Capítulo 10 - Técnicas de Segurança Operacional

OUTROS DISPOSITIVOS DE SEGURANÇA OPERACIONAL

•

•

........

10.5.1- Válvulas de Acesso de Fluxo10.5.2- Válvulas de Alívio10.5.3- Discos de Ruptura

~:;:::::~ -lt:t 10.1- INTRODUÇAOi~~~~j~~~1!~~~~I~10.2- LIMITES OPERACIONAIS!@~~~~f:

!~~~~I:10.3- SEQUÊNCIA DE ALARMESr~~:!~l H H H H ,

[:fi 10.4- $l:GURANÇA INTRINSECAi~~lj~1~ __ .!~~f~ t004.1- Introduçao .•

!:ii:ii:LH iO.4.2~ Comparação entre as técnicas de proteção mais utilizidasl::ifa) Segurança!:m:! b) Flexibifídàde@! ." c)Cusfo delnst~lação ...MW . d)Custo de. MaryutençãÔ "H ..•.•••

~::t! 10.4.3- Fúndamentosde sistemélsintrinsicamente seguros~'.' '.. -. -.-.------- - .

!.ii!;!: .a) Equ~pamentos ~ntr~ns~camenteseguros .!~~~~~~f' . b) Equipamentos mtnnslcamente seguros associado[f:: 1004.4- APROVAÇÃO E CERTIFICAÇÃO DE EQUIPAMENTOS!!:m a) Condições de Segurança . HH H H

~i:::\jl tOA5- BARREIRAS DE SEGURANÇA INTRíNSgCA)M:!la}Priocípio de Operação .....l;!!:::l b) Barreiras Zener .!:::::~::~ c) Barreiras com IsolaçãoG~lvánical:~:f~: 10.4.6- Considerações finais .~:::::::::l:':':':':

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I~ill.

CAPíTUL~·1\·O

TÉCNICAS DE SEGURANÇA OPERACIONAL

10.1-INTRODUÇÃO

o controle e monitoração das variáveis de processoincluem sistemas acionados e indicadores de estado dasvariáveis e equipamentos. Para indicação de estado dasvariáveis e equipamentos são utilizados Anunciadoresde Alarmes, que tem a finalidade de chamar a atençãodo operador quando determinada variável atinge umvalor limite ou determinado equipamento saiu deoperação.

Acionadores de estado são comandos acessíveis ao

operador como: parada e partida de motores, abertura efechamento de válvulas, etc.

10.2- LIMITES OPERACIONAIS

A segurança de uma planta industrial coloca valoreslimites para as variáveis onde, quando ultrapassadosestes limites, pode-se ter:

• alarmes para a operação;

10• parada automática do equipamento ou planta.

Pode-se citar alguns exemplos:

• Nível alto, baixo e muito baixo do tubulão dacaldeira;• Baixa vazão de ar em fornalhas;• Alta temparatura em reatores; e• Alta pressão em tubulações.

10.3 - SEQUÊNCIA DE ALARMES

A tabela 1, traz as sequências de alarmes maisutilizados. As sequências mostradas, sintetizam as açõesdos anunciadores, cuja resposta é dada por lâmpadas desinalização e sinal sonoro.

Em sistemas supervisórios, apesar de fisicamentealterados, os anunciadores desempenham o mesmopapel, embora com vários recursos adicionais.

I CÓGlIlD

COIllIIl(l;M:üCOIllIDV)kroAAINIlllD'f'ClDJ:RSlIIlIIllF~

ISA

DOVARJIIW!lJ..rIIEVISllliXQAUllÍIxmLDEWJm)

ANWmMIllXJlRP R(l):t]ffilRO

NORMAL

NORMALOFFOFFALERTA

ANORMALPISCANDOON18

RECONHECIMENTO'''''DU",ONOFF55%

RETORNO NORMALNORMALOFF(11'1'

ITESTENORMALONIOFF

.'"DU'''NORMALFRACOOFF

1D

ALERTAANORMALPISCANDOON

1%RECONHECIMENTOANORMALONOFF

RETORNO NORMALNORMALI'RACOOFF

NORMALNORMALOFFOFF

ALERTAANORMALPISCANDOON

2A

RECONHECIMENTOANORMALONOFF~""

RETORNO NORMAL NORMALPISCA FRACOOFF

RESET

NORMALOFFOFF

TESTENORMALONOFF

NORMAL

NORMALOFFOFFALERTA

ANORMAL (lI.!

