Nbr Iec 60079 32-1-2019 Atm Explos Risc Eletr Orientacoes 4f1g4y

Projeto em Consulta Nacional

ABNT/CB-003 PROJETO ABNT IEC/TS 60079-32-1 NOV 2019

Atmosferas explosivas Parte 32-1: Riscos eletrostáticos, orientações APRESENTAÇÃO 1) Este Projeto foi elaborado pela Comissão de Estudode Poeiras Combustíveis, Eletrostática, Selagem de Processo e Tipo de Proteção “s” (CE-003:031.006) do Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-003),com número de Texto-Base 003:031.006-011, nas reuniões de: 07.03.2014

02.04.2014

16.05.2014

04.06.2014

02.07.2014

17.09.2014

07.11.2014

04.02.2015

18.03.2015

10.04.2015

13.05.2015

10.06.2015

14.07.2015

12.08.2015

16.09.2015

07.10.2015

13.11.2015

04.03.2016

06.04.2016

08.06.2016

27.07.2016

31.08.2016

05.10.2016

30.11.2016

22.02.2017

22.03.2017

19.04.2017

17.05.2017

21.06.2017

26.07.2017

16.08.2017

20.09.2017

18.10.2017

22.11.2017

24.01.2018

21.03.2018

11.04.2018

25.04.2018

15.05.2018

06.06.2018

11.07.2018

08.08.2018

30.08.2018

26.09.2018

24.10.2018

14.12.2018

26.06.2019

31.07.2019

a) é previsto para ser idêntico à IEC/TS 60079-32-1:2013, Ed. 1.1 que foi elaborada pelos Technical Committee Equipment for Explosive Atmospheres (IEC/TC 31) e Technical Committee Electrostatics (IEC/TC 101);

© ABNT 2019 Todos os direitos reservados. Salvo disposição em contrário, nenhuma parte desta publicação pode ser modificada ou utilizada de outra forma que altere seu conteúdo. Esta publicação não é um documento normativo e tem apenas a incumbência de permitir uma consulta prévia ao assunto tratado. Não é autorizado postar na internet ou intranet sem prévia permissão por escrito. A permissão pode ser solicitada aos meios de comunicação da ABNT. NÃO TEM VALOR NORMATIVO


b) não tem valor normativo.


2) Aqueles que tiverem conhecimento de qualquer direito de patente devem apresentar esta informação em seus comentários, com documentação comprobatória. 3) Analista ABNT – Newton Ferraz. 4) Tomaram parte na sua elaboração, participando em no mínimo 30 % das reuniões realizadas sobre o Texto-Base e aptos a deliberarem na Reunião Especial de Análise da Consulta Nacional: Participante Representante BRASKEM

Rubens Regis Sarmento

CONSULTOR

Rüdiger Röpke

CONSÓRCIO TEAG

Ronaldo de Oliveira

CORTEM

Manoel Aros

DNV GL

Heleno Santos

ELETRO SOSSAI

Eugênio Sossai Jr.

IEE/USP

Manuel Joaquim Sequeira

MAEX ENGENHARIA

Alessandra Renata Junk

NCC CERTIFICAÇÕES

Bruno Simioni Rosa

PETROBRAS

Josué França Maia

PETROBRAS

Leandro Erthal

PETROBRAS

Roberval Bulgarelli

SENAI/BENFICA

Nicolas Maria Minguez

SENAI/SANTOS

Fernando Amaral

SENAI/SANTOS

Marcelo Saraiva Coelho

SENAI/SANTOS

Glauco Pereira Castro

SEW EURODRIVE BRASIL

Alex Tomas de Campos

SEW EURODRIVE BRASIL

Daniel Paganini

SIEMENS LTDA.

André Di Monte

TECHMULTLAB

Alexandre Garcia

TRAMONTINA

Benedito Arruda

TRAMONTINA

Edmilson Mitiura

TECHNOHEAT

Fábio Isao Yamasaki

UL DO BRASIL

Bruno Toninato NÃO TEM VALOR NORMATIVO



WEG

Carlos Lourenço

WEG

Christian Duarte

WEG

Sharlestton Rocha

WETZEL

Moacir Ti

NÃO TEM VALOR NORMATIVO


Atmosferas explosivas Parte 32-1: Riscos eletrostáticos, orientações


Explosive atmospheres Part 32-1: Electrostatic hazards, guidance

Prefácio Nacional A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas pelas partes interessadas no tema objeto da normalização. Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da ABNT Diretiva 3. A ABNT chama a atenção para que, apesar de ter sido solicitada manifestação sobre eventuais direitos de patentes durante a Consulta Nacional, estes podem ocorrer e devem ser comunicados à ABNT a qualquer momento (Lei nº 9.279, de 14 de maio de 1996). Os Documentos Técnicos ABNT, assim como as Normas Internacionais (ISO e IEC), são voluntários e não incluem requisitos contratuais, legais ou estatutários. Os Documentos Técnicos ABNT não substituem Leis, Decretos ou Regulamentos, aos quais os usuários devem atender, tendo precedência sobre qualquer Documento Técnico ABNT. Ressalta-se que os Documentos Técnicos ABNT podem ser objeto de citação em Regulamentos Técnicos. Nestes casos, os órgãos responsáveis pelos Regulamentos Técnicos podem determinar as datas para exigência dos requisitos de quaisquer Documentos Técnicos ABNT. A ABNT IEC/TS 60079-32-1 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Eletricidade (ABNT/CB-003), pela Comissão de Estudo de Poeiras Combustíveis, Eletrostática, Selagem de Processo e Tipo de Proteção “s” (CE-003:031.006). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº XX, de XX.XX.XXXX a XX.XX.XXXX. A ABNT IEC/TS 60079-32-1 é uma adoção idêntica, em conteúdo técnico, estrutura e redação, a IEC/TS 60079-32-1:2013, que foi elaborada pelos Technical Committee Equipment for Explosive Atmospheres (IEC/TC 31) e Technical Committee Electrostatics (IEC/TC 101).

O Escopo em inglês da ABNT IEC/TS 60079-32-1 é o seguinte:

Scope This Part of ABNT NBR IEC 60079 gives guidance about the equipment, product and process properties necessary to avoid ignition and electrostatic shock hazards arising from static electricity as well as the operational requirements needed to ensure safe use of the equipment, product or process. It can be used in a risk assessment of electrostatic hazards or for the preparation of product family or dedicated product standards for electrical or non-electrical machines or equipment. NÃO TEM VALOR NORMATIVO



The hazards associated with static electricity in industrial processes and environments that most commonly give problems are considered. These processes include the handling of solids, liquids, powders, gases, sprays and explosives. In each case, the source and nature of the electrostatic hazard are identified and specific recommendations are given for dealing with them. The purpose of this document is to provide standard recommendations for the control of static electricity, such as earthing of conductors, reduction of charging and restriction of chargeable areas of insulators. In some cases, static electricity plays an integral part of a process, e.g. electrostatic coating, but often it is an unwelcome side effect and it is with the latter that this guidance is concerned. If the standard recommendations given in this document are fulfilled it can be expected that the risk of hazardous electrostatic discharges in an explosive atmosphere is at an acceptably low level. If the requirements of this document cannot be fulfilled, alternative approaches can be applied under the condition that at least the same level of safety is achieved. Basic information about the generation of undesirable static electricity in solids, liquids, gases, explosives, and also on people, together with descriptions of how the charges generated cause ignitions or electrostatic shocks, is given in the annexes and in IEC/TR 61340-1. This Technical Specification is not applicable to the hazards of static electricity relating to lightning or to damage to electronic components. This Technical Specification is not intended to supersede standards that cover specific products and industrial situations.



Introdução


Esta Especificação Técnica ABNT IEC TS 60079 é baseada na CENELEC TR 50404:2003, Code of practice for the avoidance of hazards due to static electricity, e em diversos outros documentos: ●●

Reino Unido: BS 5958, Parts 1 & 2:1991, Control of undesirable static electricity,

●●

Alemanha: TRBS 2153:2009, Preventing risks of ignition due to electrostatic charges,

●●

Shell International Petroleum: Static electricity – Technical and safety aspects,

●●

EUA: NFPA 77, Recommended Practice on Static Electricity (2007),

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Japão: JNIOSH TR42, Recommendations for Requirements for Avoiding Electrostatic Hazards in Industry (2007),

●●

ASTM, EN, IEC, International chamber of shipping, ISO etc.

Esta Especificação Técnica apresenta o melhor estado da arte disponível para se evitar os riscos devido à eletricidade estática. Este Documento é destinado principalmente aos projetistas e usuários de processos e equipamentos, fabricantes e laboratórios de ensaios. Este Documento também pode ser utilizado por fornecedores de equipamentos (por exemplo, máquinas), materiais de piso e vestimentas, quando nenhuma norma sobre família de produtos ou normas de produtos específicas existirem, ou quando as normas existentes não tratarem dos riscos da eletrostática.

Uma segunda parte, a ABNT NBR IEC 60079-32-2, Riscos eletrostáticos, ensaios, encontra-se em elaboração.




Atmosferas explosivas Parte 32-1: Riscos eletrostáticos, orientações

1 Escopo Esta Parte da ABNT IEC TS 60079 apresenta orientações sobre equipamentos, produtos e propriedades de processos necessárias para evitar os riscos de ignição e de choques eletrostáticos que podem surgir da eletricidade estática, bem como requisitos operacionais necessários para assegurar a utilização segura do equipamento, produto ou processo. Pode ser utilizada em uma avaliação do perigo de risco eletrostático, ou para a preparação de uma família de produtos, ou ser dedicada a produtos para máquinas ou equipamentos elétricos ou não elétricos. Os riscos associados à eletricidade estática em processos e ambientes industriais que mais comumente apresentam problemas são considerados. Estes processos incluem a manipulação de sólidos, líquidos, poeiras, gases, sprays e explosivos. Em cada caso, a fonte e a natureza dos riscos da eletrostática são identificadas, e recomendações específicas são apresentadas, de forma a se lidar com tais riscos. O principal objetivo deste Documento é apresentar recomendações padronizadas para o controle da eletricidade estática, como o aterramento de partes condutoras, redução de carregamento eletrostático e restrição de áreas de superfície de materiais isolantes que possam ser carregadas eletrostaticamente. Em alguns casos, a eletricidade estática representa uma parte integrante de um processo, por exemplo, no revestimento por pintura eletrostática, o que frequentemente, é um efeito colateral indesejado, sendo as orientações relacionadas a este caso aqui apresentadas. Se as recomendações padronizadas apresentadas neste Documento forem atendidas, pode ser previsto que o risco de descargas eletrostáticas em uma atmosfera explosiva se mantenha em um nível baixo aceitável. Se os requisitos deste Documento não puderem ser atendidos, abordagens alternativas podem ser aplicadas, desde que pelo menos o mesmo nível de segurança seja alcançado. Informações básicas sobre a geração de eletricidade estática indesejada em sólidos, líquidos, gases, explosivos e também em pessoas, juntamente com descrições de como as cargas eletrostáticas geradas causam ignições ou choques, são apresentadas nos Anexos e na IEC/TR 61340-1. Esta Especificação Técnica não é aplicável aos riscos da eletricidade estática relacionados às descargas atmosféricas ou aos respectivos danos aos equipamentos eletrônicos. Esta Especificação Técnica não tem a intenção de substituir outras normas que abranjam produtos e aplicações industriais específicas.

2 Referências normativas Os documentos a seguir são citados no texto de tal forma que seus conteúdos, totais ou parciais, constituem requisitos para este Documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas). ABNT NBR IEC 60079-0:2013, Atmosferas explosivas – Parte 0: Equipamento – Requisitos gerais


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ABNT NBR IEC 60079-10-1, Atmosferas explosivas – Parte 10-1: Classificação de áreas – Atmosferas explosivas de gás


ABNT NBR IEC 60079-10-2, Atmosferas explosivas – Parte 10-2: Classificação de áreas – Atmosferas de poeiras combustíveis ABNT NBR IEC 60079-14, Atmosferas explosivas – Parte 14: Projeto, seleção e montagem de instalações elétricas ABNT NBR IEC 60079-20-1, Atmosferas explosivas – Parte 20-1: Características de substâncias para classificação de gases e vapores – Métodos de ensaios e dados NOTA BRASILEIRA Foi publicada, em 2017, a ISO/IEC 80079-20-1, que cancelou e substituiu a IEC 60079-20-1.

IEC 60079-32-2:20151, Explosive atmospheres – Part 32-2: Electrostatic hazards – Tests IEC 60093, Methods of test for volume resistivity and surface resistivity of solid electrical insulating materials IEC 60167, Methods of test for the determination of the insulation resistance of solid insulating materials IEC 61340-2-3, Electrostatics – Part 2-3: Methods of test for determining the resistance and resistivity of solid planar materials used to avoid electrostatic charge accumulation IEC 61340-4-1, Electrostatics – Part 4-1: Standard test methods for specific applications – Electrical resistance of floor coverings and installed floors IEC 61340-4-3, Electrostatics – Part 4-3: Standard test methods for specific applications – Footwear IEC 61340-4-4:2012, Electrostatics – Part 4-4: Standard test methods for specific applications – Electrostatic classification of flexible intermediate bulk containers (FIBC) ISO 284, Conveyor belts – Electrical conductivity – Specification and test method ISO 6297, Petroleum products – Aviation and distillate fuels – Determination of electrical conductivity ISO 8031, Rubber and plastics hoses and hose assemblies – Determination of electrical resistance ISO 9563, Belt drives; electrical conductivity of antistatic endless synchronous belts; characteristics and test method ISO 12100-1, Safety of machinery – Basic concepts, general principles for design – Part 1: Basic terminology, methodology

ISO 16392, Tyres – Electrical resistance – Test method for measuring electrical resistance of tyres on a test rig ISO 21178, Light conveyor belts – Determination of electrical resistances

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A ser publicada.

NOTA BRASILEIRA A IEC 60079-32-2 foi publicada em 25.02.2015.

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ISO 21179, Light conveyor belts – Determination of the electrostatic field generated by a running light conveyor belt ISO 21183-1, Light conveyor belts – Part 1: Principal characteristics and applications ASTM D257, Test methods for DC resistance or conductance of insulating materials ASTM D2624-07a, Test methods for electrical conductivity of aviation and distillate fuels ASTM D4308-95, Test method for electrical conductivity of liquid hydrocarbons by precision meter ASTM E582-88, test method for minimum ignition energy and quenching distance in gaseous mixtures ASTM E2019-03, Test method for minimum ignition energy of a dust cloud in air ASTM F150, Test method for electrical resistance of conductive and static dissipative resilient Flooring ASTM F1971, Test method for electrical resistance of tires under load on the test bench BS 5958: Code of practice for control of undesirable static electricity Part 1: General considerations Part 2: Recommendations for particular industrial situations BS 7506, Methods for measurements in electrostatics – Part 2 Test methods DIN 51412-1, Testing of petroleum products; determination of the electrical conductivity, laboratory method DIN 51412-2, Testing of petroleum products; determination of the electrical conductivity; field method EN 1081, Resilient floor coverings – Determination of the electrical resistance EN 1149-3, Protecting clothes – Electrostatic properties – Part 3: Test method for measuring the charge dissipation EN 1149-5, Protective clothing – Electrostatic properties – Part 5: Material performance and design requirements EN 1360, Rubber and plastic hoses and hose assemblies for measured fuel dispensing systems – Specification EN 1361, Rubber hoses and hose assemblies for aviation fuel handling – Specification EN 13463-1, Non-electrical equipment for potentially flammable atmospheres – Part 1: Basic principles and general requirements EN 14125, Underground pipework for petrol filling stations EN 14973, Conveyor belts for use in underground installations – Electrical and flammability safety requirements International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals (ISGOTT), Fifth edition, International chamber of shipping, 2006.


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JNIOSH TR 42, Recommendations for Requirements for Avoiding Electrostatic Hazards in Industry NFPA 77, Recommended practice on static electricity


SAE J1645, Surface vehicle recommended practice – Fuel systems and Components – Electrostatic Charge Mitigation

3 Termos e definições Para os efeitos deste documento, aplicam-se os seguintes termos e definições. 3.1 antiestático condutivo ou dissipativo Nota 1 de entrada: Termo utilizado para descrever um material que seja incapaz de reter uma carga eletrostática significativa, quando em contato com o terra. Neste contexto a palavra é comumente utilizada para descrever um tipo de calçado ou aditivos antiestáticos (ASA – Anti Static Additives) para utilização com líquidos. Nota 2 de entrada: O termo preferido é condutivo ou dissipativo dependendo do que for mais correto.

3.2 condutivo com uma resistividade ou resistência abaixo da faixa de dissipação (ver 3.7), permitindo arcos de corrente dispersos ou possibilidade de descargas eletrostáticas Nota 1 de entrada: Materiais ou objetos condutivos não são dissipativos nem isolantes, e são incapazes de reterem uma carga eletrostática significativa quando em contato com o terra. Nota 2 de entrada: Valores-limites para a faixa condutiva são dados para materiais sólidos, invólucros e alguns objetos em 6.1 (Tabela 1), e para materiais a granel em 9.1. Para alguns itens, definições especiais são mantidas em outras normas (ver 3.3, 3.8 e 3.9). Nota 3 de entrada: Normas de produtos e outras normas que abrangem propriedades eletrostáticas, muitas vezes incluem definições específicas sobre “condutivo”, que se aplicam somente aos produtos cobertos por estas normas e podem ser diferentes das definições mencionadas aqui. Ver, por exemplo, ISO 8031 e ISO 8330, para mangueiras e montagens com mangueiras.

3.3 calçado condutivo calçado para assegurar que uma pessoa em pé sobre um piso condutor tenha uma resistência ao chão aterrado baixa o suficiente para assegurar dissipação de descargas eletrostáticas, mesmo em situações particularmente perigosas (por exemplo, quando estiver manuseando explosivos sensíveis), mas alta o suficiente para evitar um risco de choque elétrico em tensões menores que 500 V Nota 1 de entrada: Ver IEC 61340-4-3 e IEC 61340-4-5.

3.4 condutividade condutividade elétrica equivalente ao volume resistivo, expresso em siemens por metro

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3.5 condutor objeto condutivo 3.6 líquido contaminado líquidos contendo mais de 0,5 % em volume de água livre ou outros líquidos imiscíveis, ou mais do que 10 mg/L de sólidos suspensos 3.7 dissipativo eletrostática dissipativa com uma resistividade intermediária ou resistência situada entre as faixas condutiva e isolante (ver 3.2 e 3.15) Nota 1 de entrada: Materiais ou objetos dissipativos que não são condutivos nem isolantes, mas como produtos condutivos, limitam de forma segura o carregamento e a dissipação mesmo na corrente máxima de carga, associados à sua aplicação quando em contato com o terra. Nota 2 de entrada: Valores-limites para a faixa de dissipação são dados para materiais sólidos, invólucros e alguns objetos da Tabela 1, e para materiais a granel em 9.1. Para alguns itens, definições especiais são mantidas em outras normas (ver 3.3, 3.8 e 3.9). Nota 3 de entrada: Normas de produtos muitas vezes incluem definições específicas sobre “dissipativo”, que se aplicam somente aos produtos cobertos por estas normas e podem ser diferentes para as definições mencionadas aqui.

3.8 roupa dissipativa roupa que atende aos requisitos de material e projetos especificados na EN1149-5 3.9 calçado dissipativo calçado que assegura que uma pessoa em pé sobre um piso condutor ou dissipativo tenha uma resistência ao terra baixa o suficiente para assegurar a dissipação de descargas eletrostáticas, mas alta o suficiente para evitar um choque elétrico perigoso em tensões menores que 500 V Nota 1 de entrada: Ver IEC 61340-4-3 e IEC 61340-4-5. Nota 2 de entrada: Calçado antiestático, como descrito na ABNT NBR ISO 20345, pode atender esta função.

3.10 choque eletrostático efeito fisiopatológico resultante de uma corrente elétrica causada por uma descarga eletrostática que a pelo corpo humano ou animal 3.11 invólucro todas as paredes, portas, tampas, prensa-cabos, hastes, eixos, revestimentos etc. que envolvem e delimitam o equipamento Nota 1 de entrada: Para equipamentos elétricos, o invólucro é para ser idêntico ao invólucro definido na ABNT NBR IEC 60079-0. Nota 2 de entrada: Recipientes, por exemplo, tambores e contêineres do tipo FIBC (Flexible Intermediate Bulk Container), não são invólucros de equipamentos e, portanto, são considerados separadamente em 9.6. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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3.12 área classificada área em que misturas inflamáveis ou explosivas de gás, vapor/ar e poeira/ar, ou aerossóis estão ou podem estar presentes em quantidades tais que são necessários cuidados especiais para evitar a ignição


Nota 1 de entrada: Ver ABNT NBR IEC 60079-10-1 e ABNT NBR IEC 60079-10-2. Um breve resumo é apresentado no Anexo D.

3.13 carregamento elevado processo que gera uma maior taxa de carga eletrostática do que simples operações manuais EXEMPLO Esfregar, limpar com um pano, levantar de um assento, caminhar, limpar a roupa etc. Nota 1 de entrada: Exemplos típicos de operações de carregamento elevado incluem, por exemplo, o fluxo de líquidos ou poeiras isolantes e descargas de alta-tensão.

3.14 mistura híbrida mistura heterogênea explosiva, composta por gás ou vapor com partícula sólida ou líquida suspensa, na qual a concentração total de gás inflamável é pelo menos 10 % do seu Limite Inferior de Explosividade (LIE) e a concentração total de partículas suspensas é pelo menos 10 % de sua Concentração Mínima Explosiva (CME) 3.15 isolante com uma resistividade ou resistência que seja maior que a faixa de dissipação (ver 3.7) Nota 1 de entrada: Materiais ou objetos isolantes não são condutores nem dissipativos. Cargas eletrostáticas podem acumular sobre eles e não se dissipam facilmente, mesmo quando estão em contato com o terra. Nota 2 de entrada: Valores-limites para a faixa de isolamento são dados para materiais sólidos, invólucros e alguns objetos da Tabela 1, e para materiais a granel em 9.1. Para alguns itens, definições especiais são mantidas em outras normas (ver 3.3, 3.8 e 3.9). Nota 3 de entrada: Normas de produtos e outras normas que abrangem propriedades eletrostáticas muitas vezes incluem definições específicas sobre “isolantes”, que se aplicam somente aos produtos cobertos por estas normas e podem ser diferentes das definições mencionadas aqui. Ver, por exemplo, ISO 8031 e ISO 8330 para mangueiras e montagens com mangueiras. Nota 4 de entrada: O adjetivo “não condutivo” tem sido muitas vezes utilizado como um sinônimo para isolante. Ele é evitado neste Documento, uma vez que poderia ser adotado para significar tanto “isolante” quanto “isolante e dissipativo”, e isso pode levar à confusão.

3.16 condutor isolado objeto condutivo que pode acumular carga devido a uma resistência de fuga ao terra superior aos valores apresentados na Tabela 22

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3.17 resistência de fuga resistência ao terra resistência, expressa em ohms, entre um eletrodo em contato com a superfície a ser medida e o terra Nota 1 de entrada: A resistência depende do volume ou da resistividade superficial dos materiais e da distância entre o ponto de medição e o terra escolhidos. Nota 2 de entrada: Uma configuração comum (por exemplo, em IEC 61340-4-1, ISO 10965 e ASTM F150) utiliza um eletrodo circular com (65 ± 5) mm de diâmetro.

3.18 energia mínima de ignição (Minimum Ignition Energy) MIE energia mínima que é capaz de causar a ignição de uma mistura de substâncias inflamáveis específicas associadas com ar ou oxigênio, medida por um processo padronizado Nota 1 de entrada: Ver ASTM E582-88 para gases e vapores inflamáveis, ABNT NBR IEC 61241-2-3, ASTM E2019-03 e EN 13821 para nuvens de poeiras combustíveis. NOTA BRASILEIRA A ABNT NBR IEC 61241-2-3 foi cancelada e substituída pela ABNT ISO/IEC 80079-20-2

3.19 líquido multifásico mistura de líquidos imiscíveis que formam fases separadas com um distinto contorno interfacial, e sólidos suspensos em líquidos e bolhas de gás suspensos nos líquidos Nota 1 de entrada: Suspensões de líquido em gás (névoas ou pulverizados) são abordados separadamente.

3.20 tempo de relaxamento tempo durante o qual a descarga eletrostática, em uma superfície sólida ou em uma massa de líquido ou poeira, decai exponencialmente para 1/e (isto é, cerca de 37 %) do seu valor original (ver A.2.2) Nota 1 de entrada: Para a geração de carga elevada com líquidos de alta resistividade, o relaxamento pode ter uma taxa hiperbólica ao invés de exponencial.

3.21 resistência superficial resistência, expressa em ohms, entre dois eletrodos em contato com a superfície a ser medida Nota 1 de entrada: Uma configuração comum (por exemplo, ABNT NBR IEC 60079-0 e ABNT NBR IEC 60167) utiliza eletrodos paralelos, com 100 mm de comprimento e 10 mm distantes entre si. Nota 2 de entrada: A resistência superficial depende da configuração do eletrodo. A resistência superficial medida com a configuração do eletrodo do exemplo é dez vezes menor que a resistividade superficial. Nota 3 de entrada: É dada preferência aos eletrodos de tira de borracha condutora macia em relação aos eletrodos com pintura de prata.

3.22 resistividade superficial resistência entre os lados opostos da superfície de uma unidade de comprimento e uma unidade de largura, normalmente expressa em ohms (ou ohms/quadrado) Nota 1 de entrada: Esta configuração é usada, por exemplo, nas ASTM D257 e BS 7506-2. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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3.23 resistividade volumétrica resistência entre os lados opostos de um volume de unidade de comprimento e unidade da área transversal, expressa em ohm.metros

4 Nomenclatura Regulamentos de segurança eletrostática utilizam diversos adjetivos para classificar a capacidade de condução de materiais e objetos. Diferentes regulamentos e diferentes indústrias utilizam diferentes termos e, mesmo quando os mesmos termos são utilizados, suas definições podem variar. A nomenclatura que é seguida de forma padronizada neste Documento procura evitar confusão e auxiliar no entendimento: Materiais sólidos são classificados como condutivos, dissipativos ou isolantes, de acordo com a sua resistividade volumétrica (ver 3.2, 3.7 e 3.15). Valores-limites são dados na Tabela 1. Objetos sólidos e têxteis são classificados como condutivos, dissipativos ou isolantes, de acordo com a sua superfície ou resistência de fuga, dependendo da aplicação (ver 3.2, 3.7 e 3.15). Valores-limites para invólucros e alguns objetos são apresentados na Tabela 1. Para determinados materiais, definições especiais são indicadas em outras normas (ver 3.3, 3.8 e 3.9). Materiais a granel (poeiras etc.) são classificados como de baixa, média ou alta resistividade de acordo com a sua resistividade volumétrica (ver 9.1 para os valores-limites).

Líquidos são classificados como de alta, média ou baixa condutividade, de acordo com a sua condutividade elétrica (ver 7.1.4 para os valores-limites). NOTA Mais detalhes sobre as propriedades eletrostáticas, conceitos e termos são apresentados nos Anexos A a G.

