Zona 20
Definición
La zona 20 es el nivel de riesgo más alto de las zonas con riesgo de explosión por polvo, según las directivas europeas ATEX 2014/34/UE y 1999/92/CE. Se refiere a una zona en la que existe una atmósfera explosiva peligrosa, en forma de nube de polvo inflamable, de forma constante, durante largos periodos de tiempo o con frecuencia.
En el procesamiento de polvos, la zona 20 suele corresponder al interior de los aparatos que transportan polvo: la cámara de mezcla de un mezclador, el interior de silos, ciclones, carcasas de filtros, compuertas de rueda celular, sinfines y sistemas de transporte neumático. A efectos de una clasificación temporal aproximada, la zona 20 se asocia a una exposición de más de unas 1.000 horas al año.
Clasificación respecto a la Zona 21 y la Zona 22
| Zone | Formación de una atmósfera de polvo explosiva | Categoría de aparatos | EPL |
|---|---|---|---|
| Zone 20 | de forma constante, durante largos periodos de tiempo o con frecuencia | 1D | Da |
| Zone 21 | de vez en cuando, en condiciones normales de funcionamiento | 2D | Db |
| Zone 22 | No es de esperar en condiciones normales; en tal caso, solo de forma esporádica y durante un breve periodo de tiempo | 3D | Dc |
La clasificación por zonas determina qué categoría de aparatos y qué nivel de protección de los equipos (EPL, Equipment Protection Level) están permitidos para los aparatos eléctricos y no eléctricos. Para la zona 20 se requieren aparatos de la categoría 1D con EPL Da; estos deben seguir siendo seguros incluso en caso de que se produzcan simultáneamente dos fallos independientes.
Tipos de polvo y grupos de explosividad
Los polvos inflamables se clasifican, a efectos de la protección contra explosiones, en grupos que influyen en la elección de los equipos y las medidas de protección:
- IIIA: pelusas inflamables•
- IIIB: polvos no conductores
- IIIC: polvos conductores, por ejemplo, polvos metálicos
En el caso de los polvos conductores del grupo IIIC, aumentan los requisitos relativos al diseño de la carcasa y a la estanqueidad —por ejemplo, se exigen índices de protección IP más elevados—, ya que los depósitos y las nubes de polvo pueden ir acompañados además de conductividad eléctrica y formación de chispas.
Importancia en la técnica de mezcla
Durante el llenado, la mezcla y el vaciado, se forma una nube de polvo en la cámara de mezcla debido a su diseño. Sobre el material mezclado hay un volumen de gas libre en el que se expande dicha nube. Por lo tanto, siempre que el producto procesado sea inflamable, la cámara de mezcla debe considerarse, por norma general, como zona 20, independientemente de lo libre de polvo que esté el entorno del equipo.
Productos típicos que dan lugar a una clasificación en la zona 20:
- polvos orgánicos: harina, azúcar, almidón, especias en polvo, leche en polvo, cacao
- Polvos químicos y farmacéuticos: pigmentos, principios activos, aditivos
- Polvos metálicos: aluminio, magnesio, hierro, grafito
Plásticos: polvos de PE, PP y PVC, así como granulados finos
Requisitos para los aparatos en la zona 20
Evitar fuentes de ignición•
- Limitación de las temperaturas superficiales de todos los componentes que entran en contacto con el producto y de los adyacentes a valores claramente inferiores a la temperatura mínima de ignición del polvo
- Puesta a tierra electrostática y conexión equipotencial de todos los componentes conductores de la instalación, incluidos los depósitos, los utensilios de mezcla, las tuberías y las puertas
- Prevención constructiva de fuentes de ignición mecánicas mediante holguras definidas entre las piezas giratorias y la carcasa
- Supervisión de la temperatura y el estado de los cojinetes, los pasamuros y los accionamientos
- Evitar los espacios muertos en los que el polvo pueda acumularse y arder lentamente
Limitar las repercusiones
Dado que se considera que en la zona 20 existe de forma permanente una atmósfera explosiva, rara vez es posible controlar el riesgo únicamente mediante la prevención de fuentes de ignición. Por lo general, a ello se suma la protección contra explosiones integrada en el diseño:
- Diseño del aparato resistente a los golpes de presión, dimensionado para la sobrepresión reducida de explosión
- Descarga de la presión de explosión mediante discos de ruptura, válvulas de explosión o sistemas de descarga sin llama
- Supresión de explosiones mediante sistemas de extinción rápida
- Aislamiento contra explosiones respecto a los componentes de la instalación situados antes y después
- Inertización, por ejemplo con nitrógeno, junto con la monitorización del oxígeno
La base para el cálculo son los parámetros técnicos de seguridad del producto: valor Kst, sobrepresión máxima de explosión pmax, energía mínima de ignición y temperatura mínima de ignición. Si se añaden líquidos inflamables o disolventes al polvo, también debe evaluarse la mezcla híbrida.
Impermeabilización y delimitación de zonas
Un diseño a prueba de polvo del aparato limita la zona 20 al espacio interior. Las juntas de alta calidad del eje y de la carcasa, los accesorios de salida con pocos espacios muertos y las aberturas de inspección de cierre hermético evitan que el polvo se escape al entorno. De este modo, la zona adyacente suele clasificarse como zona 22 o incluso como zona no sujeta a riesgo de explosión, con requisitos considerablemente menores para los equipos periféricos.
Responsabilidad del operador
La división en zonas es, desde el punto de vista jurídico y técnico, responsabilidad del operador. Se lleva a cabo en el marco de la evaluación de riesgos, basándose en las condiciones concretas del proceso, los datos de las sustancias y los conceptos de protección, y debe justificarse de forma clara en el documento de protección contra explosiones. Entre las obligaciones organizativas se incluyen la limpieza periódica, la formación del personal y la actualización de los valores característicos cuando se produzcan cambios en las fórmulas o en las materias primas.