ANORMAL"/Jfi 1'1'

5 ~I2C

IOFF"

RETORNO NORMA NORMALON

I

RESETNORMALOFFOFFTESTE

NORMALONOFF

I

NORMAL

INORMAL

IOFF OFF

I

ALERTA ANORMALI

INICIALI PISCANDO~-SUBSEQUENTE

ON' OFF28%

4J1.

RECONHECIMENTO IANORMAL

INICIALI ONOFF

SUBSEQUENTEI (lt.!OFF

RETORNO NORMAL I""DU'"OFFOFF

TESTEI""DU'" ONOFF

OUTROS

I 7".,

Tabela 1 - SEQUÊNCIA DE ALARMES - ISA

SMAR - CENTRO DE TREINAMENTO - 10.1 -

10.4- SEGURANÇA INTRíNSECA

10.4.1- INTRODUÇÃO

Segurança Intrínseca é um dos tipos de proteçãoempregados em equipamentos elétricos, de modo aadequar o uso destes em ambientes sujeitos àpresença de atmosferas explosivas, normalmenteencontrada na indústrica petrolífera, química,petroquímica, farmacêutica entre outras.

A técnica de proteção por segurança intrínseca ébaseada no princípio de limitar a energia de umcircuito elétrico a níveis inferiores aquelesnecessários para causar a ignição de umaatmosferea explosiva. Desta forma, a técnica desegurança intrínseca se adequa a uma filosofia deprevenção e não de contenção. Pode-se dizer quese trata de uma "técnica de proteção por projeto" esua principal utilização é em aplicações comcircuitos de baixa potência, sendo atrativa para ossistemas de instrumentação e controle de processosindustriais, uma vez que são usados equipamentosque trabalham com baixos níveis de energia.

10.4.2 - COMPARAÇÃO ENTRE ASTÉCNICAS DE PROTEÇÃO MAISUTILIZADAS

Na instrumentação e controle de processosindustriais as técnicas de proteção mais usadas naexecução das instalações dos circuitos ematmosferas explosivas são:

- Segurança Intrínseca- Invólucros à Prova de Explosão- Invólucros Pressurizados

Uma análise comparativa entre estas técnicas deproteção é mostrada na tabela 1.

TIPO DE SEGU-FLEXIBI-CUSTOCUSTOPROTEÇÃO

RANÇAL1DADEDEDEINSTALA-

MANU-çÃO

TENÇÃO

SEGURAN

--

ÇA++

APROVA

== ==

DE EXPLOSÃO

PRESSURI-

==

ZAÇÃO+ +

Tabela 1 - COMPARAÇÃO ENTRE TÉCNICAS DEPROTEÇÃO

A técnica de proteção aplicada na realização daanálise comparativa foi a do uso de invólucros à

- 10.2 -

prova de explosão, por ser a mais conhecida e hámuito tempo aplicada.

a) SEGURANÇA

A probabilidade de ignição de uma atmosferaexplosiva pode nos fazer acreditar que uma técnicade proteção tenha um grau de proteção maior oumenor que os outros. A técnica de invólucros àprova de explosão, por exemplo, tem umaprobabilidade de risco muito maior que a desegurança intrínseca. Mas, do ponto de vistaestatístico, após 50 anos de utilização não hánotícia de nenhum acidente ocorrido devido a uminvólucro à prova de explosão. Assim, consideraruma técnica de proteção mais segura do que outranão é totalmente correto porque, se criteriosamenteprojetado, instalado e mantido, praticamente nãoexiste diferença entre elas.

o fator segurança, analisado e apresentado natabela, considera o fator humano como a causaprincipal de um evento perigoso. Deste ponto devista, a técnica de segurança intrínseca apresentauma dependência mínima de falha humana. Astécnicas de proteção por invólucros à prova deexplosão e pressurizados requeremsubstancialmente mais manutenção e assim, estãomais sujeitos a falhas de execução, que podemcomprometer a segurança do sistema instalado. Jáno caso de um sistema baseado em circuitosintrínseca mente seguros, há pouco risco da equipede manutenção de campo executar serviços quepossam degradar a segurança oferecida.