Resistências são principalmente apresentadas na forma exponencial em outros documentos. No entanto, expoentes são números pequenos, e os expoentes de 6, 8 e 9 utilizados principalmente em eletrostática podem ser de difícil leitura em documentos impressos ou projetados, e mesmo ilegíveis, se eles ocorrerem em notas. Por esta razão, este Documento usa prefixos do SI em vez de expoentes: 103 Ω = 1 kΩ 106 Ω = 1 MΩ 108 Ω = 100 MΩ 109 Ω = 1 GΩ 1011 Ω = 100 GΩ 1012 Ω = 1 TΩ Pelas mesmas razões, correntes também são dadas em prefixos do SI em vez de expoentes: 10–3 A = 1 mA 10–6 A = 1 µA 8/206




10–9 A = 1 nA 10–12 A = 1 pA

5 Generalidades Eletricidade estática ocorre comumente na indústria e na vida diária. Muitos dos efeitos são inofensivos e am despercebidos, ou são apenas um incômodo, mas a eletricidade estática também pode dar origem a uma situação de risco. Em tais situações, o risco pode ser, em geral, reduzido pelo relaxamento de carga (ver Anexo A). Riscos causados por carga eletrostática incluem: a) ignição ou explosão de atmosferas inflamáveis; ver ABNT NBR IEC 60079-0 e EN 13463-1; b) choque eletrostático em combinação com outro risco (por exemplo, queda, desligamento); ver ISO 12100-1; c) choque eletrostático dando origem a ferimentos ou morte; ver ISO 12100-1; d) danos a componentes eletrônicos (não cobertos por este Documento). Além disso, a eletricidade estática pode apresentar problemas operacionais durante os processos de fabricação e manuseio, por exemplo, provocando aderência dos materiais uns aos outros, ou atraindo poeiras ou materiais particulados. Eletricidade estática é gerada por: a) contato e separação de sólidos, por exemplo, movimento das correias transportadoras ou filmes plásticos sobre rolos, e movimento de pessoas; b) fluxo de líquidos ou poeiras, e produção de aerossóis; c) fenômeno de indução, ou seja, objetos atingem um potencial elevado ou ficam carregados por estarem em um campo elétrico. O acúmulo de carga eletrostática pode dar origem a riscos e problemas em uma ampla gama de indústrias e ambientes de trabalho, e provocar a ignição e explosão em indústrias de processos químicos, farmacêuticos, petrolíferos e de processamento de alimentos. Devido ao grande número de processos industriais que podem estar envolvidos, não é possível dar informações detalhadas relevantes para todos eles. Em vez disso, este Documento procura descrever os problemas associados a cada processo e dar conselhos sobre como evitá-los. Convém que estas informações permitam que o operador responsável pela planta tome as precauções que podem ser necessárias para evitar ignições de atmosferas inflamáveis e descargas eletrostáticas. Para facilidade de entendimento, este Documento é dividido em seções. Estas citam os problemas associados, como o seguinte: a) manuseio de sólidos; b) armazenamento e manuseio de líquidos; NÃO TEM VALOR NORMATIVO

9/206


c) manipulação de gases e vapores; d) armazenamento e manuseio de poeiras; e) armazenamento e manuseio de explosivos;


f)

problemas eletrostáticos causados por pessoas;

g) evitar choque eletrostático; h) aterramento e ligação de máquinas e instalações; i)

métodos de medição.

Este Documento também contém algumas informações fundamentais relativas à carga eletrostática e seus problemas. Isso está contido nos Anexos A a G e convém que seja permitido que o leitor compreenda melhor as informações dadas e também que sejam orientados processos que não tenham sido tratados neste Documento. Como este Documento é muito extenso, avaliar corretamente os riscos eletrostáticos de produtos e processos pode não ser fácil para os novos leitores. Por esta razão, o Anexo F apresenta um informativo universalmente aplicável, que faz referência às seções pertinentes deste Documento na ordem correta. É muito raro que um risco eletrostático possa ser tratado de uma forma isolada. É recomendado que precauções contra riscos eletrostáticos sejam consideradas em conjunto de outras precauções, como, por exemplo, proteção contra a ocorrência de explosões. Convém que estas ações também sejam consistentes com as precauções tomadas para evitar outros riscos que podem estar presentes, como ignição devido a outras causas e toxicidade. É importante que todas as fontes de risco em um sistema de trabalho sejam consideradas e que uma abordagem equilibrada para a segurança, que abranja todos os riscos, seja adotada. Em particular, é recomendado que sejam adotadas medidas de precaução no fornecimento de sistemas de aterramento, onde eles possam interferir com outros sistemas de proteção, por exemplo, proteção catódica ou equipamento elétrico de segurança intrínseca.

6 Eletricidade estática em materiais sólidos 6.1 Considerações gerais Materiais sólidos são normalmente caracterizados como isolantes, dissipativos ou condutivos, de acordo com os seus valores de resistividade. Invólucros são normalmente classificados de acordo com a sua resistência superficial ou resistividade (medidos de acordo com as ABNT NBR IEC 60079-0, IEC 60167, IEC 60093, IEC 61340-2-3 ou métodos equivalentes). Detalhes de medição também são apresentados na IEC 60079-32-2 2. As duas caracterizações são equivalentes, porque a resistividade superficial é dez vezes maior do que a resistência superficial para uma determinada geometria de eletrodos. Para outras aplicações específicas, diferentes definições podem ser aplicáveis (por exemplo, resistência de fuga para os casos de pisos). As referências mais comuns utilizadas para este propósito são mostradas na Tabela 1.

2

A ser publicada.

NOTA BRASILEIRA

10/206

A IEC 60079-32-2 foi publicada em 25.02.2015. NÃO TEM VALOR NORMATIVO



Tabela 1 – Caracterização de materiais sólidos e exemplos para a classificação de objetos, dentro dos limites ambientais de (23 ± 2) °C e (25 ± 5) % UR Objeto

Unidade

Ver subseção

Condutivo

Dissipativo a

Isolante a

Material

Resistividade volumétrica (Ω.m)

6.2.1

< 100 kΩ m

100 kΩ m a < 1 GΩ m

≥ 1 GΩ m

Resistência superficial (Ω)

6.2.1

< 10 kΩ

10 kΩ a < 100 GΩ

≥ 100 GΩ

Resistividade superficial (Ω)

6.2.1

< 100 kΩ

100 kΩ a < 1 TΩ

≥ 1 TΩ

Resistência superficial (Ω)

11.5

Não disponível

< 2,5 GΩ

≥ 2,5 GΩ

Calçados

Resistência de fuga (Ω)

11.3

< 100 kΩ

100 kΩ a < 100 MΩ

≥ 100 MΩ

Luvas


11.6

< 100 kΩ

100 kΩ a < 100 MΩ

≥ 100 MΩ

Pisos


11.2

< 100 kΩ

100 kΩ a < 100 MΩ

≥ 100 MΩ

Resistência por comprimento (Ω/m)

7.7.2.1

< 1 kΩ/m

1 kΩm a < 1 MΩ/m

≥ 1 MΩ/m

Resistência por montagem (Ω)

7.7.3.1

< 1 kΩ

1 kΩ a < 1 MΩ

≥ 1 MΩ

Invólucro

Roupas

Tubulações

Mangueiras b a

b

Quando as condições ambientais locais são significativamente diferentes das condições iniciais de ensaio de (23 ± 2) °C e (25 ± 5) % UR, outras condições de ensaio podem ser utilizadas, após uma avaliação cuidadosa dos riscos. Em alguns países, especialmente durante o inverno, a umidade relativa de (12 ± 3) % a (23 ± 2) °C é um ambiente apropriado para qualificação de ensaio dos equipamentos. Como a resistência de não metais normalmente depende fortemente das tensões de medição, tipicamente de 500 V a 1 000 V, necessitam ser escolhidas de modo a serem consistentes com os propósitos das medições e registradas nos resultados do ensaio. De acordo com a ISO 8031, os valores para mangueiras são medidos a (50 ± 5) % UR e são obtidas da Tabela 15 em 7.7.3.1. No ado, valores significativamente diferentes foram utilizados nos documentos da ISO e da CENELEC. Outras classificações podem ser utilizadas por normas industriais para aplicações específicas (por exemplo, na ISO 8031 sobre mangueiras condutivas antiestáticas para aplicações automotivas), o que necessariamente não implica em segurança eletrostática.

Critérios de fechamento de invólucros são determinados para evitar concentrações de cargas eletrostáticas e não necessariamente para dissipar as cargas eletrostáticas acumuladas provenientes de processos não especificados no interior do invólucro. Diferentes valores medidos a 50 % UR foram aceitos no ado, devido à ausência de ensaio em câmaras de desumidificação, e são considerados conservativos pelo lado da segurança. Esta abordagem foi agora descontinuada, e limites de 50 % UR são, com exceção de mangueiras, fornecidos somente em NÃO TEM VALOR NORMATIVO

11/206



outros documentos. Convém que aqueles valores somente sejam utilizados se uma câmara climática apropriada não for disponível. Como o carregamento eletrostático dos materiais é maior que 20 % UR, se comparado a 30 % UR, o valor anterior de 30 % UR tem que ser reduzido para (25 ± 5) % UR. Convém que um valor mais baixo da umidade relativa no intervalo do ensaio seja aplicado durante as medições, sempre que possível. Quando da caracterização de materiais não homogêneos, os valores medidos necessitam ser obtidos pela média e aproximados para a ordem de grandeza mais próxima a menos que especificado por um método de ensaios. Materiais não homogêneos podem exibir diferentes resistividades pelas diferentes direções. Como método alternativo às medições de resistência, pode ser utilizada a taxa de decaimento de carga para caracterizar a natureza dissipativa de vestimentas (ver EN 1149-3 e EN 1149-5). Materiais sólidos isolados eletricamente são normalmente utilizados em muitas aplicações, incluindo tubulações, contêineres, laminados, revestimentos e separadores. A utilização de materiais sólidos isolados eletricamente em áreas classificadas pode gerar riscos de eletricidade estática, em especial quando: a) objetos condutivos podem ser isolados do aterramento pelo material e podem então gerar um potencial elétrico elevado e dar origem a centelhamentos (ver A.3.2); b) cargas na superfície do material podem levar a descargas ramificadas (ver A.3.4); c) uma combinação de materiais condutivos e isolantes na presença de geração de muita carga eletrostática (ver 12.3) pode levar à propagação de elevadas descargas ramificadas (ver A.3.5). Medidas mitigadoras para estes riscos são indicadas em 6.2, 6.3 e 6.4. Se materiais isolantes forem utilizados, uma análise de risco é necessária para identificar se existe algum processo que possa levar, direta ou indiretamente, à indução de carregamento eletrostático dos materiais isolantes que estão presentes no local.

6.2 Utilização de materiais condutivos ou dissipativos ao invés de materiais isolantes 6.2.1 Considerações gerais

É geralmente uma boa prática minimizar a utilização de materiais isolantes em áreas classificadas. Enquanto isto pode ser realizado primariamente pela utilização de materiais inerentemente condutivos (por exemplo, metais), muitos materiais que são utilizados e são avaliados somente como isolantes (por exemplo, borrachas ou polímeros) são agora utilizados em combinações que atendam aos requisitos para serem considerados condutivos ou dissipativos, como fornecido na Tabela 1. Este aumento de condutividade é obtido pela adição de ingredientes condutivos (por exemplo, carbono e negro de fumo) em sua composição, ou pela aplicação de agentes higroscópicos à sua superfície, que agregam contaminantes atmosféricos – polímeros condutivos, elementos laminados e condutivos e filmes metalizados têm sido desenvolvidos para incrementar a dissipação estática. É importante que tais materiais condutivos e dissipativos sejam confiavelmente aterrados e mantidos de acordo com a Seção 13. Também, se revestimentos condutivos ou dissipativos forem utilizados para fazer um material isolante não carregável, é importante que tais revestimentos sejam adequadamente aterrados e que sua durabilidade e adequação sejam demonstradas para utilização em áreas classificadas (particularmente Zona 0 e Zona 1) para uma aplicação específica. Outra consideração é que a utilização de alta proporção de aditivos, como carbono ou negro de fumo, pode degradar as suas propriedades físicas quanto às resistências mecânica e química do material. 12/206




Isto pode restringir estes materiais a certas aplicações. Isto pode favorecer a utilização de polímeros intrinsecamente condutivos como um ingrediente condutivo ou revestimento. Convém que cuidados sejam adotados para assegurar concentrações suficientemente elevadas de aditivos dissipativos e sua distribuição uniforme. NOTA Não é possível determinar se o material pode ser dissipativo ou condutivo pela sua coloração. Polímeros negros podem não ser dissipativos e materiais modernos condutivos ou dissipativos podem ser obtidos em uma variedade de cores.

Tecidos, por exemplo, tecido filtrante, podem ser tornados dissipativos pela incorporação de aço inoxidável ou outras fibras condutivas ou dissipativas no tecido. Cuidados precisam ser adotados para assegurar, como um resultado de lavagem ou estresse mecânico, que a cobertura condutiva do tecido seja mantida e que não sejam formadas partes isoladas das fibras condutivas. 6.2.2 Materiais sólidos dissipativos Um material sólido é definido como dissipativo se sua resistência superficial, resistividade superficial ou resistividade volumétrica atenderem de forma combinada aos critérios indicados em 6.1. Em geral, desde que os materiais dissipativos estejam conectados ao terra, de acordo com a Seção 13, nenhuma outra medida de proteção precisa ser tomada. Entretanto, em processos que envolvam uma separação de alta velocidade (por exemplo, em correias e em esteiras transportadoras; ver 6.4), resistividades e resistências com valores mais baixos podem ser requeridas. NOTA 1 Para materiais com resistividade no limite superior da faixa dissipativa, existem restrições significativas sobre a possível geometria do produto fabricado, se os requisitos da Seção 13 não forem atendidos (por exemplo, tubulações longas ou filamentos não atendem aos requisitos de aterramento, enquanto que paredes finas com uma grande área de contato ao terra atendem aos requisitos de aterramento).

Em alguns casos, particularmente com filmes ou lâminas plásticas, um material é adicionado para atrair a umidade atmosférica para a superfície, desta forma aumentando a condutividade superficial. Convém que cuidados sejam tomados quando estes tipos de filmes ou lâminas plásticas dissipativas forem utilizados em condições de baixa umidade, como em ambientes com umidade (tipicamente < 30 %), onde estes materiais plásticos podem se tornar isolantes e acumular cargas eletrostáticas. É recomendado assegurar que um revestimento condutivo não seja removido pela lavagem ou raspagem e que não perca a sua efetividade ao longo do tempo. Caso contrário, tal revestimento somente seria apropriado como uma medida temporária para a redução do acúmulo da eletricidade eletrostática. Convém que agentes dissipativos utilizados para embalagens sejam compatíveis com o produto contido no interior da embalagem. A absorção de agentes dissipativos pelos produtos com os quais eles estão em contato pode causar a contaminação do produto ou a perda das propriedades dissipativas da embalagem. NOTA 2 Novos aditivos dissipativos de energia eletrostática estão disponíveis, os quais aumentam a resistividade volumétrica e são menos sensíveis à umidade, embora sejam afetados pelo envelhecimento como os outros aditivos. NOTA 3 A resistência elétrica de materiais dissipativos feitos de borracha vulcanizada com negro de fumo pode ser aumentada com o decréscimo da temperatura. Tais materiais podem, por exemplo, ser dissipativos (~100 MΩ) a 20 °C, mas isolantes (~10 TΩ) a 0 °C.


13/206


6.2.3 Aterramento de partes condutivas e dissipativas


Convém que todas as partes metálicas ou de outros materiais condutivos ou dissipativos sejam conectadas ao terra de acordo com a Seção 13, com exceção de partes pequenas. A capacitância de partes isoladas pode ser muito diferente quando instalada ou não instalada e depende do seu tamanho, dos materiais circunvizinhos e da proximidade a outros objetos condutores, e. A capacitância máxima permitida de partes isoladas depende das características de ignição dos gases, vapores e poeiras, expressas pelo grupo representativo dos gases I, IIA, IIB e IIC (ABNT NBR IEC 60079-20-1; ver D.3) ou pelo grupo representativo de poeira IIIA, IIIB e IIIC (ABNT NBR IEC 60079-0), bem como da classificação de áreas (ABNT NBR IEC 60079-10-1 e ABNT NBR IEC 60079-10-2, ver D.2), como indicado na Tabela 2, levando em consideração os seguintes requisitos: a) Objetos com capacitâncias abaixo de 3 pF não precisam ser aterrados, desde que não possam atingir um potencial eletrostático de risco e não estejam situados em Zona 0 e gases ou vapores pertencentes ao Grupo IIC sejam utilizados. b) Em Zona 1, quando gases ou vapores pertencentes ao Grupo IIA são utilizados, e em Zona 20 e 21, a capacitância máxima isolada permitida pode ser aumentada para 6 pF, desde que processos com alto carregamento eletrostático não estejam presentes. c) Em Zonas 20 e 21 e no Grupo I, a capacitância máxima isolada permitida pode ser ainda mais elevada para 10 pF, desde que processos com alto carregamento eletrostático não estejam presentes ou somente poeiras com energias mínimas de ignição maiores que 10 mJ sejam manuseadas. d) Os limites indicados na Tabela 2 não são valores absolutos que evitam a ocorrência de descargas capazes de gerar uma ignição, mas reduzem o risco da ocorrência a valores geralmente aceitáveis. e) É previsto que dispositivos manuais e ferramentas manuais sejam aterrados pelo usuário. Em caso de dúvidas, é recomendado que o usuário assegure o aterramento do dispositivo quando da execução de trabalhos em áreas classificadas. f)

As pessoas são consideradas como sendo condutivas, possuindo capacitância suficiente para produzir uma descarga capaz de causar uma ignição. Recomenda-se que as pessoas, desta forma, estejam aterradas de acordo com a Seção 11 antes de entrar em áreas classificadas do tipo Zona 0, 1, 20, 21 ou do Grupo I.

g) Convém que as capacitâncias sejam medidas de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0:2013, Seção 26.15. NOTA

3

São previstas a revisão deste método e a sua realocação para a IEC 60079-32-23.

A ser publicada.

NOTA BRASILEIRA

14/206

A IEC 60079-32-2 foi publicada em 25.02.2015 NÃO TEM VALOR NORMATIVO



Tabela 2 – Capacitância isolada máxima permitida em zonas com atmosferas explosivas Grupo I Grupo IIA Grupo IIB

Grupo III

Não permitidos objetos 3 pF 3 pF condutivos isolados 6 pF 3 pF 3 pF Sem requisitos, se processos com carregamento eletrostático capazes de gerar risco potencial forem improváveis de ocorrer durante a operação normal, incluindo as atividades de manutenção e de limpeza

Zona 0 Zona 1

Zona 2

Zonas 20, 21 MIE < 10 mJ Zonas 20, 21 MIE < 10 mJ

Grupo IIC

10 pF

Zona 22

− −

−

−

−

−

6 pF

−

−

−

10 pF

−

Sem requisitos, se processos com carregamento eletrostático capazes de gerar risco potencial forem improváveis de ocorrer durante a operação normal, incluindo as atividades de manutenção e de limpeza

−

−

Condição adicional

Sem processos com alto carregamento eletrostático

NOTA 1 As subdivisões são baseadas no MESG (Maximum Experimental Safe Gap) ou na razão da corrente mínima de ignição (razão MIC - Minimum Ignition Current) da atmosfera explosiva de gás na qual o equipamento pode ser instalado (ver ABNT NBR IEC 60079-20-1). Mais detalhes podem ser encontrados em C.6 e D.3. NOTA 2 A fricção manual não é normalmente considerada um processo de alto carregamento eletrostático.

Para materiais dissipativos com resistência superficial maior que 10 GΩ, o aterramento pode não ser necessário. Em casos de dúvidas, um ensaio adicional é necessário para evidenciar a segurança eletrostática de objetos não aterrados (por exemplo, indicado em 6.3.9).

6.3 Precauções requeridas quando da utilização de materiais sólidos isolantes 6.3.1 Generalidades As restrições sobre a utilização de materiais isolantes em áreas classificadas dependem da classificação de áreas, de acordo com as ABNT NBR IEC 60079-10-1 e ABNT NBR IEC 60079-10-2: a) em Zona 0, convém que materiais sólidos isolantes sejam utilizados somente se os processos de carregamento eletrostático capazes de gerar potenciais de risco não ocorrerem em operação normal, incluindo atividades de manutenção e limpeza, ou mesmo em casos de falhas raras; NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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b) em Zona 1, convém que materiais sólidos isolantes sejam utilizados somente se processos de carregamento eletrostático capazes de gerar potenciais de risco não ocorrerem em operação normal, incluindo atividades de manutenção e limpeza, ou em casos de falhas previstas;


c) em Zona 2, convém que materiais sólidos isolantes sejam utilizados somente se processos de carregamento eletrostático capazes de gerar potenciais de risco não ocorrerem em operação normal, incluindo atividades de manutenção e limpeza. d) em Zonas 20, 21 e 22, convém que considerações sejam dadas a descargas faiscantes, ramificadas, cônicas e ramificadas propagantes (ver A.3). Entretanto, as experiências práticas, as evidências experimentais e a ausência de acidentes indicam que as descargas ramificadas não causam a ignição mesmo de poeiras sensíveis à ignição na forma de nuvem, nos casos de ausência de gases ou vapores inflamáveis. NOTA 1 Tecidos sintéticos utilizados para limpeza ou polimento podem desenvolver cargas eletrostáticas suficientes para gerar descargas capazes de causar a ignição de vapores solventes. Tipicamente, a geração de cargas eletrostáticas aumenta com a velocidade e o vigor da atividade de limpeza ou polimento. O material que está sendo limpo ou polido, se for isolante, pode também acumular carga eletrostática suficiente para produzir descargas capazes de causar uma ignição. O algodão ou os tecidos sintéticos tratados com compostos eletrostáticos dissipativos podem ser requeridos se a geração de cargas eletrostáticas precisar ser controlada, especialmente se solventes isolantes inflamáveis estiverem sendo utilizados para limpeza ou polimento. NOTA 2 A presença de contaminantes (por exemplo, graxa ou umidade) pode afetar o risco potencial de ignição, quando da utilização de materiais isolantes. NOTA 3 Objetos sólidos ou líquidos condutivos podem formar ilhas isoladas condutivas de risco, caso estejam localizados sobre superfícies isolantes.

Adicionalmente, de forma a evitar descargas capazes de causar ignição, as precauções indicadas em 6.3.2 a 6.3.4 precisam ser levadas em consideração em todos os tipos de Zonas onde a utilização de materiais sólidos isolantes for indispensável. As precauções indicadas em 6.3.2 a 6.3.4, relacionadas com as ações para evitar a ocorrência de descargas ramificadas capazes de causar ignição, indicadas em 6.3.4, também são relacionadas às descargas ramificadas propagantes. 6.3.2 Restrições sobre as dimensões de superfícies isolantes carregáveis eletrostaticamente

Quando a utilização de materiais isolantes carregáveis eletrostaticamente em áreas classificadas for necessária, o tamanho máximo permitido para superfícies isolantes depende das características de ignição dos gases e vapores, expressas pelo grupo representativo dos gases I, IIA, IIB e IIC (ABNT NBR IEC 60079-20-1), ou pelo grupo representativo de poeira IIIA, IIIB e IIIC (ABNT NBR IEC 60079-0), bem como da classificação de áreas (ABNT NBR IEC 60079-10-1 e ABNT NBR IEC 60079-10-2; ver D.2), como indicado na Tabela 3, levando em consideração os seguintes requisitos: a) para materiais na forma de lâminas, a área é definida pela área exposta (carregável); b) para objetos com formatos curvos ou irregulares, a área é a projeção do objeto que apresentar maior área; c) para materiais longos e finos, como capas de cabos ou tubulações, o tamanho máximo é definido pela dimensão transversal (isto é, o diâmetro da capa do cabo ou da tubulação); embora quando este for enrolado, ele necessita ser tratado como uma lâmina;

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d) mesmo diâmetros pequenos podem ser necessários para tubos estreitos ou tubos contendo fluxos de líquidos ou poeiras; e) cabos elétricos comuns são geralmente aceitáveis em todos os tipos de Zonas. Ver ABNT NBR IEC 60079-14. No entanto, camadas isolantes muito espessas sobre cabos de grandes diâmetros necessitam ser ensaiados em laboratório, por exemplo, de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0:2013, Seção 26.14. NOTA

São previstas a revisão deste método e a sua realocação para a IEC 60079-32-24.

É essencial que materiais sólidos não condutivos utilizados em áreas classificadas não excedam os valores de área ou largura máxima indicados na Tabela 3 para a zona na qual o material for utilizado ou instalado, a menos que ele tenha mostrado experimentalmente que as cargas eletrostáticas de risco não são esperadas (ver 6.3.9) ou que os mecanismos de carregamento eletrostático não ocorram em ocasião alguma. Um exemplo deste último caso são sinalizações ou lâmpadas no teto que não são normalmente expostas a mecanismo algum de carregamento eletrostático. Nestes casos, uma advertência “Limpar somente com um pano umedecido com água e permitir uma secagem natural” é suficiente para evitar o carregamento eletrostático durante as atividades de limpeza. Tabela 3 – Limitações sobre o tamanho de materiais sólidos isolantes em áreas classificadas (continua) Grupo I Zona

Área Larg. máx. máx. (mm2) (mm)

0 1

10 000

30

2

4

Grupo IIA

Grupo IIB

Grupo IIC

Grupo III

Área máx. (mm2)

Larg. máx. (mm)

Área máx. (mm2)

Larg. máx. (mm)

Área máx. (mm2)

Larg. máx. (mm)

Área máx. (mm2)

Larg. máx. (mm)

5 000

3

2 500

3

400

1

−

−

10 000

30

10 000

30

2 000

20

−

−

−

−

Sem limite de tamanho (ver 6.3.1)



A ser publicada.

NOTA BRASILEIRA


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Tabela 3 (conclusão) Grupo I


Zona

20 21 22

Área Larg. máx. máx. (mm2) (mm) −

−

Grupo IIA Área máx. (mm2)

Larg. máx. (mm) −

Grupo IIB Área máx. (mm2)

Larg. máx. (mm)

Grupo IIC Área máx. (mm2)

−

Larg. máx. (mm) −

Grupo III Área máx. (mm2)

Larg. máx. (mm)


NOTA 1 O critério da largura é aplicável aos tubos estreitos, capas de cabos e outros materiais isolantes que possuam pequenas larguras ou diâmetros. NOTA 2 Equipamentos com marcação IIB são adequados para instalação em locais que requeiram equipamentos do Grupo IIA. De forma similar, equipamentos com marcação IIC são adequados para instalação em locais que requeiram equipamentos do Grupo IIA ou Grupo IIB. NOTA 3 Estes limites são também utilizados, por exemplo, nas ABNT NBR IEC 60079-0, CENELEC TR 50404, TRBS 2153, JNIOSH TR42 e BS 5958. NOTA 4 As subdivisões são baseadas no MESG (Maximum Experimental Safe Gap) ou na razão da corrente mínima de ignição (razão MIC - Minimum Ignition Current) da atmosfera explosiva de gás em que o equipamento pode ser instalado (ver ABNT NBR IEC 60079-20-1). Mais detalhes podem ser encontrados em C.6 e D.3. NOTA 5 Os limites indicados na Tabela 3 não são valores absolutos que evitem as descargas capazes de causar uma ignição;eles reduzem os riscos a baixos valores geralmente aceitáveis. NOTA 6 Este nível de conhecimento indica que não existe risco de ignição devido a descargas ramificadas em caso de poeiras sensíveis, desde que não exista a presença de gases ou vapores inflamáveis (ver A.3.4). Entretanto, processos de geração de cargas eletrostáticas mais fortes do que a limpeza ou o polimento manual podem gerar descargas ramificadas propagantes, capazes de gerar uma ignição sob determinadas circunstâncias (ver 6.3.4.2).

6.3.3 Malhas metálicas aterradas As áreas indicadas na Tabela 3 podem ser aumentadas por um fator de quatro pela incorporação de uma malha aterrada (ou armação de metal) no material sólido isolante ou pelo revestimento de tal malha ao redor de sua superfície. Além disto: a) convém que a espessura da camada acima da malha seja restrita aos valores indicados em 6.3.4.2, de forma a evitar descargas ramificadas; e b) convém que descargas ramificadas propagantes sejam evitadas de acordo com 6.3.4.3; e c) convém que cuidados especiais sejam levados em consideração para evitar ou detectar quebras que possam levar a existência de partes condutivas isoladas, as quais apresentam um risco eletrostático mais elevado do que uma superfície isolante. 6.3.4 Revestimentos isolantes sobre superfícies condutivas aterradas 6.3.4.1 Generalidades

Camadas ou revestimentos de sólidos isolantes sobre superfícies condutivas aterradas (em particular superfícies metálicas) podem dar origem a descargas ramificadas ou descargas ramificadas propagantes, dependendo de diversos fatores.

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6.3.4.2 Evitando descargas ramificadas Com relação às descargas ramificadas, experiências práticas mostram que estas descargas são improváveis de causarem uma ignição se: a) forem evitados processos com alto carregamento eletrostático (por exemplo, processos repetitivos de carregamento e de descarregamento de um silo condutivo contendo um revestimento interno isolante); e, b) a espessura da camada do revestimento não exceder o valor de 2 mm no caso de gases e vapores dos Grupos I, IIA e IIB e o valor de 0,2 mm no caso de gases ou vapores do Grupo IIC. Para poeiras combustíveis, não existe limitação de espessura do revestimento, a menos que a camada de poeira que pode se formar represente um filme contínuo de alta resistência, por exemplo, devido à autopolimerização ou reação com água. NOTA 1 A fricção manual não é normalmente considerada um processo de carregamento eletrostático elevado. NOTA 2 Quanto mais fino for o revestimento interno, menores são as capacidades de causar uma ignição por descargas ramificadas criadas por fricção manual da superfície, e maiores capacidades de causar uma ignição por descargas ramificadas propagantes geradas por processos de carregamento eletrostático mais vigorosos sobre a superfície.

