Equipamentos e dispositivos de segurança intrínseca – Ex i

“Um circuito ou parte dele é intrinsecamente seguro quando o mesmo, sob condições de ensaio prescritas, não é capaz de liberar energia elétrica (faísca) ou térmica suficiente para, em condições normais (isto é, abrindo e fechando o circuito) ou anormais (por exemplo, curto-circuito, falta a terra), causar ignição de uma dada atmosfera explosiva” (JORDÃO, 2002, p.214).

A filosofia de proteção intrínseca é mais elaborada do que as até aqui abordadas. Ao invés de isolar o material em um invólucro ou conter a explosão dentro deste, esta abordagem ao contrário mantém o equipamento a ser protegido exposto, assim como os possíveis agentes ignitores gerados por ele (centelhas, temperatura, faísca, etc.).

É uma técnica onde o principal componente está no projeto, na concepção e dimensionamentos dos equipamentos. Todos concordam que para que haja combustão deve haver o combustível, o comburente e a energia. Mas é qualquer energia? Um papel, por exemplo, se incendeia com atrito? A resposta é não. Deve haver sim energia, mas uma quantidade mínima de energia deve ser disposta para que a ação ocorra, e é neste ponto em

que a proteção intrínseca está baseada. Por exemplo, estudando um ambiente conclui-se que o componente mais perigoso no local é o hidrogênio, o qual necessita de uma energia mínima de 20µJ para que ele possa ser inflamado. Os projetistas, de posse deste dado devem certificar-se de que todo equipamento instalado no interior deste ambiente não possua liberação de energia superior a 20µJ. Quer dizer que é possível ter faísca no interior de uma sala onde haja hidrogênio? Possivelmente, desde que a energia desprendida pela faísca seja menor que o valor mínimo de ignição do hidrogênio.

Uma vantagem desta técnica está no fato de tornar os equipamentos mais leves e livres de limitações, que seriam impostas pelos invólucros e outros meios de proteção, porém implica numa maior atenção nos cuidados na confecção dos equipamentos, tornando-os quase que únicos.

Este tipo de proteção está embasado na NBR 8447 (1990) e na IEC 60079-11, onde algumas definições são importantes estarem bem claras:

a) Equipamento Elétrico

Montagem de circuitos e componentes elétricos normalmente contidos num mesmo invólucro.

b) Equipamento de Segurança Intrínseca

Equipamento elétrico no qual todos os circuitos são circuitos intrinsecamente seguros.

c) Equipamento Associado

Equipamento que possui tanto partes com segurança intrínseca, como partes sem esta. Porém de tal forma que a parte que não possui segurança intrínseca não prejudique a parte protegida.

d) Operação Normal

Operação de um equipamento de segurança intrínseca ou seu associado quando atua elétrica e mecanicamente de acordo com as especificações produzidas por seu fabricante.

e) Falha

Defeito de qualquer componente, que venha a afetar diretamente o funcionamento correto da proteção intrínseca.

f) Falha Contável

Falha que ocorre em partes do equipamento elétrico em conformidade com as regras de construção desta norma (IEC 60079-11).

g) Falha não-Contável

Falha que ocorre em partes do equipamento elétrico não em conformidade com as regras de construção desta norma (IEC 60079-11).

h) Componente Infalível ou Conjunto Infalível de Componentes

São componentes que devido à baixa probabilidade de que certas falham ocorram, se dizem infalíveis.

i) Equipamentos Simples

Componentes elétricos ou conjuntos destes, de construção simples e com seus parâmetros elétricos bem definidos, e que não atuem adversamente com a segurança intrínseca do ambiente a que será usado. Como exemplo de equipamentos simples, pode-se citar os termopares, diodos, termorresistências, chaves e terminais.

j) Corrente Mínima de Ignição (MIC)

Mínima corrente circulante em um circuito resistivo ou indutivo capaz de provocar a ignição de uma atmosfera explosiva.

2.3.5.1 Categoria dos equipamentos de segurança intrínseca

Conforme a NBR 8447 (1990), os equipamentos elétricos de segurança intrínseca podem ser classificados em dois tipos, os de categoria “ia” ou “ib”, desta forma:

- Categoria ia – são os equipamentos que quando sujeitos à máxima tensão que pode ser aplicada à conexão não intrinsecamente segura do equipamento associado sem invalidar o tipo de proteção, e a máxima tensão (pico Vac ou Vdc) aplicada aos bornes de entrada de circuito de segurança intrínseca, não são capazes de causar uma ignição nas seguintes condições:

a) em operação normal e com a aplicação das falhas não contáveis que levem às condições mais desfavoráveis.

b) em operação normal e a aplicação de uma falha contável e as falhas não contáveis que levem às condições mais desfavoráveis.

c) em operação normal e com a aplicação de duas falhas contáveis e as falhas não contáveis que levem às condições mais desfavoráveis.

- Categoria ib - são os equipamentos que quando sujeitos a máxima tensão que pode ser aplicada à conexão não intrinsecamente segura do equipamento associado sem invalidar o tipo de proteção, e a máxima tensão (pico Vac ou Vdc) aplicada aos bornes de entrada de circuito de segurança intrínseca, não são capazes de causar uma ignição nas seguintes condições:

a) em operação normal e com a aplicação das falhas não contáveis que levem às condições mais desfavoráveis.

b) em operação normal e a aplicação de uma falha contável mais as falhas não contáveis que levem às condições mais desfavoráveis.

2.3.5.2 Barreiras de segurança

São elementos de isolação, com a finalidade de separar os circuitos de segurança intrínseca dos de não segurança intrínseca. A finalidade principal desta barreira é assegurar que a energia entregue ao circuito protegido, esteja abaixo do valor mínimo de ignição do material contido no ambiente (NBR 8447, 1990).

Os componentes que geralmente são utilizados para este fim, são os diodos Zener, devido a sua característica de que quando a tensão imposta sobre eles supera um determinado valor intrínseco a cada diodo, este passa a conduzir como um curto, cortando a passagem de

corrente para o circuito. Um detalhe que deve ser ressaltado durante a especificação dos componentes semicondutores, é que eles sejam capazes de suportar até 1,5 vezes o valor da corrente de curto-circuito que poderia fluir em seu ponto de instalação (NBR 8447, 1990).