b) FLEXIBILIDADE

A utilização de grandes e pesados invólucros àprova de explosão depende diretamente daclassificação do risco apresentado, enquanto que ouso da técnica de pressurização é complexa etrabalhosa. A segurança intrínseca, por outro lado,é a única técnica de proteção adequada para todasas classificações de áreas e não requer nenhumafiação específica ou diferente das normalmenteusadas em circuitos de instrumentação e controle.

c) CUSTO DE INSTALAÇÃO

A técnica de segurança intrínseca permite ainstalação de sistemas completos de modo bastantesemelhante ao usado para as áreas nãoclassificadas. As técnicas de inVÓlucros à prova deexplosão e pressurizados requerem o uso decomponentes e acessórios especiais (eletrodutos eprensa-cabos à prova de explosão, suportes,tubulação para o sistema de pressurização, etc.).Estas são as principais razões para o maior custo deinstalação destas técnicas quando comparados àsegurança intrínseca.

SMAR - CENTRO DE TREINAMENTO

d) CUSTO DE MANUTENÇÃO

A técnica de segurança intrínseca permite amanutenção no campo sem que seja necessáriointerromper o processo de produção. Também émais confiável devido à utilização de componentescom especificações acima das exigidas pelospadrões. Os invólucros à prova de explosão exigematenção particular para manter a segurança dosistema, especialmente a integridade das juntas devedação e demais componentes.

Para invólucros pressurizados temos o custoadicional de manutenção do sistema de pressão.Considerando os fatores acima, poderemos concluirque a técnica de segurança intrínseca, sempre queaplicável, é a mais adequada por questões desegurança e confiabilidade, além de ser maiseconômica para instalação e manutenção desistemas completos.

10.4.3-FUNDAMENTOS DE SISTEMASINTRíNSECAMENTE SEGUROS

O uso da técnica de segurança intrínseca em umaplanta industrial, na realidade, estabelece sistemasintrínsecamente seguros. Compostos porequipamentos também intrínsecamente seguros,instalado em áreas classificadas ligadas aosequipamentos intrínseca mente seguros associadose instalados em áreas não classificas. Ver figo 1.

ÁREA

ÁREA

NÃO CLASSIFICADA

CLASSIFICADA

A.BO DE INTERLlG

çÃOEQUIPAMENTO

EQUIPAMENTOTS.

ASSOCIADO

ou

(BARREIRA I.s.)

EQUIPAMENTO

SIMPLES

SlC.F'GOl

Fig. 1 -

a) Equipamento Intrinsecamente Seguro

São equipamentos que têm de ser certificados comosendo intrínsecamente seguros devido a suacapacidade de gerar ou armazenar energia (porexemplo, transmissores, conversores,posicionadores, válvulas solenóides, etc.). Podemtambém ser incluídos os equipamentos que não


geram ou armazenam mais de 1,2 V, 0,1 A, 20 mJou 25 mW, por exemplo, termoi:>ares,termoresistores, contatos, leds, etc. (estes nãonecessitam ser certificados, recebendo adenominação de equipamentos simples).

Sempre que forem utilizados em áreasclassificadas, eles devem ser usados com umabarreira de segurança intrínseca apropriada.

b) Equipamento Intrinsecamente SeguroAssociado

São equipamentos que têm de ser classificadoscomo sendo intrínseca mente seguros apesar deficarem instalados nas áreas não classificadas. A

limitação que estes equipamentos oferecem àenergia liberada para área classificada é feitaatravés do controle da tensão e da correntefornecida. Estes equipamentos são mundialmenteconhecidos por barreiras de segurança intrínseca.

10.4.4 - APROVAÇÃO E CERTIFICAÇÃODE EQUIPAMENTOS

Existem dois tipos básicos de Certificados deAprovação emitidos pelos Laboratórios deCertificação:

• Sistema: É uma certificação fornecida para umdeterminado sistema, composto de um equipamentode campo e uma barreira de segurança intrínseca(equipamento associado). Qualquer alteração nosistema exige novos procedimentos de ensaio ecertificação.