Nestes casos, nenhuma medida especial de proteção é necessária nas áreas classificadas. Entretanto, no caso de presença de polímeros fluoretados, uma avaliação experimental do potencial de carregamento é recomendada, por exemplo, de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0:2013, Seção 26.14. NOTA

É prevista a revisão deste método e sua relocação para a IEC 60079-32-25.

6.3.4.3 Evitando as descargas ramificadas propagantes Descargas ramificadas propagantes podem ocorrer quando processos repetitivos ou de alto carregamento eletrostático atuam sobre camadas ou revestimentos isolantes em superfícies condutivas. Estas descargas podem ser evitadas por uma ou mais das seguintes medidas: a) Evitar a existência de revestimentos isolantes finos sobre metais ou outros materiais condutivos. Descargas ramificadas propagantes tendem a ocorrer em casos de existência de revestimentos finos; estas descargas podem ser normalmente evitadas pela utilização de revestimentos com espessura superior a 10 mm; b) Reduzir a resistividade superficial ou a resistividade volumétrica do revestimento. Não são totalmente conhecidos quais são os níveis requeridos para evitar a ocorrência de descargas ramificadas propagantes, mas estes valores para materiais dissipativos são indicados na Tabela 1, e uma resistência de condução menor que 100 GΩ é reconhecida como sendo suficientemente baixa.

5

A ser publicada.

NOTA BRASILEIRA


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c) Utilização de um revestimento com rigidez dielétrica baixa (tensão de ruptura para materiais sólidos homogêneos menor que 4 kV, ou 6 kV, no caso de tecidos; ver A.3.5). Estes revestimentos apresentam ruptura elétrica antes que uma descarga ramificada propagante possa ser desenvolvida. A rigidez dielétrica necessita ser medida de acordo com a IEC 60243-2, em combinação com a IEC 60243-1 ou a IEC 60079-32-25 d) Evitar processos repetitivos ou de altos carregamentos eletrostáticos (por exemplo, ar ionizadonas proximidades de eletrodos de alta-tensão, vazão de líquidos em alta velocidade e transferência pneumática de material na forma de poeira, e filmes de papel ou plástico transportados por máquinas. NOTA 1 Devido à sua baixa porosidade, camadas de tinta com base em solvente ou água, ou materiais soltos na forma de poeira possuem uma baixa tensão de ruptura, de forma que as descargas ramificadas propagantes sejam difíceis de serem obtidas a partir de tais camadas.

NOTA 2 Revestimentos formados pelo recozimento de um material na forma de poeira e esmaltação normalmente possuem uma tensão de ruptura muito alta, que possa evitar a ocorrência de descargas ramificadas propagantes. NOTA 3 Películas de polímeros que são enrolados sobre um carretel ou são alçados a partir de uma superfície condutiva ou isolante podem adquirir cargas bipolares, isto é, cargas iguais e opostas sobre as duas superfícies da película. Isto pode levar a descargas ramificadas propagantes e ocasionalmente a descargas ramificadas propagantes. NOTA 4 A fricção manual não é normalmente considerada um processo de alto carregamento eletrostático.

6.3.5 Revestimentos condutivos ou dissipativos sobre materiais isolantes

Cuidados especiais são necessários quando da aplicação de um revestimento condutivo ou dissipativo sobre uma superfície isolante, de forma a assegurar uma distribuição uniforme das partículas condutivas. Uma distribuição não uniforme pode levar a ilhas condutivas isoladas, as quais podem ser facilmente carregadas eletrostaticamente pelas superfícies isolantes ao seu redor. Tais ilhas condutivas isoladas representam um risco eletrostático maior do que uma superfície isolante. Convém que revestimentos condutivos sejam aterrados da mesma forma que outros objetos condutores, de acordo com a Seção 13. 6.3.6 Agentes dissipativos antiestáticos

Agentes dissipativos antiestáticos são frequentemente utilizados sobre vestimentas e pisos, para aumentar a condutividade de líquidos e materiais. Cuidados necessitam ser tomados para assegurar a presença de uma concentração suficiente destes agentes para atingir a função requerida. Por exemplo, agentes dissipativos antiestáticos podem ser diluídos ou removidos pela lavagem. Desta forma, sua efetividade precisa ser monitorada e mantida. Aditivos poliméricos antiestáticos permanentes não migratórios foram desenvolvidos para superar estas limitações. 6.3.7 Umidificação

A resistividade superficial de alguns materiais sólidos isolantes pode ser reduzida a níveis dissipativos, se a umidade relativa for mantida acima de cerca de 65 %. Mesmo que o ar úmido seja não condutivo, a água ou a umidade pode adsorver sobre a superfície de muitos materiais, dependendo da natureza hidroscópica do material. Isto pode ser suficiente para evitar o acúmulo de cargas eletrostáticas, desde que exista um caminho adequado para o terra.

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Entretanto, se a superfície de alguns materiais (por exemplo, vidro ou fibras naturais) puder adsorver umidade suficiente para assegurar uma condutividade superficial que seja suficiente para evitar o acúmulo de cargas eletrostáticas, outros materiais não apresentam esta característica (por exemplo, politetrafluoroetileno ou o polietileno) e são capazes de acumular cargas eletrostáticas mesmo na presença de altos níveis de umidade relativa. Também quando a umidade cai para um valor abaixo de 30 %, os materiais que são suscetíveis à umidificação geralmente voltam a ser altamente isolantes. O aumento da umidade relativa, desta forma, não é efetivo em todos os casos e, em geral, não convém que seja utilizado como a única medida de proteção. Este requisito é particularmente importante na Zona 0. 6.3.8 Ionização e carga de neutralização 6.3.8.1 Generalidades A ionização do ar é um método de tornar o ar localmente rico em íons, de forma que as cargas sobre materiais sólidos isolantes possam ser neutralizadas. Isto é particularmente útil para a neutralização de películas ou filmes plásticos isolantes. Os métodos que podem ser utilizados incluem aqueles indicados em 6.3.8.2 a 6.3.8.5. A neutralização não é adequada se a taxa na qual as cargas são geradas exceder a taxa na qual os íons são fornecidos para o ar, ou se puder migrar para a superfície carregada, ou se uma quantidade suficiente de íons da polaridade requerida não estiver presente. Consequentemente, a instalação correta e a manutenção periódica são essenciais para aqueles dispositivos, levando em consideração os fatores que podem influenciar em sua efetividade, como as condições ambientais (por exemplo, poeira e temperatura) e o posicionamento do dispositivo em relação ao material processado, partes das máquinas e pessoas. A redução de cargas em todos os pontos da operação não evita a geração de cargas nas etapas seguintes do processo, de forma que os ionizadores possam ser necessários em grandes quantidades e em diversos locais. O posicionamento é importante e convêm que a efetividade de cada instalação em particular seja confirmada por medições da carga ou tensão residual no campo. Em particular para películas ou filmes, é necessário assegurar que os íons sejam direcionados para o lado correto, de forma a evitar a formação de uma camada bipolar, o que poderia dar origem a descargas ramificadas propagantes. Os pontos com efeitos corona dos ionizadores somente permanecem ativos enquanto estes dispositivos estiverem limpos e com formatos pontiagudos. Por estes motivos, o acúmulo de contaminantes (por exemplo, tintas, soluções de revestimentos ou material particulado de papel) e os produtos de corrosão necessitam ser controlados por um programa de manutenção efetivo. Os ionizadores necessitam ser selecionados de acordo com a sua taxa de geração de cargas ou pelo seu tempo de decaimento de cargas. Estes ionizadores não podem ser utilizados em Zona 1, Grupo IIC, a menos que os riscos tenham sido avaliados por um especialista. Além disto, não convém que os ionizadores sejam utilizados em Zona 0 como a única medida de segurança. 6.3.8.2 Ionizadores ivos Eletrodos pontiagudos, como as agulhas pontiagudas aterradas, fios finos ou estruturas condutivas, produzem descargas do tipo corona quando posicionados no campo elétrico gerado a partir de uma superfície altamente carregada. Estes componentes produzem íons que neutralizam as cargas eletrostáticas sobre os objetos. Este método, entretanto, é limitado em sua efetividade e pode adicionalmente produzir descargas, se os ionizadores ivos estiverem aterrados de forma inadequada. 6.3.8.3 Ionizadores ativos Ionizadores ativos produzem íons pela aplicação de uma alta-tensão em uma grande quantidade de pontos com efeito corona. Sistemas comerciais comumente utilizam corrente alternada, na faixa de NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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5 kV a 10 kV. A utilização de uma fonte de alimentação de alta-tensão elimina a limitação de neutralizadores ivos no controle das cargas que possuam campos abaixo dos limites do ajuste do efeito corona. As correntes a partir dos pontos de efeito corona são limitadas, por alta resistência ou por acoplamento capacitivo.


É recomendado que os ionizadores ativos sejam adequados para o local no qual eles são instalados, e convém que sejam projetados e fabricados de forma a evitar que se tornem uma possível fonte de ignição. Estes ionizadores requerem um projeto cuidadoso, de forma a assegurar que a fonte de geração de íons esteja balanceada de acordo com os requisitos do processo. 6.3.8.4 Ionizadores radioativos e de raio X de baixa energia

Fontes radioativas e de raio X de baixa energia ionizam o ar ao seu redor e podem ser utilizadas para dissipar as cargas eletrostáticas de objetos carregados. Tal ionização por si só não apresenta um risco de ignição, mas é, entretanto, limitada em sua efetividade (o seu desempenho se deteriora com o decaimento da atividade do material radioativo). 6.3.8.5 Ventiladores de ar ionizado

Ventiladores de ar ionizado utilizando altas-tensões ou fontes de material radioativo são utilizados principalmente para a dissipação de cargas eletrostáticas de objetos com formatos irregulares. Entretanto, a concentração dos íons pode cair rapidamente a jusante, devido à recombinação ou adsorção dos íons pelas paredes. Como resultado, é difícil direcionar o ar ionizado a grandes distâncias. Convém que as partes contendo as altas-tensões sejam posicionadas em uma área não classificada, a menos que eles tenham sido devidamente certificadas. NOTA

A função de um ionizador pode ser ensaiada pelo método indicado na IEC 61340-4-7.

6.3.9 Métodos para a determinação da capacidade de ignição das descargas

Se os requisitos indicados em 6.3.2 a 6.3.8 não forem aplicáveis, uma determinação experimental do valor do nível capaz de causar uma ignição das possíveis descargas pode ser útil. Um método é o de carregar a amostra sob as condições de pior caso, o mais alto quanto possível (pelo menos ao nível máximo que pode ocorrer em serviço), para provocar descargas em uma esfera aterrada que se aproxima e a, de forma que provoque estas descargas pelas misturas de gases de valores de MIE conhecidos. Este método é descrito na IEC 61340-4-4. A carga máxima transferida pela descarga é frequentemente utilizada para fornecer uma indicação da capacidade de ignição da faísca e das descargas ramificadas, ao invés da utilização de uma mistura explosiva de gás. Este método é descrito na ABNT NBR IEC 60079-0:2013, Seção 26.14. A Tabela 4 apresenta um resumo de todos os limites aplicáveis. NOTA

São previstas a revisão deste método e a sua relocação para a IEC 60079-32-26.

Convém que cuidados especiais sejam tomados para assegurar que a amostra de ensaio seja carregada tão alto quanto possível, que cargas induzidas sejam compensadas e que somente uma única descarga discreta seja registrada.

6

A ser publicada.

NOTA BRASILEIRA

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A IEC 60079-32-2 foi publicada em 25.02 2015. NÃO TEM VALOR NORMATIVO



Tabela 4 – Carga máxima transferida aceitável Grupo

EPL Ma EPL Mb Minas

EPL Ga Zona 0

EPL Gb Zona 1

EPL Gc Zona 2

EPL Da Zona 20

EPL Db Zona 21

EPL Dc Zona 22

I

60 nC

−

−

−

−

−

−

IIA

−

25 nC

60 nC

60 nC

−

−

−

IIB

−

10 nC

25 nC

25 nC

−

−

−

IIC

−

Nenhuma descarga mensurável

10 nC

10 nC

−

−

−

III

−

−

−

−

60 nC a

200 nC a

200 nC a

a

Valores válidos somente para descargas capazes de gerar ignição a partir de partes dissipativas ou condutivas não aterradas. NOTA 1 Os limites para Zona 1 e Zona 21 asseguram que não é indicada a ocorrência de descargas capazes de gerar ignição durante a operação normal. Os limites para Zona 0 e Zona 20 são adicionalmente reduzidos para levar em consideração situações anormais e o alto nível de segurança requerido para estas Zonas. NOTA 2 Para informações sobre EPL, ver a ABNT NBR IEC 60079-0 ou Anexo E. NOTA 3 Todos os valores contêm uma determinada margem de segurança. Trabalhos recentes indicam que os valores indicados utilizados para o Grupo IIB contêm uma margem de segurança menor em relação a todos os outros valores. Para equalizar todas as margens de segurança, os valores do Grupo IIB foram reduzidos de 30 nC para 25 nC.

6.4 Esteiras rolantes e correias de transmissão 6.4.1 Generalidades As correias de transmissão utilizadas para a transmissão de potência ou as esteiras rolantes para o transporte de materiais sólidos podem gerar uma quantidade considerável de cargas eletrostáticas e se tornar uma fonte de risco de ignição, devido à separação contínua das superfícies que estão em contato (basicamente os eixos rotativos e a esteira ou correia) As cargas eletrostáticas acumuladas na esteira rolante podem somente ser seguramente dissipadas para o terra por meio de roletes condutivos aterrados, se a esteira rolante for suficientemente dissipativa. Os materiais que são projetados para fora da esteira rolante para o funil ou a calha de recepção podem ser carregados com uma quantidade significativa de cargas eletrostáticas. Esteiras rolantes condutivas ou dissipativas podem não ser consideradas um meio de remoção das cargas eletrostáticas de produtos isolantes que estejam sendo transportados. 6.4.2 Esteiras rolantes Esteiras rolantes são esteiras sem-fim que operam sobre roletes (normalmente metálicos) e transportam materiais. Uma esteira rolante é considerada dissipativa se: a) as resistências de superfície de ambos os lados da esteira forem menores que 300 MΩ, medidos de acordo com as ISO 284 e EN 14973, ou


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b) as resistências de superfície de ambos os lados da esteira forem menores que 75 MΩ, medidos com uma configuração de eletrodo indicada em 3.21, ou


c) em casos onde o material da esteira possui camadas de diferentes materiais, a esteira for considerada dissipativa, se a resistência (medida a 23 °C e 50 % de umidade relativa) entre as duas superfícies externas opostas for menor que 1 GΩ.

NOTA As resistências superficiais medidas de acordo com as ISO 284 e EN 14973 são a (23 ± 2) °C e (50 ± 5) % de umidade relativa e com um eletrodo interno circular de 25 mm de diâmetro, um eletrodo externo do tipo anel com 125 mm de diâmetro interno e com 150 mm de diâmetro externo. As resistências superficiais medidas com a configuração de eletrodo descrita em 3.21 são exatamente quatro vezes menores.

A Tabela 5 apresenta um resumo de todas as características que são requeridas para esteiras rolantes, de acordo com a classificação de áreas, de acordo com as ABNT NBR IEC 60079-10-1 ou ABNT NBR IEC 60079-10-2. Tabela 5 – Requisitos para esteiras rolantes Velocidade Zona da esteira 0

≤ 0,5 m/s

Zona 1 IIC

Esteira dissipativa a e polias condutivas, sem conectores na esteira

0,5 – 5 m/s

5 – 30 m/s

Não permitida

IIA e IIB Esteira dissipativa a e polias condutivas, conectores nas esteiras são permitidos

Zona 2

Sem requisitos, além daqueles indicados em 6.4.1, a menos que experiências mostrem que descargas Esteira capazes dissipade causar a tiva e uma ignição polias condutivas, ocorrem sem conec- frequentemente tores na esteira

Zona 20 MIE <10 mJ

MIE >10 mJ

Zona 21

Zona 22

Sem requisitos, Esteira dissipativa a além e polias condutivas, daqueles conectores na esteira são indicados permitidos em 6.4.1, a menos que experiências mostrem que descargas Esteira capazes de dissipativaa causar uma Não e polias ignição permitida condutivas, sem ocorrem conectores na frequenteesteira mente

a

Material dissipativo de acordo com 6.4.2. NOTA Nenhuma informação é disponível para velocidades de esteiras > 30 m/s.

Para instalação em áreas do Grupo I, os requisitos da Zona 1 (Grupos IIA e IIB) são aplicáveis. Entretanto, esteiras transportadoras de material particulado de carvão isolante, que dificilmente entra em ignição, bem como esteiras similares, podem ser utilizadas se uma avaliação de risco indicar um baixo risco de ignição. A Tabela 5 e os requisitos indicados em 6.4.2 não são aplicáveis às esteiras que dissipam cargas eletrostáticas por efeito corona. Estas esteiras têm que ser ensaiadas por especialistas, por exemplo, pela medição de sua capacidade de se tornar carregadas sob as condições mais desfavoráveis.

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Camadas de graxa ou de sujeira sobre a esteira podem aumentar a capacidade de carregamento eletrostático da esteira, como também a sua resistência, e isto pode aumentar o risco de carregamento eletrostático. É recomendado que cuidados sejam tomados para assegurar que os serviços de reparo não aumentem os valores indicados. É essencial que as camadas dos adesivos isolantes utilizados para conectar a esteira não interrompam o caminho condutivo. Esteiras rolantes leves, de acordo com a ISO 21183-1, frequentemente têm que atender aos requisitos de clientes com aplicações altamente específicas. Para estes casos, devem ser utilizadas as normas específicas ISO 21178, Light conveyor belts – Determination of electrical resistances e ISO 21179 e ISO 21179, Light conveyor belts – Determination of the electrostatic field generated by a running light conveyor belt. 6.4.3 Correias de transmissão Correias de transmissão são correias em V e correias planas que acionam partes ou máquinas girantes. A quantidade de cargas eletrostáticas acumuladas pelas correias de transmissão devido à separação contínua das superfícies de contato depende do material da correia e das polias, e aumenta com a velocidade e tensão mecânica da correia e com a largura da área de contato. De acordo com as ISO 9563 e ISO 1813, um material de correia de transmissão é considerado dissipativo se: R × B / L ≤ 600 kΩ onde L é a distância entre dois eletrodos condutivos (por exemplo, feitos de grafite, com banho de prata ou eletrodos metálicos) sobre a correia de transmissão, B é a largura da correia plana ou o dobro da largura do lado da face da correia em V, e R é a resistência medida entre os eletrodos a (23 ± 2) °C, sem condensação de umidade. NOTA Em documentos anteriores (por exemplo, CENELEC TR 50404), o critério de aceitação era R × B < 100 kΩm, onde R é a resistência medida no lado interno da correia de transmissão entre um eletrodo intermediário entre duas polias e o terra e B é a largura da correia plana ou o dobro da largura do lado da face da correia em V. Como o atendimento do critério R × B depende da distância entre as duas polias, é impossível caracterizar um material da correia como dissipativo. Por esta razão, as ISO 9563 e ISO 1813 indicam um critério dissipativo que é independente do comprimento da esteira. Se a distância entre duas polias exceder 0,67 m, os requisitos de ambas as normas ISO são automaticamente atendidos pelo critério R × B nos documentos anteriores indicados acima.

A Tabela 6 indica um resumo de todas as medições que são requeridas para correias de transmissão, de acordo com a classificação de áreas, conforme as ABNT NBR IEC 60079-10-1 ou ABNT NBR IEC 60079-10-2.


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Tabela 6 – Requisitos para correias de transmissão


Velocidade Zona da esteira 0

≤ 0,5 m/s

Zona 1 IIC

Correia dissipativa a e polias condutivas, sem conectores na correia

0,5 – 5 m/s

5 – 30 m/s

Não permitida

IIA e IIB

Zona 2

Correia dissipativa a e polias condutivas, conectores na correia são permitidos

Sem requisitos, além daqueles indicados em 6.4.1, a menos que experiências mostrem que descargas Correia capazes dissipade causar a tiva e uma ignição polias condutivas, ocorrem sem conec- frequentemente tores na correia

Zona 20 MIE <10 mJ

MIE >10 mJ

Zona 21

Correia dissipativa a e polias condutivas, conectores na correia são permitidos

Correia dissi pativa a e polias Não condutivas, permitida sem conectores na correia

Zona 22 Sem requisitos, além daqueles indicados em 6.4.1, a menos que experiências mostrem que descargas capazes de causar uma ignição ocorrem frequentemente

a

Material dissipativo de acordo com 6.4.2. NOTA Nenhuma informação é disponível para velocidades de esteiras > 30 m/s.

Para instalação em áreas do Grupo I, os requisitos da Zona 1 (Grupo IIA e IIB) são aplicáveis. A Tabela 6 e os requisitos indicados em 6.4.3 não são aplicáveis às correias de transmissão que dissipam cargas eletrostáticas por efeito corona. Tais correias têm que ser ensaiadas por especialistas, por exemplo, pela medição de sua capacidade de se tornar carregadas sob as condições mais desfavoráveis Em casos onde a correia consiste de camadas de materiais diferentes, a correia é considerada dissipativa, se a resistência pelo seu material não exceder 1 GΩ (resistência medida a 23 °C e 50 % de umidade relativa). Camadas de graxa ou de sujeira sobre a correia de transmissão podem aumentar a capacidade de carregamento eletrostático da correia, como também a sua resistência, e isto pode aumentar o risco de carregamento eletrostático. É recomendado que cuidados sejam tomados para assegurar que os serviços de reparo não aumentem os valores indicados. É essencial que as camadas dos adesivos isolantes utilizados para conectar a correia não interrompam o caminho condutivo.

7 Eletricidade estática em líquidos 7.1 Considerações gerais 7.1.1 Ocorrência de atmosferas inflamáveis NOTA Informações gerais sobre a explosividade e a capacidade de ignição de atmosferas de gás e vapor são fornecidas no Anexo C.

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Muitas operações com líquidos inflamáveis produzem atmosferas inflamáveis pela evaporação do líquido em manipulação. O ponto de explosividade fornece uma indicação aproximada da temperatura mínima de superfície do líquido necessária para produzir uma atmosfera inflamável. No entanto, por causa das incertezas envolvidas na medição do ponto de explosividade, das diferenças entre as condições de ensaio para a determinação do ponto de explosividade comparados a situação real na indústria e a dificuldade de estabelecer a temperatura de superfície do líquido (em grandes volumes), é prudente assumir que uma atmosfera inflamável pode existir, mesmo quando a temperatura do líquido é inferior ao ponto de explosividade, considerando uma certa margem de segurança. Esta margem depende do nível de incerteza sobre a temperatura, composição líquida etc. Para as condições bem-controladas, uma margem de 5 °C para líquidos puros e de pelo menos 11 °C para as misturas é normalmente necessária. Quando tanques são expostos à luz solar direta e as temperaturas dos líquidos não são monitoradas, recomenda-se presumir que uma atmosfera inflamável pode estar presente ao manusear líquidos com ponto de explosividade de até 60 °C. Em áreas com temperatura ambiente elevada e sol forte, atmosferas inflamáveis podem ocorrer mesmo com os líquidos que possuam pontos de explosividade acima de 60 °C. Quando um líquido é manuseado a uma temperatura bem acima do seu ponto de explosividade, o vapor saturado pode resultar em uma atmosfera mais rica (isto é, não inflamável). No entanto, a atmosfera acima do líquido pode não estar saturada (por exemplo, devido à ventilação) e assim pode ser inflamável. Por isso, é necessário assumir que a atmosfera pode ser inflamável, a menos que possa ser demonstrado o contrário. Consequentemente, para líquidos com baixo ponto de explosividade,não convêm que a presença de uma atmosfera mais rica geralmente seja considerada a única medida de controle. Em algumas circunstâncias, a atmosfera inflamável não ocorre devido ao líquido sendo manuseado, mas devido aos resíduos de líquidos voláteis ou vapores de operações anteriores, no mesmo equipamento ou de operações nas proximidades. Os vapores residuais podem ocorrer durante um carregamento, em que um líquido com um alto ponto de explosividade (por exemplo, diesel) é carregado em um tanque que anteriormente continha um líquido com um ponto de explosividade baixa (por exemplo, gasolina). Uma alta proporção de incêndios em caminhões, tanque tem sido associada ao processo de carregamento. 7.1.2 Sensibilidade de ignição e limitações para o escopo de recomendações A sensibilidade de uma atmosfera inflamável para a ignição eletrostática depende da concentração e da energia de ignição mínima (MIE – ver C.6) do material inflamável. Uma regra útil é que a concentração mais facilmente inflamável de vapor é aproximadamente o dobro da concentração no limite inferior de explosividade. Devido ao efeito de concentração, uma mistura feita com um material de alta MIE na sua concentração mais facilmente inflamável pode ser mais sensível à ignição do que uma mistura feita com um material de baixa MIE em uma concentração de vapor que se encontre apenas na faixa de explosividade. Para as misturas equilibradas de vapor/ar criadas por líquidos inflamáveis, a concentração mais facilmente inflamável de vapor é normalmente alcançada a uma temperatura de aproximadamente 10 °C a 20 °C acima do ponto de explosividade. Líquidos inflamáveis de volatilidade intermediária tendem a produzir suas misturas mais facilmente inflamáveis nas temperaturas ambientes normais; estes líquidos incluem tolueno (ponto de explosividade de 6 °C), acetato de propila (ponto de explosividade de 10 °C) e acetonitrila (ponto de explosividade de 2 °C).


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As precauções gerais dadas nesta Seção destinam-se a impedir a explosividade de materiais com MIE de 0,20 mJ ou mais, quando presentes na concentração mais facilmente inflamável de vapor. Eles são, portanto, aplicáveis às misturas mais facilmente inflamáveis no ar dos vapores de líquidos inflamáveis comuns, como solventes parafínicos e aromáticos, combustíveis de hidrocarbonetos e muitos solventes orgânicos (ver lista de MIE na Tabela C.2). Nas temperaturas típicas ambientes, as margens de segurança estão no mínimo quando são manuseados líquidos inflamáveis de volatilidade intermediária, como os listados acima. Em tais operações, recomenda-se um cuidado especial para assegurar que todas as precauções recomendadas sejam diligentemente seguidas. Embora os grupos de explosão não sejam atribuídos com base em MIE (ver C.6), as precauções requeridas na presença da maioria dos vapores do grupo IIA de explosão são provavelmente semelhantes às apresentadas aqui para MIE de 0,20 mJ e acima. Precauções adicionais são, no entanto, provavelmente necessárias, onde a atmosfera acima do líquido é mais sensível à ignição. Esta situação surgirá, por exemplo, com as misturas mais facilmente inflamáveis no ar de materiais voláteis que possuem MIE menor que 0,20 mJ (a maioria dos materiais dos grupos IIB e IIC) ou com misturas ricas de oxigénio. Apesar de orientações gerais não terem sido desenvolvidas para estes ambientes mais sensíveis, as recomendações são dadas por algumas atividades específicas. Onde elas são dadas, as precauções adicionais para os materiais mais sensíveis são explicitamente identificadas como tal no texto. 7.1.3 Mecanismos de carregamento eletrostático

Líquidos podem tornar-se eletrostaticamente carregados quando eles se movem em contato com os sólidos, ou se existirem duas ou mais fases de líquidos imiscíveis e existir movimento. A pulverização de líquidos também pode criar uma névoa ou vaporização altamente carregada. Mais detalhes de geração de carga e acumulação de carga em líquidos são dados em A.1.3 a A.1.7 (geração) e A.2.2 (acumulação). 7.1.4 Acúmulo de cargas eletrostáticas e classificação de condutividade

O nível de acúmulo de carga em um líquido específico e, portanto, o risco eletrostático que pode ser criado, são fortemente dependentes da sua condutividade elétrica e constante dielétrica (permissividade relativa), εr. Para descrever os possíveis riscos e meios associados de prevenção, a condutividade de líquidos tem sido classificada da seguinte forma: alta condutividade

> 10 000 pS/m;

média condutividade

entre 25 × εr pS/m e 10 000 pS/m;

baixa condutividade

< 25 × εr pS/m.

para líquidos com constante dielétrica próxima de 2 (por exemplo, hidrocarbonetos), estas classificações resultam em: alta condutividade

> 10 000 pS/m;

média condutividade

entre 50 pS/m e 10 000 pS/m;

baixa condutividade

< 50 pS/m.

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Para líquidos com uma constante dielétrica substancialmente maior que 2 ou para líquidos cuja constante dielétrica seja desconhecida, o valor-limite para baixa condutividade é geralmente definido como 100 pS/m. O valor-limite superior da condutividade média mantém-se em 10 000 pS/m. NOTA O valor de 100pS/m é considerado suficiente mesmo para casos não conhecidos, uma vez que poucos líquidos, caso existam, possuem uma permissividade relativa significativamente maior que 4.

