar as aplicações existentes mais simples para os fabricantes e para os usuários de equipamentos e instalações “Ex”.
Sob o aspecto de certificação de conformidade de equipamentos “Power-i”, já se encontram disponíveis no mercado, inclusive com certificação internacional emitida dentro do sistema IECEx, equipamentos incorporando este tipo de tecnologia e abordagem de segurança, tanto sob o ponto de vista de barreiras de proteção “Power-i” como do ponto de equipamentos de campo, instalados em áreas classificadas.
A Comissão de Estudo CE 003:031.004 do Subcomitê SCB-003.031 do COBEI, responsável pela elaboração e adoçãodesta Norma Técnica Brasileira, acompanhou, em nome do Brazil National Committee of the IEC todo o processo de elaboração, comentários, atualização, votação, aprovação e publicação da respectiva IEC TS 60079-39. Aquela Comissão de Estudo contou com a participação de profissionais envolvidos com equipamentos e instalações em atmosferas explosivas, representantes das seguintes empresas: EMERSON PROCESS, IEx – INSTITUTO DE CERTIFICAÇÃO, ISA BR – DISTRITO 4, NCC CERTIFICAÇÕES DO BRASIL, PETROBRAS, SENSE – SENSORES E INSTRUMENTOS, UL DO BRASIL e OBO BETTERMANN, além de Consultores independentes.
As Normas Técnicas Brasileiras adotadas das Séries ABNT NBR IEC 60079 (Atmosferas explosivas) e ABNT NBR ISO/IEC 80079 (Equipamentos mecânicos “Ex”) elaboradas pelas Comissões de Estudo do Subcomitê SCB-003.031 do COBEI são idênticas, em termos de conteúdo técnico, sem desvios técnicos nacionais em relação às respectivas normas internacionais da IEC, de acordo com requisitos especificados na ABNT DIRETIVA 3 – Adoção de documentos técnicos internacionais.
Seguindo a tendência e a convergência normativa mundial dos países membros da IEC, incluindo o Brasil, as Normas Técnicas nacionais que envolvem os processos de avaliação da conformidade de empresas de prestação de serviços “Ex”, de competências pessoais “Ex” e de equipamentos elétricos e mecânicos “Ex” são Normas adotadas, idênticas às respectivas normas internacionais da IEC. Esta política de normalização tem por objetivo harmonizar as Normas Nacionais com a Normalização internacional, de forma a padronizar os procedimentos de projeto, fabricação, ensaios, marcação, avaliação da conformidade, instalação, inspeção, manutenção, reparos, recuperação de equipamentos e competências pessoais “Ex”.
Ações como estas contribuem para a integração dos fabricantes, laboratórios de ensaios, empresas usuárias, organismos de certificação de produtos e de pessoas e provedores de treinamentos brasileiros com o mercado e a comunidade internacional “Ex”, bem como para a elevação dos níveis de segurança, saúde, meio ambiente, avaliação de risco, ensaios, qualidade, desempenho, confiabilidade, procedimentos de execução de serviços e competências pessoais relacionados com as instalações nacionais “Ex”.
Maiores informações sobre a ABNT IEC TS 60079-39 – Power “i” estão disponíveis no Catálogo da ABNT:
https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=412387
Maiores informações sobre as Normas Técnicas Brasileiras adotadas sobre atmosferas explosivas das Séries ABNT NBR IEC 60079 (Atmosferas explosivas) e ABNT ISO/IEC 80079 (Equipamentos mecânicos “Ex”) e sobre os sistemas internacionais de certificação “Ex” da IEC para o ciclo total de vida das instalações “Ex” estão disponíveis no website do Subcomitê SCB-003.031 da ABNT/CB-003 (COBEI):
http://cobei-sc-31-atmosferas-explosivas.blogspot.com/
Confira em mais detalhes no link abaixo:
https://www.osetoreletrico.com.br/seguranca-intrinseca-de-potencia-power-i-abnt-iec-ts-60079-39/
Fonte da informação:
Roberval Bulgarelli
Consultor
RPBC/ESTO – Engenharia e Suporte Técnico Operacional
Coordenador do Subcomitê SC-31 do Cobei