• Parametrização: Os parâmetros de entidadespermitem a combinação de diferentes equipamentosde campo e barreiras de segurança intrínseca, quesão avaliados e certificados separadamente erecebem seu próprio conjunto de parâmetros desegurança. Ao compararmos os parâmetros deequipamentos de campo com os das barreiras,pode-se rapidamente garantir se determinadacombinação será segura. Isto permite que o usuáriofinal tenha grande flexibilidade ao selecionarbarreiras de segurança intrínseca e osequipamentos de campo. Em funçao disto, aparametrização ou conceito de entidade é umametodologia de aprovação superior.

Um exemplo de como se aplica o conceito deentidade na combinação de equipamentos éfornecido na tabela 2.

- 10.3 -

ÁREA CABO DEÁREA NÃOCLASSIFICADA

LIGAÇÃOCLASSIFICADAEquipamentos

Equipamentode campo I.S.

I.S. associado

Ui

Uo = Máxima tensão detensão máxima

circuito abertopermitida

li

Ccabo10 = Máxima correntecorrente

de curto circuito

máximaPi

Po = Potência máxima

potência

que pode ser

máxima

transferida

permitida Ci

LcaboCo = CapacitânciaCapacitância

máxima permitidaequivalente

Li

Lo = Indutânciaindutância

máxima permitidaequivalente

Rcabo

Um = Tensão máximaaplicável nos terminaisnão intrinsecamenteseguros (parâmetroadicional)

Tabela 2 - CONCEITO DE ENTIDADE

a) Condições de Segurança

Uo ~ Ui

10 ~ li

Po ~ Pi

Co ~ Ci + Ccabo

Lo ~ Li + Lcabo

No Brasil o Laboratório credenciado pelo Inmetropara realização dos ensaios e aprovaçã{) dosequipamentos intrínsecamentes seguros é o CEPEL- Centro de Pesquisas de Energia Elétrica, que jámantém intercâmbio com diversos laboratóriosintemacionais, entre eles o PTB - Alemanha e a FM-EUA.

10.4.5 - BARREIRAS DE SEGURANÇAINTRíNSECA

- 10.4 -

a) Princípio de Operação

Os componentes básicos de uma barreira desegurança intrinseca são diodos zener (mínimo dedois) conectados em paralelo, um fusível e umresistor. As barreiras são projetadas para suportaruma tensão decorrente de falha de até 250 Vac

aplicada aos terminais não intrínsecamente segurose uma corrente de curto circuito prospectiva de4000 A.

Os diodos zener na barreira limitam a tensãomáxima transferida à tensão de zener característica

do diodo. Ao mesmo tempo, o resistor da barreiralimita o máximo fluxo de corrente no circuito daárea classificada. Cada barreira de segurançaintrínseca é caracterizada pela tensão máxima desaída Uo (tensão zener), pela corrente máxima 10

(tensão de zener dividida pelo valor da resistênciada barreira - menor valor infalível entre os diodos de

saída) e pela máxima potência Po que pode sertransferida a carga que, em caso de falha, pode serliberada para a área classificada.

Além dos parâmetros de segurança de tensão,corrente e potência, a capacitância (Co) e aIndutância (Lo) máximas permitidas não devem serexcedidas quando ligadas a um circuito ouequipamento, para poderem manter o nível deenergia armazenada abaixo dos limites de ignição.

b) Barreiras Zener

As barreiras zener devem ser conectadas ao

condutor de equalização de potencial, através damenor distância possível ou, somente para sistemasTN-S (Sistemas de Potência com neutro aterrado,porém com condutores isolados), conectados a umponto de terra de alta integridade, de forma que aimpedância deste ponto até o ponto de aterramentodo sistema de potência seja inferior a 1 Ohm. Ocondutor de conexão ao terra deve ter um diâmetrode no mínimo 4,0 mm2 (cobre) e a conexão deveser do tipo infalível. É comum utilizar-se umcondutor redundante, no caso de falhar, suportandocada um deles a máxima corrente de curto-circuito.No caso de serem utilizados dois condutores, odiâmetro mínimo pode ser de 1,5 mm2 cada. Verfig.2.


ÁREA

CLASSIFICADA

ÁREA NÃO

CLASSIFICADA

Fal~/~EaU~AMENTO

NÃ01.S.