Níveis perigosos de acúmulo de carga são mais comumente associados aos líquidos de baixa condutividade. No entanto, estes riscos podem ocorrer com líquidos de média ou alta condutividade em processos que geram névoas ou sprays, durante transporte de líquidos de condutividade média pelos tubos isolados ou durante as operações de transporte de mistura de duas fases. Em geral, solventes polares, como álcoois, cetonas e água, possuem elevada condutividade, enquanto que os líquidos de hidrocarbonetos saturados e aromáticos purificados possuem uma baixa condutividade. As condutividades e os tempos de relaxamento para alguns líquidos são apresentados na Tabela 7. NOTA 1 Uma lista mais completa, incluindo uma ampla gama de líquidos e constantes dielétricas, é apresentada na NFPA-77. NOTA 2 Biocombustíveis e misturas de combustíveis de hidrocarbonetos com biocomponentes podem possuir uma ampla gama de condutividade, em função da sua composição. NOTA 3 Os métodos de ensaio para a medição da condutividade de um líquido são definidos, por exemplo, nas ASTM D4308-95, DIN 51412-1, DIN 51412-2 e ISO 6297.

Tabela 7 – Condutividade e tempo de relaxamento de alguns líquidos (continua) Condutividade (pS/m)

Tempo de relaxamento (s)

0,01

2 000

parafinas em geral

0,1 a 10

2 a 200

compostos aromáticos purificados (tolueno, xileno etc.)

0,1 a 10

2 a 200

5 a 50

0,4 a 4

gasolina

0,1 a 100

0,2 a 200

querosene

0,1 a 50

0,4 a 200

gasóleo

1 a 100

0,2 a 20

óleos claros

0,1 a 100

0,2 a 200

óleos lubrificantes

0,01 a 100

0,02 a 2 000

Éteres, exceto glicóis

0,1 a 100

0,2 a 200

misturas de solventes aromáticos proprietárias

1 a 1 000

0,02 a 20

condensado de gás natural sem inibidor de corrosão

10 a 100

0,2 a 2

Líquido Baixa condutividade parafinas de alta pureza

compostos aromáticos típicos


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Tabela 7 (conclusão) Condutividade (pS/m)

Tempo de relaxamento (s)

gasolina contendo aditivos de desempenho ou 5 % de etanol

50 a 1 000

0,02 a 0,4

combustíveis e óleos contendo aditivos antiestáticos

50 a 1 000

0,02 a 0,4

óleos combustíveis pesados (escuros)

50 a 10 000

2 × 10–4 a 0,4

100 a 1 000 000

2 × 10–5 a 0,2

Líquido


Média condutividade

ésteres Alta condutividade

(µS/m)

óleo cru (petróleo)

≥ 0,001

≤ 0,02

gasolina contendo 10 % de etanol ou mais

≥ 0,01

≤ 0,002

condensado de gás natural com inibidor de corrosão

≥ 0,001

≤ 0,02

glicóis e éteres de glicol

1 a 100

2 × 10–7 a 2 × 10–5

álcoois

1 a 100

2 × 10–7 a 2 × 10–5

cetonas

0,1 a 100

2 × 10–7 a 2 × 10–4

5

10–6

≥ 100

≤ 2 × 10–7

água pura água (não destilada)

NOTA Embora cetonas e ésteres usualmente possuam uma alta condutividade, cetonas e ésteres com cadeias média e longa são com frequência altamente carregáveis.

Convém que Líquido de alta ou média condutividade seja considerado um produto condutivo ou dissipativo e que necessita ser ligado ao terra. 7.1.5 Descargas centelhantes geradas durante as operações de manuseio de líquidos

Quando do carregamento de tanque com um líquido de baixa condutividade eletrostaticamente carregado, a carga que se acumula no líquido no interior do tanque gera campos elétricos e potenciais, tanto no líquido como no vapor, dentro do tanque. Com potenciais de superfície do líquido elevados, descargas ramificadas podem ocorrer entre a superfície do líquido carregado e as partes metálicas da estrutura do tanque. Estudos indicam que os hidrocarbonetos alifáticos, como propano, podem ser inflamados por estas descargas ramificadas na sua agem até um ponto aterrado, se o potencial de superfície do líquido for superior a 25 kV. Um risco de ignição pode ser gerado por potenciais muito mais baixos (tipicamente entre 5 kV e 10 kV), se objetos condutores isolados, como partes metálicas flutuantes ou componentes inadequadamente equipotencializados, estiverem presentes no tanque, ou se o tanque possuir um revestimento isolante, sem pontos de contato para o aterramento do líquido, e o enchimento for do tipo turbilhonado, por um líquido que seja suficientemente condutivo para produzir centelhamento.

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7.2 Precauções contra os riscos de ignição durante as operações de movimentações de líquidos 7.2.1 Aterramento e métodos para evitar partes condutoras isoladas Objetos condutores isolados podem ter seus potenciais muito elevados, devido ao carregamento do líquido, como tanques metálicos, estruturas de tanques ou quaisquer outras partes metálicas isoladas, deliberadamente ou acidentalmente associados à movimentação do líquido. Isso pode ocasionar descargas centelhantes. Estas descargas são particularmente perigosas, porque elas podem normalmente inflamar vapores inflamáveis em potenciais muito mais baixos do que as descargas ramificadas. Portanto, convém que, todas as partes condutivas de um sistema de movimentação de líquidos sejam adequadamente conectadas ao terra (ver Seção 13). É recomendado que as pessoas que manuseiam líquidos inflamáveis também estejam conectadas ao terra (ver 11.1). É recomendado que os tanques sejam regularmente inspecionados para assegurar que não existam partes soltas ou condutivas não aterradas, por exemplo, parte flutuante metálica sobre o líquido. 7.2.2 Restrição de geração de cargas eletrostáticas A geração de carga pode ser limitada por meio do controle dos parâmetros principais de processo. Medidas de controle adequadas incluem: 1) operação de carregamento de tanques: a) restringir a velocidade de fluxo linear na linha de alimentação do tanque, restringindo a velocidade de bombeamento, ou pelo aumento do diâmetro da linha de alimentação (ver 7.3.2.2.3 e 7.3.2.3.2 a 7.3.2.3.5); b) fornecer tempo de permanência em repouso adequado após a agem por bombas e filtros (ver 7.5 e A.2.2); c) evitar a separação de uma segunda fase imiscível no líquido; isto pode ser obtido, por exemplo, por meio da agitação da água presente no fundo dos tanques de petróleo. Onde a prevenção de formação de uma segunda fase não for possível, limitar ainda mais a sua velocidade (ver 7.3.2.2.2 e 7.3.2.3.5.3); d) evitar enchimento por gotejamento, empregando entrada inferior ou usando um tubo de carregamento estendido até próximo do fundo do tanque. Se a entrada superior utilizar um tubo de carregamento curto na presença de uma atmosfera inflamável, reduzir a velocidade de fluxo para 2 m/s e tomar as precauções adicionais de 7.3.2.3.2 (por exemplo, dirigir o fluxo de líquido para a parede do recipiente). No caso de líquidos de alta condutividade, é suficiente prever uma área de contato para o terra no fundo do reservatório. 2) operações de agitação ou mistura (ver 7.9): a) limitar a potência elétrica ou a velocidade da ponta do misturador (por exemplo, na BS 5958, uma potência máxima de 0,37 kW/m3 é requerida para uma mistura com condutividade de 1 000 pS/m); b) evitar a presença de uma segunda fase imiscível no líquido; c) utilizar uma fase contínua de alta condutividade (condutividade superior a10 000 pS/m).


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3) operações de limpeza de tanques com jatos de líquidos (ver 7.10):


a) limitar a pressão e a vazão do líquido das máquinas de limpeza para os valores recomendados em 7.10; b) evitar o surgimento de uma segunda fase imiscível no líquido de limpeza, especialmente se o líquido de limpeza for recirculado; c) evitar jatos contínuos que possam formar grandes áreas isoladas de líquido (ver 7.10).

7.2.3 Evitando a formação de uma atmosfera explosiva

A maneira mais eficaz de evitar os riscos de ignição é prevenir a ocorrência de uma atmosfera explosiva, por exemplo: a) evitar regiões de vapor no sistema; b) tornar inerte as regiões de vapor do tanque por meio de introdução de gases inertes, como nitrogênio, dióxido de carbono ou gás de combustão isento de particulados e seco (considerar as precauções indicadas em 8.4); c) evitar a interligação entre os sistemas de carregamento e a extração de vapor que permita a entrada de misturas inflamáveis em ambientes não projetados para esta condição; d) após a utilização de líquidos voláteis, limpar e ventilar os tanques para remover resíduos inflamáveis de líquidos, gases e vapores; e) assegurar que ar fresco suficiente seja inserido continuamente no sistema. Medições regulares de presença de gases e ventilação forçada podem ser necessárias; f)

purgar o tanque com ar para evitar uma atmosfera explosiva, deve ser realizada com cuidado em um tanque que contém ou possa ter contido, um líquido inflamável de baixo ponto de fulgor (flash point), devido ao risco de líquido residual estar presente.

7.2.4 Promovendo a dissipação de cargas eletrostáticas

Em situações em que não seja possível evitar uma atmosfera explosiva, o risco de ignição pode ser controlado pela limitação do acúmulo de carga eletrostática. Para os componentes do sistema de manuseio, isso envolve a ligação de condutores sólidos entre as pessoas e o terra e, se necessário, a substituição de componentes do sistema de isolamento por componentes dissipativos ou condutivos ligados ao terra. Para os próprios líquidos, a maneira mais eficaz de promover a dissipação é aumentar a condutividade do líquido com a utilização de aditivos dissipativos antiestáticos disponíveis comercialmente (SDA – Static Dissipative Additives). Quando adicionado a um líquido, em concentrações muito baixas, da ordem de partes por milhão, estes aditivos podem facilmente aumentar a condutividade a níveis que previnam o risco de acúmulo de carga eletrostática (ver 7.1.4). NOTA 1 Aditivos dissipativos estáticos (SDA) são amplamente utilizados em combustíveis de aviação e, nas concentrações normalmente utilizadas, os efeitos tanto nos motores de aeronaves como nos sistemas do filtro separador/água são aceitáveis.

NOTA 2 Alguns aditivos dissipativos estáticos (SDA) podem perder a eficiência em determinadas situações, por exemplo, em baixas temperaturas, após o contato com água, após a filtragem com argila ou devido à interação com outros componentes.

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Métodos alternativos de melhoria da dissipação da carga seriam: substituir um solvente isolante (de baixa condutividade) por um solvente mais condutivo (de média ou alta condutividade) ou adicionar um solvente condutivo miscível em um solvente isolante. A quantidade necessária de solvente condutivo depende dos líquidos envolvidos e do nível de condutividade requerido.

7.3 Tanques e recipientes 7.3.1 Generalidades Os possíveis riscos e os meios associados de proteção são divididos, dependendo dos tipos de tanques ou de seus revestimentos e pinturas serem classificados como condutivos, dissipativos ou isolantes (ver 3.2, 3.7 e 3.15). Tanques totalmente condutivos têm uma resistência ao terra de 1 kΩ ou menos em qualquer parte do mesmo; tanques totalmente dissipativos têm uma resistência ao terra de 1 MΩ ou menos em qualquer parte do mesmo. Seguindo esta classificação, esta seção está dividida em subseções, como a seguir: Tanques e recipientes condutivos: 7.3.2 Tanques e recipientes feitos inteiramente de material dissipativo: 7.3.3 Tanques e recipientes com superfícies isolantes: 7.3.4 Utilização de revestimentos em recipientes: 7.3.5 Operações que podem aumentar os riscos eletrostáticos no interior de um tanque incluem carregamento, transporte (do tanque e seu conteúdo), descarregamento, calibração e retirada de amostras. Se existir a possibilidade de formação de uma atmosfera explosiva dentro de um tanque, quando da realização destas operações, as precauções indicadas abaixo devem ser consideradas. NOTA Se não puder existir uma atmosfera explosiva (ver 7.1.1), as precauções indicadas em 7.3 não são necessárias.

Outras operações, como circulação de líquido, agitação, mistura, cristalização e limpeza, são apresentadas em 7.9 e 7.10. As restrições rotineiras da velocidade de fluxo indicadas em 7.3.2 são aplicadas principalmente aos hidrocarbonetos. Elas podem, no entanto, ser aplicadas com cuidado para outros solventes e combustíveis com viscosidades cinemáticas menores que 6 mm2/s a 20 °C, mas podem ser necessários cuidados com materiais, como componentes de biocombustíveis (ver C.8) ou misturas quimicamente diferentes de hidrocarbonetos e para os quais existe pouca experiência de manuseio em sistemas de alto rendimento. Outras restrições são conhecidas por serem necessárias para controlar o carregamento de líquidos de alta viscosidade, como óleos lubrificantes (ver 7.4).


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7.3.2 Tanques e vasos condutivos 7.3.2.1 Generalidades


Para descrever os possíveis riscos e meios associados de prevenção, tanques condutivos foram classificados de acordo com o tamanho, como a seguir: Tanques cilíndricos de eixo vertical e tanques não cilíndricos com seção quadrada ou quase quadrada (ver NOTA 3)

Tanques cilíndricos de eixo horizontal ou tanques não cilíndricos com seção transversal alongada (ver NOTA 3)

Tanques grandes (7.3.2.2)

diâmetro > 10 m

capacidade > 500 m3 (125 000 USG)

Tanques médios (7.3.2.3)

1,3 m < diâmetro efetivo ≤ 10 m

2 m3 (500 USG) < capacidade capacidade ≤ 500 m3 (125 000 USG)

Tanques e vasos pequenos (7.3.2.4)

diâmetro efetivo ≤ 1,3 m

capacidade ≤ 2 m3 (500 USG)

NOTA 1 Em documentos mais antigos, por exemplo, CENELEC TR 50404, o limite superior para tanques médios era de 50 m3 e o limite inferior era de 1 m3. Trabalhos recentes (ver A.2.2) sugerem que ambos os limites superior e inferior para tanques médios necessitam ser aumentados, porque os limites em diâmetro são mais representativos que os limites em capacidade para tanques de eixo vertical (as tensões dependem mais fortemente do diâmetro que da capacidade). Os limites de capacidade indicados acima para tanques de eixo horizontal correspondem aproximadamente aos limites de diâmetro para tanques de eixo vertical combinados com as menores alturas típicas destes tanques. NOTA 2 Os limites de capacidade são dados tanto em m3 ou em USG (US Gallons). Eles foram arredondados para apresentar números convenientes em cada conjunto de unidades. Como consequência, os valores-limites são semelhantes, mas não exatamente correspondentes. A critério do usuário, qualquer um dos dois pode ser utilizado. NOTA 3 Tanques “quase quadrados” têm uma relação entre comprimento e largura não superior a 1,5. Tanques “alongados” têm uma relação entre comprimento e largura superior a 1,5. As regras dadas para os tanques quadrados são também consideradas seguras para tanques alongados de uma mesma área de seção transversal, mas podem ser consideradas conservativas.

7.3.2.2 Grandes tanques condutivos 7.3.2.2.1 Generalidades Independentemente da condutividade do líquido ou da estrutura do tanque, convém que as seguintes precauções gerais sejam consideradas:

a) aterrar o tanque e todas as estruturas associadas, como tubulação, bombas, caixas de filtro etc. (ver Seção 13); b) assegurar que as pessoas que entram ou trabalham perto de uma abertura do tanque estejam aterradas (ver Seção 11); c) evitar carregamento envolvendo agitação pela entrada lateral próximo ao fundo, entrada pelo fundo ou utilizando uma tubulação de carregamento que fique próxima do fundo do tanque. 34/206




7.3.2.2.2 Tanques de teto fixo Para líquidos de condutividade média ou baixa, inspecionar o tanque regularmente, especialmente após cada abertura da tampa de o, para verificar a existência de objetos metálicos soltos, por exemplo, pequenos recipientes metálicos, que poderiam atuar como objetos condutores isolados flutuantes. Para líquidos de baixa condutividade as seguintes precauções adicionais são necessárias: 1) Localização da bomba e do filtro. Localizar bombas, filtros e outros elementos geradores de grande quantidade de cargas eletrostáticas à montante da entrada do tanque, para permitir um tempo de permanência adequado, de forma que as cargas eletrostáticas adicionais sejam dissipadas antes do líquido entrar no tanque (ver 7.5 e A.2.2). 2) Restrição da velocidade do fluxo. Para um fluxo de entrada de líquido não carregado eletrostaticamente, monofásico, convém que a velocidade do fluxo seja limitada a 1 m/s para um período de carregamento inicial, que dura até que: a) a tubulação de carregamento e qualquer outra estrutura na base do tanque esteja submersa na altura de duas vezes o diâmetro da tubulação de carregamento; b) toda a água coletada na tubulação durante o trabalho tenha sido retirada. NOTA 1 Restrição a) destina-se a evitar descargas eletrostáticas para a tubulação de carregamento ou para a estrutura, e para reduzir a movimentação da água ou sedimentos. NOTA 2 Para b), é necessário esperar por um período de 30 min ou até que dois volumes da tubulação tenham sido carregados no tanque, o que for menor.

Após este período inicial de carregamento, a velocidade para um líquido não carregado eletrostaticamente e monofásico pode ser elevada acima de 1 m/s. A velocidade máxima de segurança ainda não foi determinada com precisão, mas a experiência tem mostrado que riscos potenciais não ocorrem se a velocidade for inferior a 7 m/s. Por causa da geração de carga eletrostática elevada, que ocorre em fluxos bifásicos (ver A.1.4), convém que a velocidade do fluxo na entrada de líquidos carregados eletrostaticamente ou bifásicos (ver 3.6) seja limitada a 1 m/s durante todo o período de carregamento. 3) Projeto de tubulação de entrada. É recomendado que o líquido ingresse no tanque horizontalmente para minimizar uma possível movimentação de água ou sedimentos no fundo do tanque e um jato de líquido altamente carregado eletrostaticamente para a superfície. Um bom arranjo para isto é a utilização de uma terminação “T” horizontal para direcionar a entrada do líquido horizontalmente nas paredes. 4) Controle da água no fundo do tanque. Se existir água ou sedimentos presente no fundo do tanque, convém que o nível da camada do líquido de fundo seja cuidadosamente monitorado e drenado para mantê-lo a pelo menos dois diâmetros da tubulação abaixo da entrada. É recomendado que os requisitos de projeto da tubulação de entrada descritos em 3 assegurem que o fundo de água ou de sedimentos não seja desnecessariamente perturbado pelo líquido de entrada durante o carregamento. 5) Se uma atmosfera explosiva estiver presente e não for possível assegurar que os sedimentos ou água de fundo não sejam agitados, a velocidade deve ser limitada a 1 m/s durante o carregamento. NOTA Não é normalmente necessário restringir as velocidades e o fluxo para 1 m/s durante o carregamento apenas porque uma segunda fase está presente na forma de água de fundo ou sedimentos no tanque. Os riscos associados com água de fundo normalmente podem ser tratados por meio das precauções indicadas em 3 e 4. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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6) Se puder ser evitado, não convém que líquidos de baixa densidade sejam carregados em tanque que contenha um líquido de densidade substancialmente maior, porque o efeito de flutuação resultante poderia levar o líquido de entrada altamente carregado eletrostaticamente para a superfície do líquido, levando a uma situação de risco de potencial elétrico de superfície mais elevado. Pela mesma razão, é recomendado que o carregamento de líquidos quentes em tanques parcialmente cheios com líquidos frios e que a entrada de ar ou outro gás junto com a entrada de líquido também sejam evitados sempre que possível. Se estas operações não puderem ser evitadas, convém que a velocidade do fluxo de entrada seja reduzida a 1 m/s para minimizar a geração de carga eletrostática. 7.3.2.2.3 Tanques com tetos flutuantes ou coberturas internas flutuantes Em um tanque com teto flutuante ou cobertura interna flutuante, a atmosfera explosiva é protegida dos potenciais desenvolvidos durante o carregamento pelo teto ou cobertura flutuante. Portanto, após o período inicial de carregamento e quando o teto ou cobertura forem flutuantes, não há necessidade de restrição na velocidade de fluxo. No entanto, convém que a velocidade seja limitada a 1 m/s até que a cobertura se torne flutuante. Para assegurar o efeito de proteção desejado, é essencial que o teto ou cobertura interna flutuante seja de material condutor e esteja adequadamente aterrado (ver Seção 13). Às vezes, esferas ou bolas flutuantes são utilizadas em tanques para minimizar a evaporação. É essencial que elas sejam feitas de material dissipativo ou condutivo. É recomendado que estas esferas somente sejam utilizadas em líquidos com condutividade elevada, uma vez que, em um líquido de condutividade média ou baixa, uma bola ou esfera ou um grupo de bolas ou esferas podem tornar-se isoladas do terra e desta forma possibilitar a geração de faíscas. 7.3.2.2.4 Resumo de precauções para grandes tanques condutivos A Tabela 8 resume as precauções necessárias para o carregamento de grandes tanques condutivos com líquidos de baixa condutividade. Se a condutividade elétrica for elevada acima da faixa de baixa condutividade, por exemplo, pela utilização de um aditivo dissipativo antiestático (Static Dissipative Additive – DAS; ver 7.1.4 e 7.2.4), estas precauções não são necessárias. No entanto, neste caso, é essencial assegurar uma adição confiável do DAS, porque a falha na incorporação do aditivo no líquido pode causar um incêndio ou explosão. As precauções para líquidos de baixa condutividade necessitam ser mantidas se houver qualquer dúvida sobre a confiabilidade da adição de aditivos. Tabela 8 – Precauções para o carregamento de grandes tanques condutivos com líquidos de baixa condutividade (continua) Aplicabilidade no tanque Precauções Manter velocidades de fluxo inferior a 1 m/s

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Com teto ou cobertura interna flutuante

Com teto fixo, sem cobertura flutuante

Essencial até que o teto ou cobertura se torne flutuante

Essencial durante o período inicial de carregamento, e quando carregar um líquido contaminado ou de duas fases, ou um líquido com densidade substancialmente inferior àquela do líquido já presente no tanque




Tabela 8 (conclusão) Aplicabilidade no tanque Precauções Manter velocidades de fluxo inferior a 7 m/s

Com teto ou cobertura interna flutuante Desnecessário quando o teto ou cobertura é flutuante NOTA Muitas vezes será necessário um limite da vazão para evitar danos no teto por um movimento muito rápido.

Com teto fixo, sem cobertura flutuante Recomendado em todos os casos em que o limite de 1 m/s não seja aplicado

Assegurar um tempo de permanência adequado dos geradores de cargas eletrostáticas elevadas (por exemplo, microfiltros) no tanque


Essencial

Evitar agitar a água de fundo do tanque com a entrada do produto, entrada de ar ou ventilação das linhas de saídas com gás


Essencial

Evitar o carregamento de líquidos de baixa densidade em tanques contendo líquidos de densidade substancialmente elevada (ver 7.3.2.2.1)

Desnecessário

Recomendado na medida do possível. Se for inevitável, manter a velocidade do fluxo abaixo de 1 m/s (ver linha 1 desta tabela)

NOTA Neste caso, o tempo de permanência pode ser calculado utilizando uma velocidade de 1 m/s.

7.3.2.3 Tanques condutivos de médio porte 7.3.2.3.1 Escopo Tanques condutivos de médio porte (ver 7.3.2.1 para as definições de tamanho) incluem os tanques de armazenamento fixos e móveis, como tanques rodoviários ou ferroviários. Embora os tanques de combustível de aeronaves geralmente estejam dentro da faixa de porte médio, o carregamento de tanques de aeronaves é tratado separadamente em 7.8.1. 7.3.2.3.2 Precauções para tanques fixos 7.3.2.3.2.1 Precauções para todos os tipos de líquidos a) Aterramento: É recomendado que os requisitos de aterramento dados em 7.2.1 e na alínea a) de 7.3.2.2 sejam adotados. b) Tubulações e mangueiras: É recomendado que as tubulações e mangueiras estejam de acordo com 7.7.2 e 7.7.3, respectivamente. c) Pessoas: É recomendado que riscos devidos ao carregamento eletrostático de pessoas sejam evitados com o cumprimento dos requisitos da Seção 11.


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d) Velocidade de carregamento: É recomendado que as velocidades de fluxo sejam mantidas dentro dos limites descritos em 7.3.2.3.5.2. NOTA Os limites do fluxo variam com o projeto do tanque, diâmetro da tubulação e natureza do líquido.


e) Ar e gás: Não limpar tubulações com ar ou outro gás, a menos que exista a certeza de que a operação não provoque uma sobrepressão no equipamento. Convém que a utilização de nitrogênio ou mistura gasosa de nitrogênio e ar seja considerada para a limpeza de tubulações, ao invés de ar comprimido. Para evitar velocidades excessivas de fluxo (em relação aos limites indicados em 7.3.2.3.5.2), utilizar a menor fonte de pressão que pode limpar adequadamente as tubulações. Minimizar o volume de gás que entra abaixo do nível de líquido do tanque de recebimento. f)

Medição e amostragem: Medição e amostragem podem introduzir riscos adicionais. Recomenda-se que estes sejam tratados de acordo com o descrito em 7.6.

7.3.2.3.2.2 Precauções adicionais para líquidos com baixa condutividade a) Filtros e outros equipamentos de alto carregamento eletrostático: Filtros para partículas finas, bombas e outros equipamentos de alto carregamento instalados na tubulação a montante de um tanque podem gerar altos níveis de carregamento eletrostático. Para esta proteção, seguir as recomendações indicadas em 7.5 b) Drenagem de tanques: Se o produto não for totalmente miscível com água e for possível que a água se acumule no fundo do tanque (por exemplo, se o produto de entrada contiver água ou se houver água dissolvida ou contato com a umidade do ar e variação da solubilidade da água devido ao ciclo de temperatura), convém que o tanque seja provido com um dreno localizado no fundo do tanque para permitir que a água de fundo seja removida. É recomendado que o nível de água de fundo seja monitorado e controlado para mantê-lo abaixo da entrada de produto por pelo menos dois diâmetros da tubulação c) Entrada do tanque: É recomendado que a entrada esteja localizada na parte baixa do tanque, mas acima do nível em que será permitido que a água de fundo acumule. Isto pode ser obtido por um carregamento pelo topo, utilizando um tubo de carregamento localizado próximo ao fundo do tanque ou por carregamento pelo fundo (incluindo carregamento lateral próximo do fundo). Convém que a entrada seja projetada para alimentação de entrada de líquido horizontalmente no tanque, para minimizar os jatos de produto altamente carregados contra a superfície e para minimizar a agitação da água ou sedimentos de fundo. Uma entrada em forma de T que direciona o líquido paralelamente às paredes laterais é adequada para este aspecto. NOTA Para tanques fixos com entradas laterais, a utilização de uma entrada em forma de T é mais adequada do que uma placa defletora, porque mantém o líquido altamente carregado próximo da base do tanque e minimiza suspensão de qualquer água e sedimentos do fundo do tanque.

d) Carregamento por cima com respingos —— Para a maioria das aplicações, é recomendado que o carregamento com respingos seja evitado, utilizando uma entrada na parte de baixo do tanque, com o fluxo de entrada dirigido horizontalmente, de acordo com o descrito no parágrafo anterior (ver também 7.2.2). —— Carregamento por cima é, algumas vezes, essencial, por razões de processo (por exemplo, para evitar interferência com agitadores em vasos de reação química). Neste caso: i) É recomendado que o tubo de carregamento seja inserido no tanque perto de uma parede lateral e convém que o líquido de entrada seja dirigido para baixo e ligeiramente na direção da parede (em um ângulo de 15° a 30° com a vertical). 38/206




ii) É recomendado que a operação seja avaliada em detalhes para determinar uma velocidade de carregamento aceitável. Não convém que esta velocidade exceda 50 % da velocidade normal ou limites vd (ver 7.3.2.3.5), e não convém que seja maior que 2 m/s. iii) É recomendado que a distância entre a extremidade do tubo de carregamento (e outras saliências) para o nível máximo de líquido seja de pelo menos 200 mm, de modo que descargas eletrostáticas a partir da superfície do líquido sejam improváveis de ocorrer. Líquidos inflamáveis de baixa volatilidade (por exemplo, óleos lubrificantes) que são incapazes de produzir uma atmosfera de vapor inflamável à temperatura máxima de manipulação podem ser utilizados no carregamento sem as restrições de carregamento eletrostático indicadas acima (que são aplicáveis para os casos onde poderia haver uma atmosfera explosiva). No entanto, com esta abordagem, é essencial assegurar que não existem outras fontes de vapor inflamável e que o processo de carregamento não produz quantidade suficiente de névoa ou gotículas suspensas para tornar a atmosfera explosiva. 7.3.2.3.3 Precauções para caminhões-tanques As precauções para os caminhões-tanques são as mesmas que para os tanques fixos (7.3.2.3.2), exceto para a utilização de diferentes limites de velocidade, de acordo com o descrito em 7.3.2.3.5.4 e com os seguintes requisitos adicionais: 1) Aterramento e equipotencialização a) É recomendado que a resistência de equipotencialização entre o chassis, o tanque e as tubulações associadas e as conexões no caminhão seja inferior a 1 MΩ. Para sistemas totalmente metálicos, convém que a resistência seja de 10 Ω ou menos e, se um valor elevado for encontrado, é recomendado que investigações adicionais sejam feitas para verificação de possíveis problemas de corrosão ou conexões soltas. b) É recomendado que um cabo de ligação ao terra seja conectado ao caminhão antes de qualquer operação ser realizada (por exemplo, abertura da tampa de inspeção ou conexão mecânica da tubulação). Recomenda-se que a ligação tenha uma resistência menor do que 10 Ω entre o caminhão e o ponto de ligação ao terra, e não convém que seja removida até que todas as operações estejam concluídas. c) É recomendado que o cabo de ligação ao terra requerido em b) seja parte de um sistema estático de monitoramento do terra, que monitora continuamente a resistência entre o caminhão e um ponto de ligação ao terra, e que aciona intertravamentos para interromper a continuidade do carregamento, quando esta resistência exceder 10 Ω. É recomendado, adicionalmente, que o sistema estático de monitoramento de terra seja capaz de diferenciar a conexão do tanque do caminhão (ou ponto de ligação ao terra) e de outros objetos metálicos. Este tipo de sistema evita que os operadores conectem o sistema de aterramento em partes do caminhão (por exemplo, no para-lama), que pode estar eletricamente isolado do tanque do caminhão. 2) Carregamento por cima (top loading) a) Recomenda-se que o braço de carregamento (ou bico de carregamento ou braço articulado) seja inserido até a parte inferior do tanque, antes de iniciar o carregamento do líquido. b) Recomenda-se que o braço de carregamento: i) seja posicionado verticalmente, NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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ii) alcance o fundo do tanque do caminhão; iii) possua uma peça em T ou defletor similar na parte final para desviar o fluxo ao longo da base do tanque do caminhão


3) Descargas atmosféricas Quando existe a possibilidade de descargas atmosféricas, não convém que os caminhões-tanque sejam carregados em áreas abertas com um líquido que possa gerar uma atmosfera explosiva do lado de fora do tanque. O carregamento pode ser feito em locais abaixo de proteções ou onde uma área de proteção contra descargas atmosféricas seja existente.