CORRENTE DE FALHA

ATERRAMENTQ BARREIRA < i OHU

TERRA DA

REDE CA

Voe = 250 Vae máx.-------------------, /"

iTITrF'set Rltm. FU~:::::.~:'.~~..m.ÁREA Voe I JI"I :: ÁREA NÃO

(LASSIFICADA I .& j: CLASSIFICADA'f ~ I

~:;-'

~ r ~SENSOR ATERRADO - "'- CORRENTE

NA ÁREA CORRENTE DE DE FALHA

CLASSIFICADA FALHA NA ÁREACLASSIFICADA

SEM PROTEÇÃO

Fig. 2 - ATERRAMENTO CORRETO DA INSTALAÇÃOCOM BARREIRA ZENER

Fig. 4 - SITUAÇÃO DE RISCO CAUSADA POR UMSENSOR ATERRADO NA ÁREA CLASSIFICADA.

Alimentação do Transmissor: 24 Vdc

Fig. 5 - TENSÃO DISPONíVEL PARA O TRANSMISSOR

+ 24 Vdc

2500hm

3500hm

ÁREA NÃO

CLASSIFICADA.

BARREIRA

ZENER

~20mAAPARATO

1.5.

ÁREA

CLASSIFICADA

TRANSMISSOR

ISOLADO

Na figo 5 pode-se verificar que com 20 mA de sinalde saída, a tensão disponível para suprir otransmissor é (segundo a Lei de Ohm):

Quedas de tensão através do resistor limitador dasbarreiras zener podem causar problemas nosequipamentos a elas interligados.

Queda de tensão no lado de suprimento da barreira:7 Vdc (-)

Queda de tensão no lado do retorno da barreira:Vdc (-)

CORRENTEDE FALHA

Todos os equipamentos intrinsecamente segurosinstalados na área classificada e a fiação devem sercompletamente isolados do terra quando se utilizambarreiras zener (deve possuir isolação maior de 500Vet)o Isto quer dizer que termopares aterrados nãopodem ser conectados diretamente a uma barreirazener. Equipamentos de campo aterrados ou fiaçãocom baixa iso/ação também não podem serconectados diretamente a uma barreira zener.

Porque no caso de uma tensão de falha ser aplicadanos terminais não intrinsecamente seguros dabarreira, a corrente de falha resultante irá não sófluir para terra através da conexão de terra dabarreira mas, também, pelo terra na áreaclassificada. O nível de corrente poderá estaracima dos limites de segurança e a áreaclassificada ficará sem qualquer proteção. As figo 3e 4 ilustram isso.

r-.....se-- ~~I~~ - -- -- -- -- - - - - Voe· 250 VaeJ~JlTIFU61vell A/ máx.

CJ ~~v

AREA

tCLASSIFICADA Voe l.fl I ;uuw:'WWW"MI I I I AREA NÃOu TI: : CLASSIFICADA. I

Queda de tensão no resistor em paralelo (250 Ohm):5 Vdc (-)Fig. 3 - ESQUEMÁTICO DE BARREIRA ZENER COM

ISOLAÇÃO DE 500 Vef DE TERRA DE EQUIPAMENTODE CAMPO E FIAÇÃO Tensão disponível para o transmissor: 11 Vdc

SMAR - CENTRO DE TREINAMENTO - 10.5 -

ÁREA NÃO

CLASSIFICADA

Como a grande maioria dos transmissores requer nomínimo 12 Vdc, o sinal do loop pode nunca atingiro final da escala devido à falta de tensão paraoperação. Aumentar a tensão de alimentação nãoresolve o problema, pois os diodos na barreira zenerestão muito intimamente ligados aos valores datensão de operação e, ela subindo, o fusível dabarreira deverá abrir.

As barreiras zener utilizam fuzíveis de proteção eeles podem abrir devido a instalação oumanutenção inadequada.

ADoR

15.5 Vdcmínimo para Tx

FONTE DE

ALIMENTAÇÃO

BARREIRA COM ISOLAÇÃOGALVÁNICA PARA

TRANSIAISSOR DE CAMPO

4-20 mA5000hm

'-Carga Má<.

c) Barreiras com Isolação Galvânica

As barreiras com isolação galvânica não requeremnenhuma condição especial de aterramento, porquea segurança é oferecida com isolamento dosterminais entre a área não classificada segura e aárea classificada, utilizando-se um transformador.Esta técnica interrompe o sinal ou tensão dealimentação de força, passando a resultante pelotransformador e depois convertendo de volta àtensão original no outro lado do transformador. Verfig.6.

Figo 7 - BARREIRAS COM ISOLAÇÃO GALVÂNICA NÃOOFERECEM DIFICULDADES COM QUEDAS DE TENSÃO

Barreiras de isolação galvânica são elementosativos. Isto significa que podem converterdiretamente sinais de termoelementos em sinais

padronizados de 4 a 20 mA ou funcionar comochaves repetidoras, reduzindo o custo geral dosistema, conforme exemplo da figo 8.

Figo 6 - DIAGRAMA DE UMA BARREIRA COMISOLAÇÃO GALVÂNICA

Não existem problemas de queda de tensão, porqueatuam como fonte de alimentação para otransmissor, fornecendo tensão suficiente para suacorreta operação do loop de medição, comoilustrado na figo 7.

BARREIRA COM ISOLAÇÃO

GAlVÃN1CA PARA

ENTRADA DE PT 100

';::·Jk~~Fm·,"m''"

",,,~~..• ~

'"-'"

BARREIRA COM ISOLAÇÃO

GALVÁNICA PARA

ENTRADA DE CONTATO

ÁREA NÃO

CLASSIFICADA

Barreiras com isolação galvânica fornecem um altonível de isolamento (1500 V), bem como filtragemcontra IEM e ruído IRF. Logo, os loops de terra sãoevitados e o sinal fornecido é livre dos ruídos.

As barreiras com isolação galvânica não abremfusíveis, no caso de ocorrer inversão de polaridadeou surtos de tensão. O que evita sua destruiçãoacidental no caso de falhas de instalação emanutenção.

Figo 8 - FUNCIONAMENTO COM TERMOELEMENTOS ECHAVE REPETIDORA

III ÁREA NÃO

I CLASSIFICADAIIIIKJII ALIMENTAÇÃOIjoIII

:: SAio ..•."

TRANSFORMADOR

DE ALIMENTAÇÃO

COMPONENTES

DE SEGURANÇAI

lI'I,,·l,...

.'. -.:' .'.

":,' ',~;~.., ",

'=.' .;. -:. ~;,.

FONTE DE

ALIMENTAÇÃO

As barreiras com isolação galvânica permitem aconexão direta de sensores aterrados ou com poucoisolamento. O isolamento entre as áreas nãoclassificadas é dado pela barreira. Logo, osequipamentos intrínseca mente seguros de campoou fiação aterrados não são mais uma preocupaçãopara garantia da segurança no circuito.

o

LIMITADO R

DE ENERGIA

"o.... "~~

•.0( ~

5"

ENTRADA

Não restam dúvidas que as barreiras com isolação

- 10.6 - SMAR - CENTRO DE TREINAMENTO

ou surtos de tensão. O que evita sua destruiçãoacidental no caso de falhas de instalação emanutenção.

Não restam dúvidas que as barreiras com isolaçãogalvânica oferecem um grande número devantagens em relação às barreiras zener. Apesarde terem um custo inicial de aquisição maior, ocusto final do sistema, incluindo instalação emanutenção, não apresentará uma diferençasignificativa.

Os circuitos com barreiras zener tem custos de

instalação e de manutenção mais altos, devido anecessidade de instalação e manutenção dosistema de aterramento de alta integridade e daisolação dos equipamentos instalados na áreaclassificada e fiação.

As barreiras com isolação galvânica são maisorientadas para aplicações específicas, sendo bemmenos flexíveis que as barreiras zener, porém, sãomais fáceis de se aplicar.

10.4.6 - CONSIDERAÇÕES FINAIS

O conceito básico de segurança intínseca é que oequipamento elétrico e seus circuitos são projetadosde forma a evitar a geração de energia suficientepara ignição de atmosferas explosivas, seja emcondições normais ou de falha.

Segurança intrínseca é uma técnica segura e deótima relação custo/benefício, para aplicação emsistemas de instrumentação e controle de processosindustriais com atmosferas explosivas. Quandocomparada com a técnica de invólucros à prova deexplosão, a segurança intrínseca oferece um custoinícial menor, um melhor conceito de segurança(prevenção x contenção) e um sistema demanutenção mais simples e econômico. Emboralimitada à aplicação de baixa potência, a técnica desegurança intrínseca é aprovada para todas asclassificações de área (Zona 0, Zona 1 e Zona 2).