7.3.2.3.4 Precauções para vagões-tanques As precauções para os vagões-tanques são as mesmas que para os tanques fixos (7.3.2.3.2), exceto para a utilização de diferentes limites de velocidade (ver 7.3.2.3.5.5) e os seguintes requisitos adicionais:

1) Equipotencialização (bonding) a) Recomenda-se que os trilhos da ferrovia sejam conectados uns aos outros e às estruturas metálicas (incluindo estruturas de carregamento de combustível), com uma resistência de equipotencialização menor que 1 MΩ. b) Recomenda-se que a resistência de equipotencialização entre as rodas, o tanque e as demais partes dos vagões seja menor que 1 MΩ. Uma equipotencialização independente do vagão tanque do trem não é necessária, uma vez que isto é proporcionado pelos trilhos.

2) Correntes circulantes e parasitas a) Um flange isolante pode ser instalado na tubulação de alimentação para evitar a circulação de correntes parasitas. Neste caso, convém que o bocal de carregamento seja interligado eletricamente ao vagão do trem, antes do início do carregamento de combustível. b) Recomenda-se que os trilhos secundários (siding) utilizados para a colocação dos vagões durante o carregamento de combustível estejam isolados dos demais trilhos da ferrovia, de forma a evitar a circulação de correntes parasitas. Não convém que este isolamento seja curto-circuitado pelos materiais dos trilhos ou pelos vagões.

3) Carregamento por cima O braço de carregamento (tubo de carregamento) necessita ser posicionado até o fundo do tanque antes de iniciar o carregamento com líquido. Convém que o tubo de carregamento: a) seja posicionado verticalmente (sistemas automáticos de carregamento por cima podem introduzir o tubo em um pequeno ângulo). b) alcance o fundo do tanque. c) tenha uma peça em T ou um defletor similar no fundo para redirecionar o fluxo ao longo da base do tanque.

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4) Proteção contra descargas atmosféricas Quando existir a possibilidade de incidência direta de descargas atmosféricas, não convém que os vagões-tanques sejam carregados em ambientes abertos, nos casos onde um líquido possa levar a atmosfera explosiva para o lado externo do compartimento do tanque. Nestes casos, o carregamento pode ser feito sob coberturas ou telhados, ou quando um cone adequado de proteção contra descargas atmosféricas for considerado. 7.3.2.3.5 Limites de velocidade de vazão e limites da multiplicação vd 7.3.2.3.5.1 Notas explicativas gerais Os limites de vazão são expressos de forma direta, em termos de velocidade, ou de forma indireta, em termos dos limites sobre a multiplicação da velocidade pelo diâmetro da tubulação (vd). Os principais fatores que influenciam estes limites são: a) O tamanho e o formato do tanque: o tamanho mais crítico tende a ficar na faixa entre 3 m3 a 10 m3, sendo que os tanques mais altos e alongados verticalmente apresentam as tensões mais elevadas. Os potenciais de tensão são geralmente mais baixos em tanques maiores ou menores, em tanques com formato horizontal alongado ou em tanques para os quais o comprimento e a largura (ou diâmetro) são maiores do que a altura. NOTA Tanques muito alongados verticalmente podem também apresentar baixos níveis de tensão, mas as relações entre a altura e a largura (diâmetro) necessárias para estes casos ficam, na prática, fora das faixas normais de dimensões.

b) Presença de um material condutor central: Em tanques aproximadamente cúbicos (isto é, todas as principais dimensões possuem valores similares), a presença de um equipamento ou peça atuando como um “condutor” central vertical localizado no centro do tanque reduz o potencial máximo aproximadamente pela metade. Em função do potencial reduzido, uma velocidade mais alta de carregamento pode ser permitida. Uma peça atuando como um material condutor central é muito menos efetiva na redução de potenciais de tensão em tanques horizontais ou em tanques com baixas relações entre altura e largura (diâmetro). Exemplos de operações que podem ser beneficiadas pela presença de um material condutor central são vagões rodoviários com carregamento pelo topo (top-loading) (uma vez que o braço de carregamento atua como um material condutor) e os vagões rodoviários com carregamento pela base (bottom-loading) em compartimentos com tubos imersos. c) O tipo de líquido: a condutividade é importante, da mesma forma que a presença ou ausência de fases múltiplas. Além disto, é verificada na indústria do petróleo uma elevação de risco de ignição eletrostática quando do carregamento de veículos com combustíveis derivados da destilação do petróleo (como o óleo diesel) que apresentam baixos teores de enxofre (< 50 ppm). NOTA A elevação do risco com diesel de baixo teor de enxofre é proveniente, basicamente, de fatores associados ao processamento do óleo diesel, e não existem ainda evidências de que outros líquidos com baixo teor de enxofre são afetados de forma similar (por exemplo, gasolina, produtos químicos puros ou solventes podem possuir baixos teores de enxofre, mas não existem evidências de que eles possuam um risco elevado de ignição eletrostática).

d) Se o tanque é fixo ou móvel: a instalações de carregamento para tanques fixos podem ser projetadas para uma função específica, enquanto que as instalações para carregamento de tanques móveis necessitam lidar com uma grande faixa de tamanhos e formatos de tanques. Para tanques móveis, é recomendado que a velocidade ou o limite do produto vd esteja adequado para NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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o pior caso que possa ser encontrado. Além disto, tanques móveis tendem a ser alongados horizontalmente por questões de estabilidade no trânsito (por exemplo, compartimentos de tanques ferroviários), ao o que os tanques fixos são frequentemente altos e alongados verticalmente (altura/diâmetro > 1).


Em função destas diferenças práticas, existem diferentes velocidades ou limites do produto vd para tanques fixos, tanques rodoviários e tanques de vagões ferroviários. Além disto, para tanques rodoviários ou ferroviários, existem diferentes limites para hidrocarbonetos destilados de faixa média e outros líquidos. 7.3.2.3.5.2 Regiões sobre as quais se aplicam os limites de vazão

Quando a velocidade ou os limites do produto vd são especificados, convém que estes sejam atendidos ao longo da “região de relaxamento” superior do tanque. Esta região de relaxamento consiste na tubulação com um tempo de residência de 30 s ou 3 vezes o tempo de relaxamento na parte superior do tanque, o que for menor. Quando o tempo de relaxamento é utilizado para calcular o tempo de residência, convém que este seja determinado com a condutividade mais baixa do produto que puder ser processado. Se a condutividade mais baixa não for conhecida, é recomendado utilizar o critério de 30 s. Para assegurar que o produto vd ou limites de velocidade sejam atendidos ao longo de toda a região de relaxamento, é necessário somente assegurar que estes valores sejam atingidos para a seção mais crítica dentro desta região. Para um sistema não ramificado, a seção crítica é aquela com o menor diâmetro de tubulação, exceto se a seção com o menor diâmetro possuir um comprimento menor que 5 m e possuir somente um tamanho de seção (diâmetro) de tubulação nominal menor, em relação à seção com o próximo menor diâmetro, sendo esta última tomada como seção crítica. Para sistemas de tubulação ramificados (por exemplo, uma grande tubulação de carregamento que se ramifica em tubulações menores, como os segmentos a montante de uma tubulação principal que alimentada diversos tanques, enquanto a tubulação a jusante alimenta um único tanque principal), a seção crítica é aquela com o valor mais elevado de Fs/dsm, onde Fs é a vazão mais elevada possível ao longo do segmento, ds é o diâmetro da tubulação no segmento e m = 2 para avaliação dos limites do produto vd ou m = 3 para avaliação dos limites de velocidade (ver A.1.4). A vazão máxima aceitável em um segmento crítico que possa encher diversos tanques simultaneamente é Ns vezes aquele em cada tanque, onde: Ns = Fs/FT

Fs é a vazão máxima possível pelo segmento e FT é a vazão volumétrica para o interior do tanque. Um aumento da vazão é aceitável no segmento, porque esta é dividida entre os tanques. Em função da vazão variar com o quadrado da velocidade, a velocidade de vazão permitida ou o limite do produto vd para o segmento tem o valor correspondente de Ns1/2 vezes maior do que o limite para o tanque (ver A.1.4). 7.3.2.3.5.3 Limites para tanques fixos Diferentes limites são aplicáveis, como indicado a seguir, tendo como base um período inicial de partida com vazão lenta e posteriormente um período de vazão total: Início lento: para líquidos com condutividade média ou baixa, quando pode haver a presença de lastro de água ou de sedimentos no fundo do tanque, não convém que a velocidade inicial de vazão exceda 1 m/s até que a saída da tubulação de carregamento esteja totalmente submersa a um nível de duas 42/206




vezes o seu diâmetro. Este início lento é requerido para reduzir o risco associado com o distúrbio de sedimentos. Existem diferentes opiniões sobre se um início lento é requerido quando não existe a possibilidade de lastro de água ou de sedimentos. Medições efetuadas mostram que, nestes casos, um início lento não reduz de forma significativa a tensão máxima eletrostática gerada. No entanto, o início lento pode ser aconselhável, de forma a evitar possíveis problemas relacionados ao deslocamento de água no interior da tubulação. Se um tanque for cheio por meio de uma série de estágios separados, um início lento de 1 m/s é recomendado para cada estágio individual. Vazão total: a velocidade da vazão e os limites do produto vd para o período de vazão total dependem, como indicado a seguir, do tipo do líquido e do tanque: 1) Todos os líquidos de alta condutividade e líquidos de condutividade média com fase única: não existe restrição obrigatória sobre a velocidade da vazão, embora seja recomendado, como uma precaução geral, um limite de 7 m/s. Se uma velocidade elevada for permitida somente porque a condutividade foi aumentada por meio de um aditivo dissipativo estático (SDA – Static Dissipative Additive), é essencial assegurar uma adição confiável do DAS, porque a falha em adicionar uma quantidade suficiente deste aditivo no líquido pode levar a uma explosão ou incêndio. Se houver dúvida sobre a confiabilidade da adição do SDA, os limites de velocidade para líquidos com baixa condutividade necessitam ser utilizados. 2) Líquidos de condutividade média ou baixa, contaminados ou com duas fases: quando do carregamento de tanques com misturas de duas fases (por exemplo, líquidos contaminados, líquidos com água ou sedimentos suspensos), para os quais a fase contínua tenha uma condutividade média ou baixa, existe uma velocidade-limite fixada de 1 m/s. Convém que este limite seja também aplicado se lastros de água ou sedimentos de fundo puderem ser remexidos em um tanque contendo um líquido com condutividade média ou baixa, por exemplo, se a água estiver acumulada até que a interface líquido/água esteja próxima (cerca de um diâmetro da tubulação de entrada no tanque) ou acima do nível de entrada do líquido. É recomendado que as velocidades não estejam muito abaixo de 1 m/s; caso contrário, a água pode se acumular em pontos baixos da tubulação. 3) Líquidos não contaminados, com baixa condutividade: para líquidos não contaminados (limpos), com uma única fase, com baixa condutividade, as restrições de velocidade são apresentadas de forma direta, em termos de velocidade, ou são apresentadas de forma indireta, em termos dos limites do produto vd, onde v é a velocidade média na tubulação, em metros por segundo, e d é o diâmetro da tubulação, em metros. Existem diferentes limites, como indicado a seguir, para tanques com eixo vertical e para tanques com eixo horizontal. a) Para tanques ou vasos com eixo vertical, com lados verticais e seção transversal quadrada ou quase quadrada: NOTA Tanques de formato quase quadrado são aqueles para os quais a razão entre o comprimento e a largura não excede 1,5.

Quando do carregamento de um tanque por uma tubulação não ramificada, convém que a velocidade de carregamento v na seção crítica da região de relaxamento (ver 7.3.2.3.5.2) seja restringida a: v ≤ K (D/d) 1/2 m/s limitada a uma velocidade máxima de vazão de 7 m/s.


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Onde D é o diâmetro do tanque ou, para tanques quase quadrados de comprimento L e largura W, um diâmetro efetivo determinado por D = 2(LW/π)1/2 (para tanques quase quadrados L = W), d é o diâmetro da tubulação (tanto D como d devem estar na mesma unidade de medida) e K é uma constante que depende da constante dielétrica do líquido e possui unidade de dimensão de velocidade. É mostrado em B.2.2 que K = 0,7 m/s para ε = 2 e que a variação máxima deste valor é menor que 6,3 % para a faixa de constantes dielétricas associadas aos líquidos de baixa condutividade (até ε ~ 5). Esta pequena diferença está dentro das incertezas e das margens de segurança das análises, de forma que o valor de 0,7 m/s seja internacionalmente adotado. Quando do carregamento de múltiplos tanques por uma tubulação ramificada, a seção crítica pode ocorrer em um local que alimente mais do que um tanque. Neste caso, a velocidade máxima na seção crítica pode ser aumentada pelo fator Ns1/2 do valor indicado acima, onde Ns é a razão entre a vazão máxima pelo segmento crítico e a vazão para o interior do tanque (ver 7.3.2.3.5.2 e A.1.4). Vazões obtidas a partir da equação indicada acima, para carregamento de tanques por uma tubulação não ramificada com espessura de parede Schedule 40, são indicadas na Tabela 9a (em m3 por minuto) e 9b (em USG por minuto).

NOTA Nos EUA, as tubulações são determinadas por meio de seu NPS (Nominal Pipe Size), isto é, seu diâmetro externo, em polegadas, e uma espessura de parede (Schedule). Na Europa, as tubulações são determinadas por seu DN (diâmetro nominal), isto é, seu diâmetro externo em milímetros e seu IN (Diâmetro Interno), isto é, seu diâmetro interno nominal, em milímetros.

Tabela 9 – Limites de vazão para o carregamento de tanques de tamanho médio com eixo vertical, por uma tubulação de Schedule 40

a) Para vazões em m3 por minuto Tamanho da tubulação

Diâmetro do tanque, m

NPS

DN

ID, mm

1

1,5

2

2,5

3

4

5

6

8

10

1

25

26,6

0,14

0,18

0,20

0,23

0,23

0,23

0,23

0,23

0,23

0,23

1,5

40

40,9

0,27

0,33

0,39

0,43

0,47

0,55

0,55

0,55

0,55

0,55

2

50

52,5

0,40

0,49

0,56

0,63

0,69

0,79

0,89

0,91

0,91

0,91

2,5

65

62,7

0,52

0,63

0,73

0,82

0,90

1,04

1,16

1,27

1,30

1,30

3

80

77,9

0,72

0,88

1,01

1,13

1,24

1,44

1,60

1,76

2,00

2,00

4

100

102

1,08

1,32

1,53

1,71

1,87

2,16

2,41

2,64

3,05

3,41

5

125

128

1,51

1,85

2,14

2,39

2,62

3,03

3,39

3,71

4,28

4,79

6

150

154

1,99

2,44

2,82

3,15

3,45

3,99

4,46

4,89

5,64

6,31

8

200

203

3,01

3,69

4,26

4,76

5,21

6,02

6,73

7,38

8,52

9,52

10

250

254

4,24

5,19

5,99

6,70

7,34

8,47

9,47

10,4

12,0

13,4

12

300

305

5,51

6,75

7,79

8,71

9,54

11,0

12,3

13,5

15,6

17,4

44/206




b) Para vazões em USG por minuto Tamanho da tubulação

Diâmetro do tanque, pé

NPS

DN

ID, mm

4

5

6

8

10

12

16

20

26

33

1

25

26,6

42

47

51

59

62

62

62

62

62

62

1,5

40

40,9

80

89

97

113

126

138

146

146

146

146

2

50

52,5

116

129

142

164

183

201

232

240

240

240

2,5

65

62,7

151

169

185

214

239

262

302

338

343

343

3

80

77,9

209

234

256

296

331

363

419

468

529

529

4

100

102

315

352

385

445

497

545

629

704

802

904

5

125

128

442

494

541

625

698

765

883

988

6

150

154

582

650

713

823

920

8

200

203

878

982

10

250

255

1 240 1 380 1 510 1 750 1 950 2 140 2 470 2 760 3 150 3 550

12

300

305

1 610 1 800 1 970 2 270 2 540 2 780 3 210 3 590 4 100 4 620

1 130 1 270

1 010 1 160 1 300 1 480 1 670

1 080 1 240 1 390 1 520 1 760 1 960 2 240 2 520

b) limites do produto vd para outros tanques de tamanho médio (por exemplo, tanques com eixos horizontais ou tanques com lados verticais com seção transversal não quadradas alongadas): vd ≤ N × 0,50 m2/s para carregamento por cima (top loading) ou por baixo (bottom loading) com um material condutor central vd ≤ N × 0,38 m2/s tor central

para carregamento por baixo (bottom loading) sem um material condu-

limitada a uma velocidade máxima de vazão de 7 m/s. Nesta expressão de limite, N é um fator que descreve a influência do comprimento do tanque L, o qual é a maior dimensão horizontal. Com L expresso em metros: N = 1 para L < 2, N = L /2 para 2 ≤ L ≤ 4,6 e N = 1,5 para L > 4,6. Estruturas internas, como abafadores, anteparas ou chicanas, não precisam ser levadas em consideração, quando da determinação do comprimento do tanque, mas se o tanque for subdividido em compartimentos completamente separados, cada compartimento necessita ser tratado como um tanque separado.


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Estes limites são aplicáveis à seção crítica da tubulação na região de relaxamento superior do tanque (ver 7.3.2.3.5.2). Quando do carregamento de diversos tanques por uma tubulação ramificada, a seção crítica pode ocorrer no local que alimenta mais do que um tanque. Neste caso, a velocidade máxima na seção crítica pode ser aumentada pelo fator Ns1/2 do valor indicado acima, onde Ns é a razão entre a vazão máxima pelo segmento crítico e a vazão para o interior do tanque (ver 7.3.2.3.5.2 e A.1.4). Os limites da velocidade e do volume da vazão para enchimentos de tanques de eixo horizontal pelo tubulações não ramificadas por meio de uma faixa de tamanhos de tubulações podem ser obtidos pela combinação do produto vd e dos limites de velocidade e são apresentados na Tabela 10. Tabela 10 – Limites de velocidade e de vazões de carregamento para o carregamento de líquidos de baixa condutividade em tanques pequenos (N=1), fixos e com eixo horizontais, pela tubulação com Schedule 40 Tamanho da tubulação a

a

Carregamento por baixo ou carregamento sem um material condutor central

Carregamento por cima ou carregamento com um material condutor central

vd = 0,38 m2/s

vd = 0,50 m2/s

NPS

DN

ID, mm

Velocidade da vazão, m/s

Vazão de carregamento, m3/min



1

25

26,6

7,0

0,23

7,0

0,23

1,5

40

40,9

7,0

0,55

7,0

0,55

2

50

52,5

7,0

0,91

7,0

0,91

2,5

65

62,7

6,1

1,12

7,0

1,30

3

80

77,9

4,9

1,40

6,4

1,84

4

100

102

3,7

1,83

4,9

2,41

6

150

154

2,5

2,76

3,2

3,63

8

200

203

1,9

3,63

2,5

4,78

12

300

305

1,2

5,46

1,6

7,18

Com base no diâmetro da seção da tubulação crítica (ver 7.3.2.3.5.2).

Os limites de velocidade, do produto vd e das vazões apresentados nesta Seção são provenientes da hipótese de que todos os requisitos indicados em 7.3.2.3.2 são atendidos. Às vezes isto é difícil de ser assegurado (por exemplo, não é sempre certo que os respingos do carregamento podem ser evitados). Quando houver alguma dúvida, convém que uma avaliação de risco seja realizada e medidas adicionais de controle sejam adotadas, se apropriado. Medidas adicionais podem incluir: a) reduzir a velocidade da vazão para um valor abaixo do nível requerido pelos limites da Tabela 10; b) elevar a condutividade utilizando um aditivo antiestático (SDA) (ver 7.2.4). 46/206




7.3.2.3.5.4 Limites para tanques rodoviários Esta subseção descreve como a velocidade ou os limites do produto vd para carregamento de líquido não contaminado, com uma única fase, com baixa condutividade em tanques rodoviários, são diferentes dos limites estabelecidos para tanques fixos (7.3.2.3.5.3). Qualquer velocidade ou limite do produto vd que não seja explicitamente indicado nesta Seção (por exemplo, os limites para o início lento e para líquidos contaminados) permanece como aqueles indicados em 7.3.2.3.5.3 para tanques fixos. Líquidos diferentes de combustíveis derivados do petróleo: utilizar os limites de velocidade para tanques fixos indicados em 7.3.2.3.5.3, exceto que, caso os compartimentos dos diferentes comprimentos sejam destinados a serem cheios pelo mesmo ponto de carregamento, como é o caso usual, convém que o limite do produto vd e a velocidade da vazão sejam calculados utilizando um valor de N para o compartimento mais curto que será cheio. Se o comprimento do compartimento mais curto não for conhecido, convém que seja utilizado N = 1. Isto assegura que a velocidade máxima da vazão seja aceitável para os comprimentos dos compartimentos de pior caso (L ≤ 2 m). As velocidades de vazão para este caso são indicadas na Tabela 10. Combustíveis de destilações médias de petróleo: para lidar com as diferenças de projeto dos veículos, a indústria do petróleo iniciou a classificação dos tanques rodoviários para os quais uma velocidade de vazão mais elevada pode ser tolerada em todos os compartimentos, denominados “veículos adequados para carregamento em alta velocidade”. Estes veículos possuem as características indicadas na Tabela 11, proporcionando potenciais eletrostáticos reduzidos, e podem ser cheios até 33 % mais rápidos do que os veículos comuns, caso seja permitido pela legislação local. Um terminal de carregamento que tenha sido projetado para encher em alta velocidade necessita especificar que somente veículos adequados para carregamentos rápidos possam ser cheios. A Tabela 11 apresenta a definição de veículos que podem ser considerados como sendo adequados para carregamento rápido. Convém que a utilização desta definição para a classificação dos veículos e as velocidades das vazões sejam ajustadas de forma que o valor do produto vd não exceda os limites apropriados apresentados na Tabela 12. Os limites do produto vd indicados na Tabela 12 dependem do tipo de produto (como produto de baixo teor de enxofre < 50 ppm ou outros produtos da destilação média do petróleo), do tipo do tanque (adequado para carregamento rápido ou não) e da condutividade do produto. Gasolinas: gasolinas finais podem ser carregadas em taxas determinadas a partir do limite universal vd ≤ 0,5 m2/s (limitado a v ≤ 7 m/s), independentemente do tipo de veículo, da condutividade da gaso-lina ou do conteúdo de enxofre. Esta taxa é baseada no grau de proteção conferido pela alta volatilidade em conjunto com a limitação de entrada de ar em veículos de carregamento por baixo, além de ser baseada em experiências operacionais. Não convém que este valor seja aplicado a carregamento de componentes individuais da gasolina, como as naftas, as quais podem possuir uma volatilidade significantemente mais baixa do que as gasolinas finais. É recomendado que tais componentes sejam carregados utilizando as regras de carregamento dos combustíveis de destilações médias de petróleo. As velocidades das vazões e as taxas de vazão em volume obtidas a partir dos limites do produto vd da Tabela 12 e sujeitas a uma velocidade máxima de vazão de 7 m/s são indicadas na Tabela 13, para uma faixa de tamanhos de tubulações.


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Tabela 11 – Veículos e compartimentos adequados para carregamento em alta velocidade para veículos que atendem aos requisitos de ADR


Veículo

Se um veículo ou tanque for destinado a ser classificado como sendo adequado para carregamento de alta velocidade, então todos os compartimentos daquele veículo devem ser compartimentos do tipo para carregamento de alta velocidade

Compartimento Um compartimento de carregamento em alta velocidade é qualquer compartimento ou câmara com capacidade entre 2 000 L a 15 000 L, equipado com um material condutor que: a) possua uma placa de sacrifício, anteparas ou chicanas em toda a sua altura, ou b) possua um tubo interno, ou c) possua um fio condutor central, de forma que nenhuma parte do líquido, em uma vista de topo, possua uma distância que exceda 0,8 m de qualquer superfície condutiva. Compartimentos com tamanhos maiores não requerem um condutor deste tipo para serem classificados como compartimentos de carregamento em alta velocidade. Quando um compartimento é equipado com um dispositivo de sobre-enchimento (overfil) ou outro dispositivo do tipo sonda que esteja a menos que 0,5 m de um material “condutor”, como definido acima, a sonda necessita ser equipada com um “extensor de sonda” a ser fixado na sonda e localizado no fundo do compartimento. Material condutor central Tubo interno Câmara

Um cabo ou fio ou tubo eletricamente contínuo com um diâmetro de pelo menos 2 mm, fixado no teto do compartimento ou câmara e pendente pelo centro até o piso. Este cabo ou fio ou tubo necessita ser feito de metal resistente a corrosão e possuir uma integridade mecânica suficiente para resistir à utilização e desgastes normais. Qualquer tubulação para carregamento, serviço ou recuperação de vapor que seja eletricamente contínua com o invólucro do compartimento ou da câmara. Uma câmara é o espaço criado em um compartimento maior que 7 500 L, quando este compartimento é subdividido por placas de sacrifício, anteparas ou chicanas, de acordo com a ADR, em espaços com capacidades menores

NOTA ADR (Agreement concerning the international carriage of Dangerous goods by Roads) é um acordo relacionado ao Transporte Internacional de Produtos Perigosos por Rodovias. NOTA BRASILEIRA No Brasil os requisitos de segurança em transporte terrestres são estabelecidos pela Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT).

Tabela 12 – Influência do conteúdo de enxofre nos limites de vd para combustíveis de destilações médias de petróleo para tanques rodoviários (continua) Condutividade, pS/m Classe do produto Diesel ou gasóleo com conteúdo de enxofre > 50 ppm e todos os outros combustíveis de destilações médias de petróleo

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> 50

> 10

< 10 ou desconhecido

vd ≤ 0,5 m2/s

vd ≤ 0,5 m2/s

vd ≤ 0,38 m2/s (vd ≤ 0,5 m2/s)




Tabela 12 (conclusão) Condutividade, pS/m Classe do produto Diesel ou gasóleo com conteúdo de enxofre ≤ 50 ppm

> 50

> 10

< 10 ou desconhecido

vd ≤ 0,5 m2/s

vd ≤ 0,38 m2/s (vd ≤ 0,5 m2/s)

vd ≤ 0,25 m2/s (vd ≤ 0,35 m2/s)

NOTA Valores entre parênteses são aplicáveis aos veículos adequados para carregamento em alta velocidade (ver Tabela 10).