Ve-se que as duas técnicas de proteção (segurançaíntrínseca e invólucros à prova de explosão) podemser comparadas no que diz à segurança. As duastécnicas são seguras se os sistemas foremadequadamente projetados, instalados e mantidos.Mas, o conceito de segurança e a possibilidade deacontecimentos perigosos podem ser explorados.

Barreiras de segurança intríseca são projetadaslevando-se em conta a presença constante de umaatmostera explosiva e devem ser capazes de resisitra duas falhas simultâneas e independentes e, aindaassim, evitar a ignição. Quando são computados osparâmietros da corrente e da tensão de falha, umafator de segurança é multiplicado por cada


parâmetro para garantir que os valores aprovadosestejam bem abaixo do nível mínimo de energia deignição de uma determinada atmosfera explosiva.

Devido a este conceito de segurança, adependência de fatores humanos é bem baixa. Asegurança de um sistema intrínsecamente seguro ésempre preservada, mesmo sob condições de falha,devido aos critérios de projeto. É possível fazermanutenção no local sem interromper o processo deprodução e uma falha na sua execução nãocompromete a segurança do sistema. Outravantagem dos sistemas com segurança intrínseca éa eliminação do risco de choques elétricos já quesão utilizadas baixas tensões.

Nos sistemas com invólucros à prova de explosãoo conceito utilizado é o de contenção e não deprevenção e a qualquer momento pode aconteceruma explosão. A propagação para outras áreas vaidepender da integridade física do invólucro quepode ser afetada com o passar do tempo.

A segurança dos sistemas baseados na técnica deinvólucros à prova de explosão depende muito maisde fatores humanos pois exigem inspeçõesperiódicas para garantia de sua integridade. Ainspeção e consevação do sistemas é uma tarefademorada e as equipes de manutenção e operaçãopodem, por exemplo, deixar de apertar algumas dasporcas e parafusos na tampa do invólucro ou abriros invólucros com sistema em operação parafacilitar os procedimentos de ajustescomprometendo a segurança de todo sistema.

A diferença mais significativa entre as duas técnicasde proteção é o custo final dos sistemas. A técnicade segurança intrínseca requer basicamente ainstalação de uma barreira para interface entre aárea não classificada e a área classificada.

Considerando-se que a diferenca de custo dainstrumentação de campo utilizada nas duastécnicas é desprezivel, as barreiras representam oúnico custo adicional para tornar o sistemaintrínsecamente seguro.

Por outro lado, os custos adicionais com conduitesespeciais, vedações e invólucros requeridos paratornar um sistema à prova de explosão são muitossuperiores ao custo inicial de barreiras de segurnaçaintínseca, incluindo os custos com o temponecessário para execução de toda a instalação. Asdespesas com a futura manutenção dos sistemastambém precisam ser consideradas. Com a técnicade segurança intrínseca os custos de manutençãosão reduzidos, inclusive pela permitida calibração eajustes locais dos instrumentos de campo com oprocesso em operação eliminando ou reduzindo asonerosas paradas de produção.

Procura-se transmitir que a segurança intrínseca é

- 10.7 -

interessante para o usuário do que a técnica deinvólucros à prova de explosão.

10.5 - OUTROS DISPOSITIVOS DE

SEGURANÇA OPERACIONAL

Além das malhas de controle e dos sistemas de alarme,

os processos contam com recursos adicionias paragarantir a segurança operacional em caso de falhas.

10.5.1 VÁLVULAS DE ACESSO DE FLUXO: são

dispositivos de segurança "In-line" que agem paralimitar o fluxo de líquidos ou gases que saem de umsistema pressurizado.

10.5.2 VÁLVULAS DE ALíVIO: são válvulas queliberam determinado produto para a atmosferasempre que o sistema pressurizado na qual estãoinstaladas, atingir um limite de pressão. Destaforma, previne sérias consequências.

10.5.3 DISCOS DE RUPTURA: assim como asválvulas de alívio, os discos de ruptura tambémfornecem segurança contra sobrepressões(oupressões elevadas), com a desvantagem de que,uma vez acionados, deverão ser reparados (ousubstituídos).

- 10.8 -

INSTRUM_CAP_10.wPD - 02109/98 - PEM


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Capítulo 10 - Técnicas de Segurança Operacional