Tabela 13 – Limites de velocidade e de taxa de carregamento para tanques rodoviários com base em tubulações de Schedule 40; taxas para mangueiras são similares Tamanho da tubulação a

vd = 0,25 m2/s

vd = 0,35 m2/s


Vazão em m3/min


Vazão em m3/min

vd = 0,38 m2/s Velocidade Vazão da vazão, em m/s m3/min

vd = 0,50 m2/s Velocidade da vazão, m/s

Vazão em m3/min

NPS

DN

ID, mm

2,5

65

62,7

4,0

0,74

5,6

1,03

6,1

1,1

7,0

1,3

3

80

77,9

3,2

0,92

4,5

1,3

4,9

1,4

6,4

1,8

4

100

102

2,4

1,20

3,4

1,7

3,7

1,8

4,9

2,4

6

150

154

1,6

1,81

2,3

2,5

2,5

2,7

3,2

3,6

a

Com base no diâmetro da seção crítica da tubulação (ver 7.3.2.3.5.2).

Se um veículo não atender aos requisitos da ADR, uma avaliação detalhada necessita ser realizada antes do tanque poder ser classificado como sendo adequado para carregamento em alta velocidade. Os limites de velocidade, do produto vd e das vazões, apresentados na Tabela 13, são provenientes da hipótese de que todos os requisitos indicados em 7.3.2.3.3 são atendidos. Às vezes isto é difícil de ser assegurado (por exemplo, não é sempre certo que os respingos do carregamento podem ser evitados). Quando houver alguma dúvida, convém que uma avaliação de risco seja realizada e medidas adicionais de controle sejam adotadas, se apropriado. Medidas adicionais podem incluir: a) reduzir a velocidade da vazão para um valor abaixo dos valores vd da Tabela 12; b) elevar a condutividade utilizando um aditivo antiestático (SDA) em líquidos que possuam baixa condutividade (ver 7.2.4). 7.3.2.3.5.5 Limites para tanques ferroviários Esta subseção descreve como a velocidade ou os limites do produto vd para carregamento de líquido não contaminado, com uma única fase, com baixa condutividade em tanques ferroviários são diferentes dos limites estabelecidos para tanques fixos (7.3.2.3.5.3). Qualquer velocidade ou limite do produto vd que não seja explicitamente indicado nesta Seção (por exemplo os limites para o início lento e para líquidos contaminados) permanecem como aqueles indicados em 7.3.2.3.5.3 para tanques fixos. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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Os valores-limites indicados levam em consideração a utilização de compartimentos de tanques ferroviários comuns, que são significantemente maiores do que os compartimentos dos tanques rodoviários. Se este não for o caso, convém que uma análise de risco seja realizada para considerar se os (menores) limites de vd dos tanques rodoviários devem ser utilizados.


NOTA Não existe distinção entre carregamento por cima (top-loading) ou carregamento por baixo (bottomloading) ou com material condutor central para compartimentos de tanques ferroviários comuns, uma vez que estes são normalmente longos, e um material condutor central não é desta forma efetivo na redução das tensões máximas de superfícies.

a) limite de vd para baixo teor de enxofre (< 50 ppm) para combustíveis de destilações médias de petróleo (diesel etc.): vd ≤ 0,53 m2/s

b) limite de vd para todos os outros líquidos: vd ≤ 0,75 m2/s

Em caso de dúvidas sobre a classificação do produto, convém que um valor-limite de vd de 0,53 m2 seja utilizado. Velocidades de vazão e taxas de vazão correspondendo a estes limites de vd e limitadas à velocidade máxima de vazão de 7 m/s são apresentadas na Tabela 14 para uma faixa de tamanhos de tubulações. Tabela 14 – Limites de taxas de velocidade da vazão e de carregamento para tanques de carregamento ferroviário Tamanho da tubulação a

a

Diesel de baixo teor de enxofre

Produtos comuns

vd = 0,53 m2/s

vd = 0,75 m2/s




NPS

DN

ID


2

50

52,5

7,0

0,91

7,0

0,91

2,5

65

62,7

7,0

1,30

7,0

1,30

3

80

77,9

6,8

1,95

7,0

2,00

4

100

102

5,2

2,55

7,0

3,45

6

150

154

3,4

3,85

4,9

5,44

8

200

203

2,6

5,06

3,7

7,16

12

300

305

1,7

7,61

2,5

10,77

Com base no diâmetro da seção da tubulação crítica (ver 7.3.2.3.5.2).

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Os limites de velocidade, do produto vd e das vazões, apresentados na Tabela 14, são provenientes da hipótese de que todos os requisitos indicados em 7.3.2.3.4 são atendidos. Às vezes isto é difícil de ser assegurado (por exemplo, não é sempre certo que os respingos do carregamento podem ser evitados). Quando houver alguma dúvida, convém que uma avaliação de risco seja realizada e medidas adicionais de controle sejam adotadas, se apropriado. Medidas adicionais podem incluir: a) reduzir a velocidade da vazão para um valor abaixo dos valores indicados na Tabela 14; b) elevar a condutividade utilizando um aditivo antiestático (SDA) em líquidos que possuam baixa condutividade (ver 7.2.4). 7.3.2.4 Tanques e vasos condutivos pequenos Baldes, tambores, contêineres de combustíveis derivados de petróleo, e contêineres do tipo IBC (Intermediate Bulk Containers) metálicos são exemplos de tanques e vasos condutivos pequenos ver informações em 7.3.2). Convém que cuidados sejam tomados para assegurar que os contêineres de metal e tambores não sejam recobertos por um revestimento isolante; caso contrário, estes contêineres têm que utilizados de acordo com 7.3.4. NOTA Alguns tipos de revestimentos podem ser transparentes e, consequentemente, difíceis de serem identificados visualmente.

Os riscos gerados pelas cargas eletrostáticas geradas pela vazão de líquidos podem levar a descargas propagantes a partir da superfície de líquidos de baixa condutividade ou por centelhas em contêineres de metal isolados ou componentes, como bombas em tambores. Convém que as pessoas nas vizinhanças estejam aterradas para evitar o perigo de se tornarem carregadas eletrostaticamente (ver Seção 11). Convém que as seguintes precauções sejam adotadas sempre que uma atmosfera inflamável estiver presente no interior ou no exterior do contêiner (por exemplo, quando estes são abastecidos com líquidos inflamáveis, ou são abastecidos em áreas classificadas ou são abastecidos na presença de vapores inflamáveis remanescentes de abastecimentos anteriores). a) Durante o carregamento ou o descarregamento do contêiner, convém que todas as partes condutivas ou dissipativas do sistema, como os funis e os bocais, estejam conectadas entre si (equipotencializadas) e aterradas. b) É recomendado que funis metálicos estejam confiavelmente aterrados e não convém, por exemplo, que estejam acidentalmente isolados do contêiner por uma junta isolante. c) Não convém que funis plásticos sejam utilizados, a menos que o seu material seja dissipativo e que eles estejam aterrados. NOTA A utilização de tubos plásticos de abastecimento em automóveis é, no presente momento, considerada segura, devido à mistura rica da gasolina e à mistura pobre dos vapores de diesel. Esta afirmação pode não ser verdadeira para alguns biocombustíveis.

d) Para líquidos com uma única fase, os limites do produto vd e de velocidade estabelecidos para tanques de médio porte não convém que, a princípio, sejam excedidos. Na prática, estes valores normalmente permitem taxas de vazões bem acima das limitações dos equipamentos de carregamento para pequenos tanques. Desta forma, normalmente não existe restrição na taxa de carregamento. Se um limite de vazão for requerido, recomenda-se que a velocidade de carregamento não exceda 2 m/s. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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e) No carregamento de um contêiner com líquido de duas fases ou contaminado, não convém que a velocidade da vazão exceda 1 m/s, quando a fase contínua for de média ou baixa condutividade. Para líquidos sensíveis à ignição, com MIE menor que 0,20 mJ (ver lista de MIE na Seção C.6), não convém que a velocidade de vazão exceda 1 m/s.


f)

g) Se filtros finos (por exemplo, microfiltros) forem utilizados no sistema de filtragem a montante do contêiner, convém que as precauções de 7.5 sejam adotadas. O único tipo de contêiner do tipo IBC (Intermediate Bulk Containers) que é aceitável para a utilização com líquidos do Grupo de Explosão IIC (ver também 7.3.4.5) é aquele feito de material condutivo ou dissipativo. Quantidades limitadas de material isolante podem ser permitidas (por exemplo, tampa do bocal de carregamento ou áreas ao redor da tampa do bocal de carregamento), mas não convém que áreas que possam se tornar eletrostaticamente carregáveis excedam os limites indicados em 6.3.2. 7.3.3 Tanques e vasos fabricados totalmente com material dissipativo

Estes tanques podem ser tratados como tanques condutivos equivalentes, uma vez que estes não causam riscos adicionais. Convém que estes tanques estejam claramente marcados como “eletrostaticamente dissipativos” e providos com meios de aterramento. Tanques fabricados parcialmente com materiais dissipativos e parcialmente isolantes podem ser tratados como sendo totalmente dissipativos, se a área de cada parte de material isolante for menor que a área máxima permitida indicada na Tabela 3. Caso contrário, convém que estes tanques sejam tratados como tanques com superfícies isolantes. 7.3.4 Tanques e vasos com superfícies isolantes 7.3.4.1 Generalidades

Para tanques com superfícies isolantes (incluindo tanques metálicos com revestimentos isolantes), as precauções indicadas em 7.3.4.2 a 7.3.4.6 são aplicáveis adicionalmente aos requisitos apresentados para tanques metálicos equivalentes. 7.3.4.2 Tanques e vasos fabricados com materiais condutivos ou dissipativos com revestimentos isolantes internos Riscos adicionais são gerados devido à possibilidade de carregamento eletrostático do revestimento interno pelo atrito (por exemplo, durante a limpeza) ou pelo contato com líquidos carregados eletrostaticamente. Quando a espessura do revestimento for menor que 50 µm (por exemplo, tintas, revestimentos fenólicos ou epóxi), não existe risco adicional (ver 6.3.4.2), a menos que existam enchimentos rápidos e repetitivos. A espessura de revestimento pode ser aumentada para até 2 mm, se existir um ponto de aterramento para o líquido no fundo do contêiner. Em todos os outros casos, convém que as seguintes precauções adicionais sejam adotadas: a) convém que o revestimento esteja com bom contato com a parede (isto é, sem separação ou delaminação); b) independentemente se o tanque ou contêiner for abastecido com um líquido de alta, média ou baixa condutividade, convém que haja um caminho condutivo entre o líquido e o terra. Isto pode ser um tubo de imersão condutivo estendido ao ponto mais baixo do tanque, uma válvula de fundo ou uma placa condutiva na base do tanque, aterrados; 52/206




c) se uma pessoa puder entrar no interior do tanque (por exemplo, para limpeza), convém que precauções sejam adotadas para evitar que as pessoas e ferramentas manuais possam se tornar eletrostaticamente carregadas. Isto pode ser obtido assegurando que a pessoa esteja aterrada pela utilização de calçados dissipativos e proporcionando um piso condutivo ou dissipativo aterrado no fundo do tanque (por exemplo, pela instalação de revestimentos dissipativos na área onde a pessoa possa caminhar) ou por outros meios. d) convém que abastecimentos rápidos e repetitivos sejam evitados, uma vez que estes podem causar descargas ramificadas propagantes. Estas descargas podem ser evitadas se a tensão de ruptura do revestimento for menor que 4 kV (ver A.3.5) ou se a espessura do revestimento exceder 10 mm. Tanques isolantes enterrados no solo são normalmente de tamanho médio e são eletricamente similares àqueles abrangidas por esta Seção. Entretanto, estes são tratados como em 7.3.4.6. 7.3.4.3 Tanques e vasos fabricados com materiais condutivos ou dissipativos com revestimentos isolantes externos Com estes tanques, existem os riscos adicionais de que o revestimento externo possa se tornar carregado eletrostaticamente ou possa isolar objetos condutivos. Com revestimentos com espessura menor que 2 mm, descargas ramificadas capazes de causar a ignição de atmosferas explosivas de hidrocarboneto com o ar são improváveis de ocorrer. Descargas ramificadas propagantes também são improváveis de ocorrer, desde que não existam fortes fontes externas de carregamento eletrostático (por exemplo, pintura eletrostática). Convém que todos os objetos metálicos ou dissipativos, entretanto, que possam se tornar isolados pelo revestimento externo sejam aterrados. Em particular, convém que tanques ou contêineres sejam por si só aterrados de forma confiável. Convém que arelas dissipativas ou condutivas aterradas sejam instaladas para evitar que as pessoas se tornem eletrostaticamente carregadas. 7.3.4.4 Tanques e vasos com camadas condutivas embutidas nas paredes Estes tanques são tanques efetivamente condutivos, com revestimentos isolantes internos e externos. Desta forma, convém que as precauções indicadas em 7.3.4.2 e 7.3.4.3 sejam levadas em consideração, juntamente com o seguinte: a) convém que a camada condutiva seja mecanicamente robusta e confiavelmente aterrada; b) se o líquido não estiver em contato com a camada condutiva, convém que o caminho para o terra a partir do líquido seja realizado por meio de um objeto metálico aterrado na base do tanque,. podendo ser uma placa metálica, uma válvula de fundo ou uma tubulação de carregamento instalada próximo ao fundo do tanque; c) se a camada condutiva existir na forma de uma malha ou grelha condutiva, convém que a área de cada malha (mesh) (a área contida entre os fios da malha) não exceda o valor da área indicado em 6.3.3 para Zona 0. Onde ocorrerem enchimentos rápidos e repetitivos, existe a possibilidade de que o revestimento interno se torne altamente carregado eletrostaticamente, permitindo a ocorrência de descargas ramificadas propagantes. Estas descargas podem ser evitadas se a tensão de ruptura do revestimento for menor que 4 kV (ver A.3.5).


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7.3.4.5 Contêineres e IBC fabricados de material isolante, envolvidos por um invólucro ou revestimento condutivo


Esta forma de construção é geralmente utilizada para pequenos tanques ou contêineres com capacidade de cerca de 1 m3. Sob o aspecto eletrostático, este tipo de contêiner é similar àqueles indicados em 7.3.4.2, embora a cobertura fornecida pelo invólucro condutivo possa ser incompleta, existindo lacunas entre o invólucro e as paredes do contêiner. Exemplos são os contêineres plásticos, como os do tipo IBC (Intermediate Bulk Container), envolvido por uma tela, malha, trança ou revestimento condutivos. As precauções indicadas nesta Seção têm como foco a utilização de contêineres do tipo IBC e são aplicáveis principalmente aos contêineres com capacidade de cerca de 1 m3. Invólucros condutivos não são normalmente fornecidos para contêineres plásticos menores do que esta capacidade. Embora precauções específicas não tenham sido desenvolvidas para tanques menores, os requisitos indicados nesta Seção podem proporcionar uma operação segura. Alternativamente, os requisitos indicados em 7.3.4.6 podem ser utilizados para contêineres deste tipo, com capacidade máxima de 5 L. Orientações de um especialista são recomendadas se os tanques de tamanho médio ou grande com invólucros condutivos estiverem sendo considerados em outro contexto.

NOTA 1 Tanques isolantes enterrados podem ser de tamanho médio ou grande e são eletricamente similares àqueles cobertos nesta Seção. Entretanto, eles são abordados em 7.3.4.6.

A utilização de IBC para produtos mais sensíveis à ignição necessita de requisitos específicos. Para IBC e tanques similares, um invólucro totalmente condutivo, revestimento ou uma grade com abertura não excedendo 10 000 mm2 são capazes de evitar que a superfície externa do invólucro plástico se torne eletrostaticamente carregada em um nível de risco (sujeito aos requisitos indicados abaixo, sobre o contato entre o invólucro e o plástico) e contribuem para dissipar quaisquer cargas eletrostáticas presentes na superfície interna, reduzindo o risco de ocorrência de descargas ramificadas capazes de causar uma ignição no interior do contêiner. Convém que cuidados rigorosos sejam tomados para evitar a existência de ilhas condutivas que podem ser causadas por revestimentos condutivos não homogêneos sobre as superfícies isolantes do recipiente.

NOTA 2 O revestimento externo pode ser uma camada não carregável eletrostaticamente do tipo coextrudada com o recipiente interno do IBC. O recipiente pode consistir em diversas camadas.

Para assegurar que nenhuma das paredes internas ou externas do contêiner, nem os líquidos no seu interior, possam ser eletrostaticamente carregados a um nível de risco, convém que as seguintes precauções sejam adotadas: 1) Requisitos para contêineres que somente são utilizados para líquidos do Grupo IIA, bem como etanol, propanol, 1,2-etanediol, etilbenzina e ácido etil éster 3-oxobutanoico, butanol, hexanol, heptanol. NOTA Somente poucos grupos de líquidos não são classificados no ABNT NBR IEC 60079-20-1 para mais detalhes. Um resumo é indicado em C.6.

Grupo IIA.

Ver

a) Convém que o contêiner seja completamente circundado por uma tela, malha, trança ou revestimento condutivo, exceto para pequenas áreas limitadas consideradas no projeto (isto é, para as quais as consequências de uma cobertura incompleta tiverem sido consideradas no projeto de processo e não representarem risco). Se o invólucro for formado por uma tela, convém que a área da grade aberta (mesh) da tela não seja maior que 10 000 mm2. b) Convém que quaisquer áreas limitadas não envolvidas pela tela, malha, trança ou revestimento condutivo (por exemplo, o dispositivo de carregamento ou áreas ao seu redor) sejam dissipativas ou aterradas, ou protegidas de outras maneiras, de forma que não possam

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ocorrer riscos de ignição para o Grupo IIA em uma área classificada do tipo Zona 1 e ao redor de uma Zona 0 existente no interior do contêiner (por exemplo, limitando a área que possa ser eletrostaticamente carregável aos valores indicados em 6.3.2 ou por tratamento superficial). A efetividade e a durabilidade do tratamento superficial (por exemplo, por extrapolação, por revestimento homogêneo com camadas dissipativas etc.) têm que ser demonstradas experimentalmente sob as condições mais desfavoráveis de carregamento eletrostático, umidade e contaminação (ver 6.3.9). c) Convém que a tela, malha, trança ou revestimento condutivo possuam um contato adequado com o receptáculo interno em todas as faces do contêiner, exceto para pequenas áreas com dimensões especiais consideradas no projeto. Para uma tela com malhas abertas excedendo 3 000 mm2, não convém que uma distância máxima de 20 mm entre a tela e o receptáculo interno seja excedida nas áreas com dimensões especiais consideradas no projeto, por exemplo, a área do bocal da válvula de saída. Somente em bordas e cantos do contêiner, uma distância máxima de até 40 mm pode ser tolerada. Para tela, malha, trança, revestimento condutivo sólidos ou uma tela com malha menor que 3 000 mm2, uma distância máxima de 40 mm é permitida, em áreas, bordas ou cantos considerados no projeto. NOTA Geralmente não é comum obter distâncias menores. As cargas eletrostáticas resultantes destas áreas são pequenas e geralmente apresentam um risco aceitavelmente baixo.

d) Convém que todas as partes condutivas e dissipativas estejam equipotencializadas e aterradas. e) Convém que um meio condutivo com resistência máxima de 1 MΩ exista entre o líquido e o terra, por exemplo, pela utilização de uma tubulação de carregamento condutiva aterrada que se estenda até um local próximo do fundo do contêiner ou uma válvula de fundo condutiva aterrada ou uma placa condutiva com área suficientemente grande no fundo do tanque. Convém que mesmo pequenas quantidades de líquido remanescente, por exemplo, 1 L, estejam permanentemente em contato com o ponto aterrado no fundo, de forma a evitar que o líquido se torne um material condutor isolado eletrostaticamente carregado. f) Convém que o contêiner seja equipado com uma placa de advertência na cor amarela, informando a sua utilização segura (ver alíneas h) a m)). g) Convém que, antes do reabastecimento, o contêiner seja verificado com relação ao atendimento dos requisitos de a) a f). h) Não convém que o contêiner seja abastecido com quaisquer outros tipos de líquidos. i) Não convém que o contêiner seja utilizado quando uma Zona 0 estiver presente no lado externo do contêiner. j) Convém que os líquidos isolantes (por exemplo, o tolueno) sejam adicionados por meio de um tubo condutivo aterrado imerso no líquido. Convém que este tubo submerso esteja próximo do fundo do contêiner, de forma a evitar a ocorrência de descargas ramificadas a partir do líquido isolante. k) Convém que a vazão de carregamento seja limitada a 400 L/min e a velocidade de carregamento não exceda 2 m/s. NOTA

Ambos os valores são normalmente atendidos quando o carregamento ocorre por gravidade.


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l) Convém que enchimentos rápidos e repetitivos ou outros processos de alto carregamento eletrostático sejam evitados. Estes outros processos de alto carregamento eletrostático são abordados em 7.5, 7.9 e 7.10. m) Não convém que o contêiner seja abastecido imediatamente após a sua limpeza, fabricação etc., quando ele pode estar eletrostaticamente carregado em um nível elevado.

2) Requisitos para contêineres que podem ser utilizados para todos os líquidos que geram vapores do Grupo IIB: a) Convém que o contêiner seja circundado por uma superfície de parede externa dissipativa ou condutiva aterrada, obtida, por exemplo, por revestimento ou por coextrusão. b) Convém que telas ou malhas metálicas separadas que não sejam fisicamente equipotencializadas com todas as paredes sejam aterradas. c) Convém que quaisquer áreas limitadas não circundadas pela superfície de parede externa condutiva (por exemplo, o bocal de carregamento ou áreas ao redor deste bocal) sejam dissipativas e aterradas ou protegidas pela limitação da área carregável eletrostaticamente aos valores indicados em 6.3.2. d) Convém que um meio condutivo com uma resistência máxima de 1 MΩ esteja presente entre o líquido e o terra. e) Convém que o contêiner seja equipado com uma placa de advertência na cor verde, informando a sua utilização segura (ver f)). f) Seguir as precauções indicadas em h) a m), na Seção 1.

3) Líquidos que produzem vapores do Grupo IIC somente podem ser utilizados com contêineres condutivos ou dissipativos (ver 7.3.3). 4) Embora os contêineres do tipo IBC não sejam fabricados para serem utilizados como vasos de mistura ou contêineres de reação, eles podem ser necessários para homogeneizar o seu conteúdo, por meio de agitação, antes do carregamento ou descarregamento do IBC. Como estes processos são capazes de um grande carregamento eletrostático, convém que as seguintes precauções sejam adotadas: a) Utilizar somente dispositivos de agitação com um tipo de proteção Ex; b) Utilizar dispositivos de agitação com uma grande superfície metálica imersa no líquido. c) Aterrar tanto o IBC como os dispositivos de agitação, incluindo a parte metálica do agitador imersa no líquido. d) Não acionar o dispositivo de agitação até que este esteja totalmente imerso. e) Convém que a condutividade da fase líquida contínua seja maior que 1 000 pS/m. NOTA

As fases líquidas solúveis em água normalmente atendem a estes requisitos.

f) Reduzir a velocidade periférica do agitador a 7 m/s para líquidos de fase única e 1 m/s para líquidos multifase. 56/206




g) Se líquidos altamente carregáveis eletrostaticamente (ver A.1.3) forem utilizados, é esperada uma grande geração eletrostática, de forma que medidas adicionais sejam necessárias, por exemplo, a inertização. h) Medidas adicionais são também necessárias em casos de alta velocidade de agitação, por exemplo, pela utilização de surfactantes. 7.3.4.6 Tanques e contêineres fabricados inteiramente com material isolante Se o tanque for enterrado, ele é eletricamente similar a um tanque condutivo, com um revestimento interno isolante (ver 7.3.4.2) ou um tanque circundado por um invólucro condutivo (ver 7.3.4.5). Nestas circunstâncias, os tanques podem ser utilizados para líquidos inflamáveis, desde que um objeto metálico aterrado (por exemplo, um tubo de carregamento ou uma válvula de fundo) esteja em contato com o líquido e que enchimentos rápidos repetitivos sejam evitados. Onde a espessura da parede do tanque exceder 2 mm, descargas ramificadas podem ocorrer a partir da superfície interna, durante as operações de limpeza. Convém que as precauções indicadas em 7.10 sejam adotadas para evitar este risco. Em todas as outras circunstâncias, os tanques e os contêineres sem a presença de uma camada condutiva ou dissipativa apresentam um risco mais elevado do que aqueles descritos em 7.3.4.2 a 7.3.4.5, por causa do seguinte: a) Eles podem isolar objetos condutivos ou dissipativos, por exemplo, funis metálicos, ferramentas, tampos e mesmo poças de líquidos, em relação ao terra; b) Os potenciais são mais altos do que os contêineres metálicos equivalentes; c) A parede isolante pode se tornar carregada eletrostaticamente tanto por atrito quando por contato com o líquido carregado eletrostaticamente; d) O relaxamento das cargas eletrostáticas a partir do líquido normalmente é impedido pela parede isolante; e) A carga eletrostática retida no líquido ou na parede do contêiner produz um campo elétrico externo. Este campo elétrico pode levar a descargas ramificadas ou centelhas pelos materiais condutores externos, carregados por indução; f)

Nos casos de enchimentos rápidos e repetitivos, podem ocorrer descargas ramificadas elevadas.

Por estas razões, não convém que tanques isolantes sejam utilizados normalmente em instalações na superfície, se uma atmosfera explosiva puder estar presente no interior ou no exterior do tanque. Onde requisitos sobre a pureza dos produtos ou outras características do processo requerem a utilização de um tanque ou contêiner isolante, convém que uma das seguintes precauções seja aplicada ou uma verificação de riscos por parte de um especialista seja executada: Em áreas externas do tipo Zona 2, não convém que contêineres isolantes com capacidade nominal acima de 5 L sejam utilizados para líquidos inflamáveis, e é recomendado que sejam utilizados somente para líquidos não inflamáveis, de acordo com as seguintes condições: a) Convém que todos os componentes condutivos e dissipativos, particularmente funis metálicos, sejam aterrados; b) Convém que, durante as operações de carregamento, o líquido esteja em contato adequado com o terra, por exemplo, por meio de um tubo metálico de carregamento aterrado próximo ao fundo NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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do contêiner. Durante as operações de descarregamento, convém que precauções apropriadas também sejam aplicadas para os vasos de recebimento.


c) Não convém que as taxas de vazão do líquido durante as operações de carregamento sejam maiores do que as recomendadas para um contêiner metálico de tamanho similar; d) Não executar operações como misturas rápidas, movimentação ou agitação da superfície, que possam gerar cargas eletrostáticas de risco. Em áreas classificadas do tipo Zona 1, não convém que contêineres de materiais isolantes com uma capacidade que exceda 5 L sejam utilizados. Contêineres com capacidade nominal até 5 L podem ser utilizados com líquidos inflamáveis ou não inflamáveis, desde que a velocidade do fluxo seja limitada a 1 m/s e que as precauções para áreas classificadas do tipo Zona 2 sejam atendidas. Em áreas classificadas do tipo Zona 0, contêineres isolantes são estritamente proibidos, exceto os de pequeno volume (≤ 1 L), utilizados para amostragem de produtos do interior dos tanques (ver 7.6). NOTA Pequenos contêineres coextrusados com volume > 5 L com um revestimento externo dissipativo ou um revestimento interno isolante estão disponíveis no mercado, os quais são preferíveis.

7.3.5 Utilização de coberturas removíveis em contêineres

As avaliações indicadas a seguir são feitas com base na hipótese de que o manuseio de coberturas e de contêineres ocorre em áreas classificadas (tipicamente Zona 0, 1 ou 2, com substâncias dos Grupos de gases IIA e IIB). Coberturas condutivas ou dissipativas podem ser utilizadas em quaisquer contêineres se elas forem aterradas de forma confiável e de forma permanente. A remoção de coberturas condutivas ou dissipativas de qualquer contêiner é somente permitida se a cobertura continuar aterrada de forma confiável. Quando coberturas removíveis condutivas ou dissipativas não aterradas são utilizadas em contêineres metálicos com revestimento pintado, é recomendado que o revestimento possua uma resistência superficial máxima de 1 GΩ, e convém que precauções sejam adotadas para limitar a corrente de carga a um valor não superior a 1 µA, como, por exemplo, pela colocação de filtros a uma distância segura a montante (ver 7.5 e A.2.2). Alternativamente, medidas necessitam ser adotadas para assegurar um aterramento seguro para a cobertura removível, como assegurar a fixação desta cobertura removível em um ponto não pintado do tambor. Coberturas isolantes são utilizadas somente em contêineres condutivos ou contêineres condutivos com revestimentos isolantes, se elas se mantiverem sempre fixas nas paredes do contêiner e, nos casos de líquido condutivo, se o líquido for devidamente aterrado (por exemplo, por um tubo imerso aterrado, hastes de aterramento etc.). Além disto, não convém que a espessura total do revestimento e da cobertura exceda 2 mm. Convém que a remoção da cobertura isolante em atmosfera explosiva (por exemplo, a remoção de coberturas encharcadas com solventes) seja evitada. Convém que coberturas condutivas ou dissipativas encharcadas com solventes sejam manuseadas por uma pessoa devidamente aterrada, vestindo luvas dissipativas de cargas eletrostáticas (ver 11.6), e armazenadas em áreas externas bem ventiladas, fora da área de processo. Convém que as coberturas sejam colocadas sobre uma superfície condutiva ou dissipativa aterrada, como concreto, ou colocadas pendentes em sacos dissipativos de cargas eletrostáticas. Convém que os usuários de coberturas de contêineres condutivos ou dissipativos adotem um ensaio simples para verificar a existência de defeitos de lote. Tal procedimento pode ser um ensaio de resis58/206




tência elétrica, efetuando uma série de medições com um teraohmímetro entre as partes superior e inferior das coberturas ou ensaios similares. Convém que os valores de referências sejam indicados pelo fabricante ou fornecedor da cobertura.

7.4 Líquidos com alta viscosidade Os líquidos com alta viscosidade (viscosidade cinemática de cerca de 100 mm2/s) tendem a se tornar eletrostaticamente carregados mais facilmente do que os líquidos com baixa viscosidade, como os combustíveis ou solventes, como o hexano (velocidade cinemática de cerca de 1 mm2/s), durante a vazão pelas tubulações e especialmente pelos filtros. Estes líquidos de alta viscosidade podem também possuir uma condutividade elétrica tão baixa quanto 0,01 pS/m, permitindo a eles que retenham sua carga eletrostática por mais que 1 h. Devido a isto, as restrições na velocidade do fluxo, recomendadas nas várias partes de 7.3, para líquidos de baixa viscosidade, não são adequadas se uma atmosfera explosiva estiver presente. A maioria dos líquidos de alta viscosidade é de alta condutividade (por exemplo, óleo cru) ou não é suficientemente volátil para produzir uma atmosfera explosiva (por exemplo, a maioria dos óleos lubrificantes). Como resultado, eles normalmente não geram um elevado risco de ignição. Em alguns casos, entretanto, existe um risco de ignição, por exemplo, quando um óleo lubrificante de baixa condutividade é bombeado para um tanque rodoviário que continha um líquido inflamável volátil. Uma vez que os limites de vazão confiáveis para líquidos de alta viscosidade não são conhecidos, a precaução recomendada, quando líquidos de baixa condutividade e de alta viscosidade são manuseados, é evitar a presença de uma atmosfera explosiva, por exemplo, por meio de inertização.

7.5 Equipamentos com carregamento eletrostático elevado 7.5.1 Filtros, separadores de água e peneiras Uma vazão pela tubulação contendo filtros finos (incluindo separadores de água) e peneiras pode produzir carregamento eletrostático significantemente mais altos do que uma vazão através de uma tubulação livre. Telas de fios metálicos trançados ou peneiras finas (com tamanho do poro < 150 µm) não são normalmente capazes de gerar carregamento eletrostático elevado, embora, se elas estiverem parcialmente obstruídas, possam gerar densidades de cargas eletrostáticas que exceda de forma considerável aquelas obtidas em uma vazão por uma tubulação sem restrições. Bloqueios parciais podem ser detectados pela monitoração da queda de pressão. Microfiltros (com tamanho do poro < 30 µm) frequentemente geram elevados níveis de carregamento eletrostáticos; por exemplo, densidades de cargas eletrostáticas que excedam 5 000 μC/m3) têm sido identificadas em sistemas que fornecem cerca de 10 μC/m3 no fluxo da tubulação. Filtros moderadamente finos (30 μm ≤ tamanho do poro ≤ 150 µm) geram níveis intermediários de carregamento eletrostáticos. Os limites de vazão são baseadas no carregamento devido ao fluxo na tubulação. Desta forma, se existir uma atmosfera explosiva no espaço de vapor de um tanque localizado a jusante do microfiltro, filtros ou peneiras moderadamente finas ou bloqueios parciais de peneiras, é necessário que exista um tempo de residência suficiente entre o filtro e o tanque, de forma que o carregamento eletrostático tenha um tempo suficiente para redução a um nível seguro antes do líquido ingressar no tanque. O tempo de residência pode ser proporcionado por uma tubulação condutiva a jusante do filtro ou, se necessário, por uma câmera adicional de relaxamento.


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Os requisitos para o tempo de residência e precauções adicionais para filtros e peneiras são indicados a seguir:


1) Os requisitos de tempo de residência entre o filtro e o tanque para microfiltros, filtros ou peneiras com poros com tamanho menor que 150 µm e para peneiras sujeitas a bloqueios: a) Para líquidos de condutividade mínima (confiavelmente) conhecida: convém que o tempo de residência seja pelo menos de três vezes o tempo de relaxamento, com base na condutividade mínima (ver Tabela 7 e A.2.2), embora não seja necessário para proporcionar mais do que os valores máximos indicados no parágrafo a seguir para líquidos de condutividade não conhecida. b) Para líquidos com limites superiores de condutividade não conhecidos: os tempos de residência máximos necessários, quando a condutividade do líquido não é conhecida ou se for muito baixa, são os seguintes: i) Para microfiltros (tamanho do poro ≤ 30 µm) e filtros moderadamente finos (30 μm ≤ tamanho do poro ≤ 150 µm), com tendência de bloqueio parcial: 100 s; ii) Para filtros moderadamente finos (30 μm ≤ tamanho do poro ≤ 150 µm) sem tendência de bloqueio parcial e peneiras, com tendência a bloqueios: 30 s; NOTA Estes tempos de residência são adequados para todas as condutividades, exceto nos casos de líquidos de alta viscosidade (ver 7.4);

2) Outras precauções a) Assegurar que todas as partes condutivas dos filtros e seus alojamentos sejam equipotencializados e aterrados; b) Assegurar que o alojamento do filtro e a câmera de relaxamento, se utilizados, permaneçam cheios de líquido durante a operação normal, de forma a evitar uma atmosfera explosiva.

Se o atendimento dos requisitos para o tempo de residência não for operacional, considerar a utilização de um SDA (Static Dissipative Additives) para elevar a condutividade do líquido ou substituir o líquido por outro mais condutivo. Se isto não for possível, convém que o espaço de vapor seja inertizado. A utilização de um tempo de residência menor do que o limite superior requer conhecimento confiável ou um controle da condutividade mínima do líquido que pode ser encontrada. Em muitos casos práticos, a condutividade mínima não é conhecida e é necessário proporcionar um tempo de residência igual ao limite superior. Nos casos de líquidos com alta viscosidade e com baixa condutividade, como os óleos lubrificantes básicos (ver 7.4), os tempos de residências usuais não são adequados. Quando os tempos de residência requeridos são desconhecidos ou são muito longos para serem práticos, é importante evitar a presença de uma atmosfera explosiva no tanque de recebimento.

Para tanques de teto flutuante ou teto fixo associado com teto flutuante interno, o tempo de residência pode ser calculado a partir da velocidade inicial do fluxo limitada a 1 m/s, antes que o teto flutuante inicie a flutuação (ver 7.3.2.2.3). Isto é devido a não existir mais um risco de ignição após o teto flutuante estar flutuando. Não convém que filtros na forma de sacos pendentes, também conhecidos como filtros de final de linha, sejam utilizados em atmosferas explosivas. Mesmo se o líquido for condutivo, convém que tais 60/206




filtros sejam localizados a montante, de forma que os tecidos não estejam em contato com misturas de vapor/ar. Com líquidos de baixa condutividade, convém que o filtro esteja localizado a montante do final da tubulação e com tempo de residência apropriado (ver acima). 7.5.2 Bombas e outros equipamentos Outros equipamentos, como bombas e válvulas parcialmente fechadas, podem também aumentar a geração de carregamento eletrostático. Entretanto, estes equipamentos normalmente não geram tanto carregamento eletrostático quanto um microfiltro. Desta forma, se houver uma atmosfera explosiva no espaço de vapor do tanque localizado a jusante de tais equipamentos, o tempo de residência requerido para filtros moderadamente finos pode ser aplicado (ver 7.5.1, isto é, convém um tempo de residência de pelo menos três vezes o tempo de relaxamento (3τ) até um máximo de 30 s seja aplicado entre este equipamento e o tanque).

7.6 Medição de nível e amostragem em tanques 7.6.1 Generalidades As atividades de medição de nível e amostragem podem ocasionar uma ignição eletrostática em tanques de qualquer tamanho, se uma atmosfera explosiva estiver presente e os equipamentos de medição e de amostragem ou as pessoas que utilizam estes equipamentos puderem se tornar carregados eletrostaticamente. Além disto, para os casos de tanques de médio e grande portes, o risco de ignição é elevado se o líquido no tanque estiver com nível de carregamento eletrostático elevado devido ao processo de carregamento ou por agitação, por exemplo, pela operação de mistura (ver 7.9). Os riscos são, entretanto, eliminados, se as atividades de medição de nível ou amostragem forem executadas em um tubo fixo, aterrado e imerso no líquido, que se estenda até a parte do fundo do tanque (tubo de medição). Uma descarga capaz de causar ignição pode ocorrer entre o líquido e os equipamentos de medição de nível ou amostragem à medida que estes se aproximam entre si, entre os equipamentos ou a pessoa que os manuseia e a borda do orifício ou o bocal do tubo de medição nos quais a operação é executada. Para evitar estes riscos, convém que as recomendações de 7.6.2 sejam seguidas. 7.6.2 Precauções durante a medição de nível e amostragem em tanques Convém que as seguintes precauções sejam adotadas: a) Convém que todas as partes condutivas e dissipativas dos equipamentos de medição de nível e amostragem sejam aterradas, conectando-as ao tanque, se o tanque for construído de material isolante, diretamente ao terra. Convém que as conexões sejam de material dissipativo ou condutivo. Não convém que uma corrente metálica seja utilizada. b) Quando o aterramento dos equipamentos de medição de nível e amostragem para líquidos de condutividade baixa e média não puder ser assegurado, convém que sejam utilizadas régua de madeira de medição e pequenas garrafas ou recipientes de vidro (volume (≤ 1 L), preferencialmente revestidos com material dissipativo de eletricidade estática. Convém que estes dispositivos também sejam utilizados em caso de recipientes não aterrados e líquidos com alta condutividade. c) Assegurar que as pessoas responsáveis pela medição de nível e amostragem não gerem risco de ignição e que estejam aterradas (ver Seção 11).


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A menos que equipamentos fixos de medição de nível sejam utilizados ou que as atividades de medição de nível ocorram com um tubo fixo, aterrado e imerso no líquido que se estende até o fundo do tanque, convém que as medidas a seguir também sejam aplicadas:


a) Não convém que as atividades de medição de nível e amostragem sejam executadas em um tanque contendo uma atmosfera explosiva, enquanto qualquer operação que gere carregamento eletrostático esteja ocorrendo. As operações que geram carregamento eletrostático incluem bombeamento ou circulação de líquidos de baixa condutividade, líquidos monofásicos, bombeamento ou circulação de líquidos multifásicos de condutividade baixa ou media e os procedimentos de limpeza. b) Não convém que as atividades de medição de nível e amostragem sejam executadas enquanto a mistura de componentes de baixa condutividade estiver ocorrendo. Se um líquido de condutividade baixa contendo uma segunda fase estiver sendo bombeado ou em operação de mistura no tanque, convém aguardar um tempo de espera de pelo menos 30 min após a conclusão da operação, antes do início das atividades de medição de nível e de amostragem. Exemplos disto incluem a injeção de água ou de partículas sólidas não dissolvidas. c) Não convém que a medição de nível e a amostragem sejam executadas abrindo uma porta de inspeção de um contêiner inertizado. Neste caso, a inertização é violada mesmo se o bocal for aberto durante poucos segundos. Não convém que as atividades de medição de nível e amostragem de líquidos inflamáveis em ambientes externos sejam realizadas se existir a possibilidade de tempestades, nevascas, chuvas de granizo ou qualquer outro distúrbio nas condições elétricas atmosféricas.

7.7 Montagem de tubulações e mangueiras para líquidos 7.7.1 Generalidades

Quando um líquido é bombeado por uma tubulação ou montagem com mangueiras, a separação de cargas gera carregamentos eletrostáticos de polaridades opostas entre o líquido e a parede interna da tubulação. Se a tubulação for condutiva ou dissipativa e aterrada, as cargas eletrostáticas não se acumulam nas paredes e o risco devido à eletrostática fica limitado aos tanques, onde as cargas do líquido podem se acumular. Os riscos associados aos tanques são indicados em 7.3. Se a tubulação ou montagem com mangueiras contiver materiais isolantes, pode ocorrer acúmulo de cargas eletrostáticas nas paredes da tubulação, e os riscos podem estar associados à própria tubulação ou montagem com mangueiras. Desta forma, as paredes podem ser carregadas eletrostaticamente pelo fluxo do líquido ou pela fricção do líquido, e os componentes metálicos entre partes isolantes podem acumular cargas eletrostáticas. Os riscos associados ao carregamento eletrostático em tubulações ou mangueiras que são totalmente ou parcialmente isolantes são apresentados nesta Seção. O carregamento eletrostático depende da resistividade do material da tubulação, da condutividade do líquido e da geometria física do sistema. Estas condições podem ocasionar descargas capazes de provocar uma ignição. Os riscos de ignição podem ocorrer no lado interno da tubulação, se esta estiver parcialmente vazia, quando do transporte de líquidos com baixo ponto de fulgor ou no lado externo da tubulação, se a atmosfera circundante for explosiva. Descargas eletrostáticas podem também perfurar as paredes de tubulações isolantes e desta forma causar vazamentos. Estes vazamentos podem gerar uma atmosfera explosiva externa que pode ser inflamada por descargas eletrostáticas posteriores, gerar riscos de toxicidade (por exemplo, uma tubulação transportando um líquido tóxico) ou ambiental. Requisitos adicionais para tubulações termoplásticas para instalações subterrâneas de postos de serviços são indicados na EN 14125. 62/206




7.7.2 Tubulações 7.7.2.1 Classificação de tubulações As tubulações são classificadas nas categorias: condutiva (resistência < 1 kΩ/m), dissipativa (1 kΩ/m ≤ resistência < 1 MΩ/m) e isolante (resistência ≥ 1MΩ/m), indicadas em Termos e definições (3.2, 3.7 e 3.15) e Tabela 1. 7.7.2.2 Tubulações de materiais condutivos ou dissipativos Convém que todas as seções das tubulações condutivas ou dissipativas estejam adequadamente equipotencializadas e aterradas (ver 7.7.1). A menos que a tubulação seja inteiramente de materiais condutivos ou dissipativos, permanece a possibilidade de ocorrências de perfurações nos revestimentos isolantes (ver 7.7.2.3 e 7.7.2.4). 7.7.2.3 Tubulações de materiais condutivos ou dissipativos com revestimento isolante interno Quando uma tubulação condutiva ou dissipativa com um revestimento isolante interno é utilizada para o transporte de um líquido com condutividade baixa ou média, carregamentos eletrostáticos podem ocorrer na superfície interna do revestimento e produzir descargas eletrostáticas pelo revestimento para a superfície externa da tubulação. A teoria indica que o potencial na superfície de um revestimento frequentemente aumenta proporcionalmente com a espessura do revestimento. As descargas eletrostáticas perigosas são, desta forma, mais prováveis de ocorrer em revestimentos de maiores espessuras, como luvas plásticas, do que com revestimentos finos, como camadas de epóxi. Mesmo sob condições adversas (alta densidade de carregamento eletrostático em um líquido, tubulação de grande diâmetro e revestimento espesso), não é provável que as descargas eletrostáticas ocorram quando a resistividade volumétrica do revestimento for menor que cerca de 100 MΩ.m. Sob condições típicas (densidade de carga < 1 000 μC/m3, diâmetro de tubulação cerca de 100 mm e espessura de revestimento < 5 mm), as descargas não ocorrem, a menos que a resistividade volumétrica exceda 100 GΩ.m. NOTA Quanto maior for a espessura do revestimento isolante, maior é a probabilidade de ocorrência de descargas ramificadas e menor é a probabilidade de ocorrência de descargas ramificadas propagantes. Ver A.3.4 e A.3.5.

A utilização de tubulações condutivas ou dissipativas com revestimentos de maior espessura ou menor condutividade pode ainda ser aceitável para aplicações com muitos tipos de líquidos. Nestes casos, é necessário que todas as seções condutivas da tubulação sejam devidamente aterradas e que a tubulação permaneça cheia de líquido durante a operação. O último requisito assegura que nenhuma atmosfera explosiva ocorra no interior da tubulação. A tubulação com um revestimento com grande espessura e baixa condutividade necessita ser preenchida ou esvaziada lentamente, se uma atmosfera explosiva puder estar presente. Em geral, não convém que a velocidade da interface líquido/ar exceda 1 m/s. Velocidades mais baixas podem ser necessárias a jusante de microfiltros. Embora não exista um risco de ignição eletrostática se a tubulação permanecer cheia de líquido, uma descarga elétrica pode perfurar um revestimento altamente isolante. Quando for essencial que isto seja evitado (por exemplo, para evitar corrosão), isto possa ser prevenido pela utilização de um revestimento com baixa resistência volumétrica. Um valor abaixo de 100 GΩ.m é normalmente adequado, embora, sob elevado carregamento eletrostático possa ser necessário um valor menor que 100 MΩ.m.


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7.7.2.4 Tubulações de materiais isolantes 7.7.2.4.1 Generalidades


O fluxo de líquidos com condutividade baixa, média ou alta em tubulações de materiais isolantes pode gerar superfícies com altas densidades de cargas eletrostáticas, campos elétricos e diferenças de potenciais nas paredes das tubulações. Estas condições podem ocasionar os seguintes riscos:

a) campos elétricos e diferenças de potencial elevados podem ocasionar descargas capazes de gerar uma ignição no lado interno ou externo da tubulação. b) campos elétricos elevados se estendem além da tubulação e, consequentemente, centelhamentos podem ocorrer por indução eletrostática em objetivos condutivos ou pessoas que não estejam aterrados. c) densidades de cargas eletrostáticas elevadas na superfície interna da tubulação podem ocasionar descargas elétricas e perfurar a parede da tubulação. d) o ar úmido pode entrar em contato com a tubulação e condensar nas paredes internas, gerando gotículas condutoras que podem gerar descargas eletrostáticas com objetos aterrados capazes de gerar uma ignição. 7.7.2.4.2 Tubulações aparentes de materiais isolantes Em tubulações aparentes, o perigo pode surgir a partir de descargas eletrostáticas internas ou externas, centelhas indutivas ou perfurações da parede. Os requisitos seguintes, desta forma, são aplicáveis, se puder ocorrer uma atmosfera explosiva no lado interno ou externo da tubulação (por exemplo, em uma área classificada ou quando do transporte de líquidos inflamáveis em tubulações parcialmente preenchidas):

1) Para líquidos de condutividade baixa ou média: a) assegurar que a resistência ao longo da tubulação esteja dentro dos limites de segurança especificamente projetados para a aplicação, utilizando uma análise de risco detalhada, ou b) ajustar empiricamente as resistências da tubulação e as condições operacionais, até que possa ser demonstrado por análises experimentais que as descargas eletrostáticas não são geradas nas condições mais desfavoráveis por esta operação, NOTA Ambas as abordagens são utilizadas, por exemplo, na SAE J1645 para o projeto de sistemas plásticos de combustíveis para veículos motorizados.

2) Para líquidos com alta condutividade, seguir as precauções para líquidos com condutividade média ou baixa, ou: a) assegurar que os líquidos estejam em contato direto com um componente condutivo aterrado, como uma válvula ou tanque na extremidade a montante da tubulação, e b) assegurar que a velocidade do fluxo não exceda 1 m/s. 3) Utilizar as orientações indicadas na Seção 6 para assegurar que a parede externa da tubulação não possa ser carregada eletrostaticamente com um nível de risco elevado, por meio de fontes externas, como jatos de vapor ou fricção.

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4) Para evitar faíscas devido aos carregamentos por indução, aterrar todas os componentes condutivos conectados à tubulação (por exemplo, flanges, válvulas, válvulas tipo esfera ou revestimentos condutivos no interior da tubulação) e todos os demais componentes que estiverem nas proximidades da tubulação, a menos que a sua capacitância elétrica instalada seja inferior a 3 pF. NOTA 1 Capacitância instalada significa a capacitância de todos os componentes instalados no local de operação. Esta pode ser significativamente maior do que a capacitância dos componentes isolados, se os componentes forem montados próximos de uma superfície aterrada. NOTA 2 Em alguns casos, pode ser possível evitar descargas eletrostáticas oriundas de componentes condutivos por outros meios além do aterramento, por exemplo, pelo envolvimento destes com um material isolante hermeticamente fechado, com resistência de ruptura suficientemente alta.

5) Utilizar os procedimentos indicados em 1a ou 1b, apropriados, para ajustar os limites da resistência e as condições que também evitam descargas capazes de gerar uma ignição no interior da tubulação ou eliminar a atmosfera explosiva interna, das maneiras abaixo: a) assegurando que a tubulação esteja permanentemente cheia com líquido, ou b) por inertização. 6) Evitar a perfuração, por exemplo, utilizando uma parede com alta rigidez dielétrica, limitando a velocidade do fluxo, ou pela adoção do critério da resistividade volumétrica indicado em 7.7.2.3 para tubulações com revestimentos isolantes. Esta última recomendação pode ser utilizada quando o único objetivo for evitar a perfuração da tubulação. Se a tubulação ar por ambientes com áreas classificadas, convém que a tubulação atenda aos requisitos de 6.3. 7.7.2.4.3 Tubulações isolantes enterradas Quando uma tubulação isolante é enterrada no solo, sua superfície externa total está em contato com o terra e usualmente nenhuma precaução adicional é requerida para evitar descargas externas capazes de gerar uma ignição. O contato externo com o terra reduz o risco de descargas ramificadas internas, mas não remove este risco completamente, se as paredes da tubulação possuírem resistividade muito alta. Desta forma, as seguintes medidas adicionais são necessárias: Líquidos de alta condutividade: a) Assegurar que o líquido esteja, em algum ponto, em contato com um objeto metálico aterrado, por exemplo, uma válvula, e b) Evitar a perfuração da parede por descargas (por exemplo, pela utilização de uma parede com alta resistência dielétrica, pela limitação da velocidade do fluxo, pela seleção do material da parede com baixa resistividade, e utilizando o critério indicado em 7.7.2.3 para tubulações com revestimentos isolantes), e c) Aterrar partes condutivas isoladas ou envolvê-las com um material isolante hermeticamente fechado, com resistência de ruptura suficientemente alta para evitar descargas (por exemplo, proteger os conectores de tomadas de soldas elétricas com tampas isolantes).


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Líquidos com média ou baixa condutividade:


Tubulações isolantes enterradas podem também ser utilizadas para o transporte de líquidos com condutividade média ou baixa, porém medidas mais rigorosas (por exemplo, baixa velocidade de fluxo, aumento da rigidez dielétrica do material da parede, redução adicional da resistividade da parede, evitando a existência de atmosfera explosiva no interior da tubulação) são necessárias para evitar a perfuração ou uma eventual explosão da tubulação. Convém que estas medidas sejam adotadas com base em uma avaliação de risco detalhada, específica para cada caso. A escavação de uma região que contenha uma tubulação enterrada pode aumentar as tensões elétricas que se originam do fluxo do líquido e expor componentes condutivos ou dissipativos. Desta forma, não convém que as escavações sejam executadas enquanto a tubulação estiver em serviço, e se existir qualquer possibilidade de uma atmosfera explosiva, convém que todos os objetos condutivos montados na tubulação, ou próximos a ela, que possam ser carregados por indução eletrostática, sejam aterrados. Entretanto, pode ser uma ação de risco fazer uma conexão ao terra em uma atmosfera explosivas. NOTA

Os requisitos para tubulações enterradas para postos de abastecimentos são indicados em 7.8.4.

7.7.3 Mangueiras e montagens com mangueiras 7.7.3.1 Generalidades

A subseção 7.7.3 trata de mangueiras para transferência de produtos químicos e de óleo mineral. Mangueiras para pintura são tratadas na ISO 8028. 7.7.3.2 Objetivos de projeto para segurança eletrostática de mangueiras 1) Equipamentos para equipotencialização: mangueiras são frequentemente utilizadas para equipotencializar eletricamente equipamentos conectados e podem também proporcionar uma segunda forma de proteção, na equipotencialização destes equipamentos, bicos e lançadores. Não convém que a resistência entre a mangueira e os conectores de terminação excedam o limite especificado, e é recomendado que os conectores proporcionem um contato elétrico confiável com o equipamento conectado. 2) Prevenindo descargas capazes de causar ignição: quando misturas inflamáveis podem estar presentes, dentro ou fora de montagens de mangueiras, é recomendado que o risco de acúmulo de carga eletrostática seja evitado por um projeto, que: a) Evite o isolamento dos componentes condutivos, como conectores de mangueira, espirais de reforço e válvulas na linha. Para mangueiras com uma espiral do lado interno e uma do lado externo, tem que ser assegurado que ambas, especialmente a do lado interno, estejam seguramente conectadas aos órios de terminação. Isto é especialmente importante para mangueiras com espirais quimicamente protegidas por revestimentos isolantes. NOTA No caso de mangueiras fabricadas com materiais condutivos ou dissipativos, um contato direto sem revestimento das espirais metálicas não revestidas e dos órios de terminação pode não ser necessário.

b) Limite o acúmulo de cargas eletrostáticas em superfícies isolantes, por meio da instalação de materiais condutores ou da utilização da superfície dissipativa externa ou interna, de acordo com o apropriado. c) Evite formação de carregamento eletrostático devido a líquidos sujos isolados dentro da mangueira. 66/206




3) Evitando danos na mangueira: não convém que descargas eletrostáticas danifiquem a mangueira de forma a comprometer o seu desempenho. Em particular, convém que descargas que gerem pequenos orifícios pela parede da mangueira sejam evitadas. 4) Evitando correntes parasitas: por vezes, é necessário evitar níveis significativos de correntes parasitas, que fluem ao longo da mangueira, ao mesmo tempo que é assegurado que as descargas eletrostáticas possam ser dissipadas. Neste documento, as mangueiras projetadas para executar esta função são classificadas como dissipativas, as mangueiras que podem conduzir correntes parasitas significativas são classificadas como condutivas e as mangueiras com uma resistência muito alta incapazes de dissipar com segurança uma corrente de carregamento eletrostático são classificadas como isolantes. Embora estas definições sejam um pouco diferentes das utilizadas para determinar os tipos de mangueira nas ISO 8031 e EN 12115, estas definições ajudam a identificar as mangueiras que são seguras do ponto de vista de eletrostática, porque a classificação pela resistência entre órios de terminação na ISO 8031 não implica necessariamente na segurança eletrostática. Estas classificações para controle dos riscos causados por descargas eletrostáticas e correntes parasitas estão resumidas na Tabela 15 e comparadas com os tipos de mangueiras da ISO 8031 na Tabela 16. Tabela 15 – Classificação de resistências de ponta a ponta de mangueiras para controle dos riscos devido à eletricidade estática e correntes parasitas Classificação

Condutiva

Dissipativa

Isolante

Limites de resistência R ponta a ponta

Controla a maioria dos riscos eletrostáticos, mas pode precisar de medidas adicionais devido a alta resistência das coberturas ou revestimentos Não limita as correntes parasitas das faltas de sistema de alimentação, de sistemas de proteção catódica ou de malhas de terra

R < 1 kΩ

1 kΩ ≤ R < 1 MΩ

1 MΩ ≤ R

Comentários

Controla a maioria dos riscos eletrostáticos, mas pode precisar de medidas adicionais devido a alta resistência das coberturas ou revestimentos Limita as correntes parasitas a níveis seguros Podem não ser consideradas no controle dos riscos da eletricidade estática Limita as correntes parasitas a níveis seguros

Para atingir os critérios acima para controle da ignição, diferentes características de projeto podem ser necessárias, dependendo da condutividade do líquido, dos requisitos do processo e da sensibilidade da atmosfera para ignição.


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7.7.3.3 Aplicação de princípios de projeto para evitar a ignição de atmosferas explosivas com um MIE < 0,20 mJ 7.7.3.3.1 Equipotencialização de ponta a ponta (continuidade)


A equipotencialização de ponta a ponta é normalmente provida pelas espirais de reforço, fios embutidos na parede da mangueira ou malhas metálicas equipotencializadas aos terminais condutivos de acoplamentos. É importante que cada fio de ligação ou espirais de reforço estejam conectados de forma segura aos terminais de acoplamentos. Convém que as ligações entre os fios de ligação e acoplamento sejam robustas e que a resistência entre os terminais de acoplamentos sejam ensaiada periodicamente. A frequência e o tipo de ensaio dependem da aplicação e convém que sejam determinados em consulta com o fabricante.

7.7.3.3.2 Eliminação de partes condutivas eletricamente isoladas Tipicamente os elementos condutivos de mangueiras incluem órios de terminação, conectores de mangueira (grampos), espirais de reforço, fios embutidos e malhas trançadas.

a) Acoplamentos de terminação: acoplamentos são equipotencializados entre si por um elemento de mangueira condutivo ou dissipativo (antiestático) para atender aos requisitos de resistência de ponta a ponta. b) Conectores de mangueira: convém que conectores metálicos de mangueiras que estejam isolados sejam evitados para sistemas que transportam líquidos inflamáveis, uma vez que estes podem possuir um alto potencial devido ao carregamento de correntes na mangueira e, assim, se tornar uma fonte potencial de ignição. c) Espirais de reforço, fios de equipotencialização e malhas trançadas: na ausência de um revestimento interno condutivo ou dissipativo, estes objetos podem se tornar carregados eletrostaticamente pela vazão do líquido. Normalmente a capacitância destes componentes é alta, portanto, eles podem produzir energias de descargas significativas, no caso de estarem isolados. Uma vez que a única forma geralmente feita para o aterramento ou equipotencialização é por meio dos acoplamentos de terminação, é particularmente importante assegurar que cada componente esteja equipotencializado nos acoplamentos em ambas as extremidades da mangueira. Convém que a resistência ponta a ponta da mangueira seja verificada regularmente para assegurar que esta ligação permaneça intacta. Se existirem diversos materiais condutores de ponta a ponta (por exemplo, duas espirais de reforço ou dois fios de ligação flexíveis), uma verificação de continuidade ponta a ponta não revela se todos os materiais condutores estão devidamente interligados, e a verificação de continuidade necessita ser complementada pelo controle cuidadoso da qualidade, durante a montagem, e uma inspeção visual regular pode ser feita para verificar qualquer dano que possa comprometer a integridade de um material condutor. Convém que uma mangueira deste tipo, que apresente qualquer sinal de dano mecânico seja descartada ou relegada para utilização com líquidos não inflamáveis. 7.7.3.3.3 Evitando descargas ramificadas capazes de gerar ignição a partir de superfícies isolantes Isto pode ser feito utilizando uma das seguintes medidas: a) Utilizar uma tampa externa condutiva ou dissipativa ou revestimento interno ligado aos acoplamentos de terminação para eliminar superfícies isolantes carregáveis eletrostaticamente. b) Limitar a extensão de qualquer superfície isolante carregável eletrostaticamente, mantendo um pequeno diâmetro da mangueira (ver Tabela 3) ou limitando o espaço entre as voltas da espiral de 68/206




reforço, de acordo com 6.3.2. Estes limites podem não evitar a formação de furos por erosão, particularmente com revestimentos espessos ou altamente resistivos (por exemplo, fluoropolímero). 7.7.3.3.4 Evitando a propagação de descargas ramificadas A propagação de descargas ramificadas pode ocorrer quando existir uma camada fina de material isolante com um revestimento condutivo e a tensão de ruptura desta camada isolante exceder 4 kV (ver 6.3.4.2). Esta situação pode ocorrer se houver voltas muito pouco espaçadas de uma espiral de reforço que não esteja em contato direto com o líquido, ou se existir uma parede fina com malha trançada externa, embora isto requeira um grande acúmulo de densidade de carga eletrostática superficial. Normalmente, o material da parede da mangueira é suficientemente condutivo, de forma que a dissipação pela parede para a espiral de reforço ou para a malha ocorra antes que a densidade de carga atinja o nível requerido. Isto pode, no entanto, não ser o caso de montagem de mangueiras com revestimento fluoropolímero, a menos que materiais fluoropolímeros dissipativos (por exemplo, dopados com carbono) sejam utilizados ou que o revestimento possua uma tensão de ruptura que não exceda 4 kV. NOTA Embora uma tensão de ruptura inferior a 4 kV evite a propagação de descargas ramificadas, isto pode gerar descargas que levem à formação de furos.

7.7.3.3.5 Evitando descargas de massas isoladas do líquido condutivo Uma massa (sujeiras) de um líquido condutivo pode se tornar carregada eletrostaticamente como resultado do fluxo, se este líquido for isolado das extremidades aterradas da mangueira por jatos de vapor e se a mangueira possuir uma superfície isolante interna. Um líquido sujo carregado eletrostaticamente pode gerar uma centelha capaz de gerar uma ignição à medida que este se aproxima de um acoplamento de terminação aterrado. Este cenário pode ser evitado utilizando um revestimento interno de mangueira, condutivo ou dissipativo, ligado aos acoplamentos terminais ou, para mangueiras com diâmetro até 200 mm (8 polegadas), utilizando uma mangueira com um revestimento fino (≤ 1 mm) e fio helicoidal reforçado com um o de 10 mm ou menos. 7.7.3.4 Classificação prática de mangueiras Convém que as mangueiras sejam claramente marcadas para evitar a utilização de um tipo incorreto de mangueira. A ISO 8031 especifica seis tipos práticos de mangueiras juntamente com três subdivisões de tipos condutivos e antiestáticos. Os limites de resistência e a nomenclatura para os tipos de mangueira, que diferem daqueles contidos nas edições anteriores da ISO 8031, estão resumidos na Tabela 16. NOTA As mangueiras são normalmente fornecidas completas, com órios de terminação que formam uma parte crítica do caminho da dissipação de cargas eletrostáticas. Por estas razões, a classificação dos tipos de mangueira indicados na ISO 8031 abrange apenas conjuntos completos de montagens com órios de terminação.

Na ISO 8031, os limites de resistência indicados para cada tipo de mangueira aplicam-se a uma variedade de medições de resistência, como descrito na referida norma para cada tipo. Quando aplicado à resistência de ponta a ponta, estes limites podem ser utilizados para relacionar cada tipo às categorias de dissipação indicadas na Tabela 15. A Tabela 16 inclui a relação das categorias de dissipação para cada tipo de mangueira.


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Tabela 16 – Classificação dos tipos de mangueiras de acordo com a ISO 8031 ABNT IEC TS 60079-32-1 Categoria de dissipação estática


Tipos da ISO 8031

Tipos

Nome/descrição

Resistência R por montagem entre terminais de acoplamento1)

M

Eletricamente equipotencializada Pelo menos dois fios metálicos flexíveis de ligação com ou sem uma espiral metálica

R < 100 Ω

Condutivo

–

Equipotencialização elétrica contínua Espirais metálicas conectadas eletricamente a ambos os terminais de acoplamento

R < 100 Ω

Condutivo

Ω

Condutivo

R < 1 MΩ

Condutivo ou Dissipativo

Incorporando camadas de borracha ou de plástico condutivas Somente condutivo sobre o revestimento interno Somente condutivo sobre o revestimento externo Cobertura e revestimento condutivos Antiestático

1 kΩ ≤ R ≤ 100 MΩ

Dissipativo ou Isolante

Ω–L Ω–C Ω–CL Ω Ω–L Ω–C Ω–CL

Incorporando camadas de borracha ou de plástico antiestático Somente antiestático sobre o revestimento interno Cobertura e revestimento antiestático

–

Isolante

100 MΩ < R

Isolante

–

Descontínuo

10 kΩ < R

Dissipativo ou Isolante

NOTA Mais detalhes relacionados ao tipo de classificação e os métodos apropriados de ensaios para os diferentes tipos de mangueira especificados nesta Tabela são descritos na ISO 8031.

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Mangueiras antiestáticas, tipo Ω, são comumente utilizadas em aplicações automotivas e em mangueiras revestidas de fluoropolímero. Nestas aplicações e em outras que não produzem níveis muito elevados de carregamento eletrostático, o limite de 100 MΩ é um limite superior apropriado para a faixa de dissipativa. No entanto, onde as taxas de geração de carga podem ultraar 10 μA, mangueiras com resistências de até 100 MΩ podem não ser capazes de dissipar as cargas com segurança (ver 7.7.3.5 c). Outros requisitos, além da resistência de ponta a ponta, são necessários para assegurar que seja evitado o risco de descargas ramificadas e de propagantes; ver 7.7.3.3.3 e 7.7.3.3.4. Consequentemente, a resistência de ponta a ponta nem sempre é o único critério para a adequação da mangueira. Determinados métodos híbridos de construção de mangueira fornecem tanto a equipotencialização elétrica quanto revestimentos ou camadas condutivas ou antiestáticas (dissipação). Esta combinação é utilizada, por exemplo, onde os requisitos de aterramento dos equipamentos requerem uma equipotencialidade elétrica, mas o processo requer um revestimento interno espesso, o qual, se for fabricado com um material isolante, pode levar a descargas internas. Estes projetos híbridos não se encaixam em qualquer um dos tipos especificados na ISO 8031 e na Tabela 16, mas podem ser descritos nos tipos híbridos especificados na Tabela 17, que fornecem informações úteis para a seleção ou especificação de mangueiras para funções específicas. Tabela 17 – Tipos híbridos de mangueiras e de montagem de mangueiras Classificação híbrida baseada na ISO 8031 Tipo híbrido

ABNT IEC TS 60079-32-1

Nome

Resistência R por montagem entre terminais de acoplamento

Classe de dissipação estática

M/Ω-L

Eletricamente equipotencializada com o revestimento interno condutivo ou antiestático

R < 100 Ω

Condutivo

M/Ω-C

Eletricamente equipotencializada com revestimento externo condutivo ou antiestático

R < 100 Ω

Condutivo

M/Ω-CL

Eletricamente equipotencializada com cobertura ou revestimento externo condutivo ou antiestático

R < 100 Ω

Condutivo

A segurança dos tipos de mangueiras híbridas pode não ser prevista somente com base nas medições da resistência de ponta a ponta. Convém que outras medidas, como a resistência entre o revestimento interno e os órios de terminação, também sejam consideradas (ver ISO 8031).


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7.7.3.5 Propriedades e utilização dos tipos de montagem de mangueiras de acordo com a ISO 8031


a) Mangueiras eletricamente equipotencializadas (Tipo M) e mangueiras eletricamente equipotencializadas contínuas: montagens de mangueiras eletricamente equipotencializadas (Tipo M) contêm ligação metálica de ponta a ponta. Convém que sejam realizadas verificações regulares da continuidade e inspeções visuais, como descrito em 7.7.3.3.2, para evitar que um ou mais dos componentes equipotencializados (isto é, fios de ligação, espiras de reforço ou malhas) se tornem eletricamente isolados. Normalmente, estes tipos de mangueiras evitam descargas ramificadas capazes de gerar uma ignição, como descrito em 7.7.3.3.3, nos casos em que uma montagem de mangueira com uma manutenção adequada não gera um risco de ignição eletrostática. No entanto, em alguns tipos de montagem de mangueiras equipotencializadas, por exemplo, mangueiras revestidas de fluoropolímero (PTFE) ou mangueiras com revestimento não usualmente espessos ou com grandes espaços entre os elementos condutivos, a ligação elétrica por si só não é suficiente para evitar tensões perigosas ou de risco, que ocorrem em uma das superfícies isolantes. Neste caso, convém que tipos híbridos M/Ω–L ou mangueiras M/Ω–CL com revestimentos internos dissipativos sejam utilizados ao invés de tipo M puro. A característica de equipotencialização elétrica da mangueira fornece, desta forma, a continuidade elétrica entre as partes do equipamento ao qual ela está conectada e a característica dissipativa do revestimento, para evitar os riscos de acumular cargas nas superfícies da mangueira. Devido à sua baixa resistência de ponta a ponta, mangueiras tipo M, M/Ω–L ou M/Ω–CL podem conduzir correntes parasitas e gerar um risco de ignição, quando estas correntes são interrompidas (por exemplo, quando a mangueira é desconectada). Onde correntes parasitas podem dar origem a problemas, convém que estas mangueiras, portanto, sejam utilizadas em conjunto com um flange isolante.

b) Tipos Ω condutiva: as mangueiras montadas, do tipo Ω condutivas, possuem revestimentos condutivos ou dissipativos, em uma ou mais superfícies da mangueira. O tipo Ω–L possui um revestimento interno condutivo ou dissipativo. O tipo Ω–C possui uma cobertura externa condutiva ou dissipativa. O tipo Ω–CL possui ambos. Convém que montagens de mangueiras condutivas sejam fabricadas de modo que todos os componentes condutivos estejam equipotencializados aos acoplamentos de terminação, com resistência por montagem, como indicado na Tabela 16. A montagem de mangueiras condutivas é muitas vezes feita de tal modo que a continuidade elétrica não seja perdida, enquanto a mangueira permanece em utilização. Verificações regulares de continuidade são desnecessárias quando, desta forma, a continuidade elétrica for própria da fabricação da mangueira. Como descrito em 7.7.3.4, revestimentos ou coberturas dissipativas ou condutivas podem ser combinados com equipotencialidade elétrica para obter os tipos híbridos de classificação M/Ω–G, M/Ω–C e M/Ω–CL.

c) Tipos Ω antiestático: as mangueiras montadas, do tipo Ω antiestático, possuem uma resistência elétrica intermediária (ver Tabela 16), que é baixa o suficiente para dissipar cargas eletrostáticas com segurança na maioria das circunstâncias, mas alta o suficiente para restringir correntes parasitas a níveis seguros. Elas diferem do tipo Ω condutiva, somente no limite da resistência, embora haja uma considerável sobreposição entre as faixas de resistência e tipo Ω. Montagens de mangueiras antiestáticas também podem ser do tipo Ω condutiva. As correntes de carregamento eletrostático devidas exclusivamente ao fluxo pelas tubulações ou mangueiras podem ser estimadas a partir das correlações indicadas em A.1.4 (ver também NFPA 77) 72/206




e geralmente são inferiores a 10 uA. Onde as taxas de geração de carga podem exceder 10 A, mangueiras antiestáticas, que podem ter resistências de até 100 MΩ, podem não ser capazes de dissipar as cargas com segurança. Em particular, as correntes de carregamento eletrostático podem ser maiores, imediatamente a jusante de elementos de alto carregamento, como filtros finos. Imediatamente a jusante destes dispositivos e por uma distância que permita que os requisitos de tempo de residência indicados em 7.5 sejam atendidos, é preferível utilizar os tubos fixos condutivos, em vez de mangueiras. Se uma mangueira necessitar ser utilizada neste local, resistências na faixa superior do tipo Ω antiestático podem ser muito alta para dissipar as cargas de forma segura e necessitam ser evitadas. Neste caso, se correntes parasitas não forem um problema, mangueiras condutivas tipo Ω–L ou Ω–CL, necessitam ser utilizadas, e se correntes parasitas forem um problema, mangueiras condutivas com requisitos antiestáticos que atendam tanto ao tipo Ω–L ou Ω–CL, necessitam ser utilizadas. A quantidade de montagens de mangueiras antiestáticas do tipo Ω em uma sequência de mangueiras necessita ser limitada para assegurar que a resistência ao terra, indicada na Tabela 16, não seja excedida em qualquer ponto desta sequência; caso contrário, pontos adicionais de ligação equipotencial necessitam ser previstos. d) Descontínua: Uma mangueira que não tem equipotencialização de ponta a ponta. Normalmente este tipo de mangueira é fabricado com material isolante. Pode conter fios metálicos ou espirais de reforço, mas estas não estão conectadas aos terminais de conexão. Onde podem ocorrer correntes parasitas, montagens de mangueiras tipo Ω antiestático, com resistências ponta a ponta de faixa dissipativa (ver Tabela 15) são preferidas, se disponíveis, do que aquelas equipotencializadas eletricamente, desde que protegidas contra centelhas indutivas, decorrentes da interrupção das correntes parasitas, bem como contra descargas eletrostáticas. Montagens de mangueiras eletricamente equipotencializadas (tipo M ou híbridas) podem ser utilizadas quando as mangueiras antiestáticas não estão disponíveis. Neste caso, pode ser necessário inserir um flange isolante, acoplamento ou seção de mangueira, para proporcionar proteção contra centelhas induzidas de correntes parasitas. Quando isto é feito, a parte da mangueira em cada lado da peça isolante necessita ser aterrada separadamente. Não convém que mangueiras isolantes sejam utilizadas onde puder existir a presença de uma atmosfera inflamável. A Tabela 18 resume as funções para as quais cada tipo de mangueira pode ser utilizado.


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Tabela 18 – Tabela de seleção de mangueiras para serviços em líquidos inflamáveis (continua)


Tipo

Construção

Líquidos de alta condutividade (> 10 000 pS/m)

Líquidos de baixa e média condutividade (< 10 000 pS/m)

–

Metal flexível

Aceitável

Aceitável

M

Eletricamente aterrado

Geralmente aceitável a

Geralmente aceitável d,e

–

Contínua e eletricamente aterrado

Geralmente aceitável a

Geralmente aceitável d,e

Ω–L

Revestimento interno condutivo

Aceitável

Aceitável

Ω–C

Cobertura externa condutiva

Reavaliar em cada aplicação a

Reavaliar em cada aplicação d

Ω–CL

Camada interna e externa condutiva

Aceitável

Aceitável

Ω–L

Camada interna antiestática

Aceitável

Geralmente aceitável f

Ω–C

Cobertura externa antiestática


Reavaliar em cada aplicação d,f

Ω–CL

Camada interna e externa antiestática

Aceitável

Geralmente aceitável f

Aceitável

Aceitável


Geralmente aceitável d

Aceitável

Aceitável

Geralmente aceitável

Geralmente aceitável d,f


Geralmente aceitável d


Geralmente aceitável d,f

Proibido

Proibido

M/Ω–L

Híbrido com aterramento e camada interna condutiva M/Ω–C Híbrido com aterramento e cobertura externa condutiva M/Ω–CL Híbrido com cobertura externa aterrada e camada interna condutiva M/Ω–L Híbrido com revestimento antiestático e malha de aterramento M/Ω–C Híbrido com camada antiestática aterrada M/Ω–CL Híbrido com camada antiestática e malha de aterramento interna – Isolação

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Tabela 18 (conclusão) Tipo –

a

b

c

d

e

f

Líquidos de alta condutividade (> 10 000 pS/m)

Construção Descontinuado

Geralmente proibido b,c

Líquidos de baixa e média condutividade (< 10 000 pS/m) Geralmente proibido b,c

Aceitável somente se houver uma coluna contínua de líquido de alta condutividade ao longo da mangueira. Os riscos podem surgir se a coluna for descontinuada em segmentos isolados, por meio de regiões com vapor, a elevada resistência da parede (por exemplo, revestimentos espessos, revestimentos fluoropolímeros) e baixa capacitância para o material condutor revestido (revestimento espessos ou grandes espaços entre os condutores de equipotencialização). Os riscos resultantes destas condições, podem ser mitigados por meio da utilização de uma baixa vazão (1 m/s), até que a coluna de líquido seja contínua ou por meio da utilização de um revestimento mais condutivo. Não é possível garantir a segurança de mangueiras que não sejam contínuas somente a partir dos dados da resistência. Detalhes da construção da mangueira necessitam ser considerados. Em casos de menor risco, a operação segura pode ser possível. Para as aplicações marítimas, mangueiras marítimas isolantes com comprimentos individuais que correspondem ao grau descontinuado da ISO 8031 são aceitáveis, em vez de um flange de isolamento, como especificado por ISGOTT. Os riscos podem surgir se a resistência do revestimento for muito elevada (por exemplo, revestimentos espessos, revestimentos fluoropolímeros) e se a capacitância do material condutor revestido ou cobertura condutiva for baixa (revestimento espessos ou grandes espaços entre os materiais condutores de equipotencialização). Os riscos podem ser mitigados por meio da utilização de um melhor revestimento condutivo ou tipo híbrido (por exemplo Grau M/ΩL ou M/Ω–CL). Mangueiras com fios incorporados ou com reforço externo espiralado têm sido utilizadas em aplicações de petróleo (por exemplo, caminhões-tanque) durante muitos anos, sem causar problemas. No entanto, surgiram questões com os revestimentos altamente resistivos, como PTFE. Por este motivo, é recomendado que materiais de revestimento de alta resistência sejam utilizados apenas após uma avaliação cuidadosa dos riscos. Mangueiras antiestáticas grau Ω–L e Ω–CL são aceitáveis na maioria dos casos, mas convém que sejam evitadas imediatamente a jusante dos dispositivos de elevado carregamento eletrostático, como filtros finos de elevada capacidade, que podem gerar mais do que 10 µA de corrente. Em caso de dúvida, convém que um ensaio de resistência que atenda ao grau Ω, padrão condutivo ou ambos os padrões condutivos e antiestáticos seja especificado.

7.8 Procedimentos especiais de carregamento 7.8.1 Abastecimento de aeronaves 7.8.1.1 Generalidades Os aviões são mais frequentemente abastecidos por meio de sistemas móveis ou por hidrantes, que abastecem a aeronave por meio de tanques móveis. Pequenos aeroportos que geralmente utilizam um sistema de tanque distribuidor (semelhante aos de postos de combustíveis) e aeroportos em regiões distantes podem ser abastecidos por meio de tambores. As transferências de combustíveis são feitas por mangueiras flexíveis de borracha e, desta forma, os riscos de ignição, devido à eletricidade estática, podem surgir durante essas operações. Cargas podem ser geradas com o combustível no sistema de abastecimento do avião ou no tanque da aeronave, o qual normalmente é feito de metal, embora no futuro, sejam empregados na aeronave materiais compósitos para os tanques de combustível, componentes da asa etc. Os sistemas de abastecimento de aeronaves sempre contêm um filtro monitor ou, de forma menos comum, um filtro separador de água. NOTA

Requisitos detalhados para abastecimento de aeronaves são apresentados no API/IP RP 1540. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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Embora não represente um risco eletrostático, existe a possibilidade de faíscas, devido a correntes parasitas, geradas a partir de, por exemplo, instalações elétricas de potência ou sistemas de proteção catódica, quando da conexão ou da desconexão das mangueiras. Convém que cuidados contra ignições de eletricidade estática sejam compatíveis com as precauções para evitar estas faíscas. Projetos de mangueiras são apresentados na EN 1361.


7.8.1.2 Montagens de mangueiras

Convém que montagens de mangueiras flexíveis para abastecimento de aeronaves sejam do tipo dissipativa (ver 7.7.3.2), a fim de dissipar as cargas eletrostáticas, ao mesmo tempo em que limitam as correntes parasitas. No entanto, mangueiras interligadas eletricamente (condutivas) podem ser utilizadas em determinadas aplicações específicas (por exemplo, no lado da sucção de uma bomba, onde a presença de uma espiral metálica pode evitar o colapso da mangueira). Para os sistemas de hidrantes, convém que o acoplamento de entrada da conexão da mangueira do tanque do hidrante seja do tipo dissipativo; convém que mangueiras interligadas eletricamente não sejam permitidas. 7.8.1.3 Aterramento e equipotencialização 7.8.1.3.1 Generalidades Convém que todos os componentes metálicos de veículos de abastecimento de combustível (por exemplo, chassi, tanque, filtro, medidores, tubulações, equipamentos de amostras, carretel para cabos de conexão) tenham bom contato elétrico um com o outro. Convém que exista uma boa continuidade elétrica no sistema de hidrante. Convém que seja feita uma interligação de conexão entre a aeronave e o veículo de reabastecimento, antes das mangueiras de carregamento estarem conectadas. De acordo com as normas da aviação, convém que o cabo de ligação tenha uma resistência total abaixo de 25 Ω. Convém que esta interligação permaneça no local até que o abastecimento esteja concluído e as mangueiras desconectadas. Os terminais de interligação das aeronaves necessitam ser sempre utilizados. A utilização de outras peças metálicas das aeronaves, como, por exemplo, tubos do tipo pitot, escotilhas do trem de pouso etc., é estritamente proibida pelas diretrizes da indústria de aviação (exceto para abastecimento pela parte superior da asa – ver a seguir).

Convém que haja uma interligação direta entre o orifício de abastecimento de aeronaves e o fim da mangueira metálica de abastecimento de combustível. Para abastecimento pela parte inferior da asa, esta interligação é fornecida pelo contato metal-metal entre a extremidade do tubo de acoplamento e o adaptador de abastecimento de combustível da aeronave. Para abastecimento pela parte superior da asa, esta ligação é feita mantendo o bocal de abastecimento em contato com o orifício de metal durante o abastecimento. Um fio de interligação em separado entre o bocal e o orifício pode ser utilizado, embora esta condição nem sempre seja possível devido à falta de um ponto de conexão adequado. Sempre que um fio de interligação do bocal não for utilizado, convém que a taxa máxima de carregamento de 200 L/min seja aplicada. Nas diretrizes da indústria de aviação, a utilização de um funil é estritamente proibida para abastecimento pela parte superior da asa, porque o funil compromete o grau de seleção do bocal de abastecimento de combustível.

Em alguns lugares, a ligação ao terra é exigida pela autoridade aeronáutica. Onde for possível uma escolha, o aterramento não é recomendado por causa de problemas potenciais causados pela existência de múltiplos pontos de aterramentos, que provocam os loops de terra e correntes circulantes. Onde for utilizado o aterramento, o veículo de abastecimento deve ser aterrado por meio de um cabo unido ao cabo de interligação ou por meio de um cabo de aterramento em separado, conectado ao carretel da mangueira de abastecimento localizada no veículo. 76/206




Abastecimento por tambores necessitam seguir os mesmos procedimentos como abastecimento pela parte superior da asa reabastecimento sobre a asa. Em particular, é necessário interligar a bomba do tambor junto da aeronave e com o tambor. Recipientes menores do que tambores nominais de 200 L não são permitidos para uso de combustível de aviação. 7.8.1.3.2 Velocidades de fluxo Não convém que a velocidade máxima de fluxo nas mangueiras de reabastecimento de aeronaves exceda 7 m/s para combustíveis com condutividade maior ou igual do que 50 pS/m, ou 5 m/s para combustíveis com condutividade menor do que 50 pS/m. Convém que cuidados sejam tomados para que o tempo de residência do combustível a jusante do filtro seja adequado (ver 7.5.1). 7.8.2 Descarregamento a partir de tanques rodoviários Descarregamento de tanques rodoviários é realizado por meio de mangueiras em bobinas ou soltas, utilizando abastecimento por gravidade ou bombas no veículo. Riscos de ignição eletrostática podem ocorrer como resultado de faíscas provenientes de materiais condutores que estejam isolados (por exemplo, conectores de mangueiras ou tanques rodoviários como um todo), de descargas ramificadas de mangueiras não condutivas ou de descargas ramificadas dentro do tanque de recebimento. As seguintes precauções são recomendadas: a) Convém que sejam utilizadas montagens de mangueiras eletricamente equipotencializadas e projetadas adequadamente, ou mangueiras condutivas (ver 7.7.3); b) Assegurar que o caminhão e todos os engates metálicos estejam ligados ao tanque a ser abastecido, mantendo o mesmo potencial elétrico. As montagens de mangueiras que já fornecem a equipotencialização requerida não necessitam de equipotencialização adicional. Se os padrões da empresa requerem equipotencialização dos componentes separadamente, esta deve ser realizada antes da conexão das mangueiras (ver 7.3.2.3.3 1b); c) Para os abastecimentos realizados por meio de mangueiras soltas, ao conectar o caminhão ao tanque, primeiro conectar a mangueira à tubulação de abastecimento do tanque de armazenamento e, em seguida, antes de completar a conexão da mangueira ao caminhão, prever a equipotencialização encostando o conector de terminação da mangueira em uma parte metálica do caminhão; d) Para os fornecimentos por meio de mangueiras em bobinas, encostar o acoplamento da extremidade da mangueira ou bico em uma parte metálica da montagem do tanque de carregamento, tubulação ou acoplamentos da mangueira, antes de inserir o bico ou fazer a conexão. Convém que este contato inicial seja feito afastadamente de quaisquer regiões, como próximos da conexão de descarga do tanque, onde os vestígios residuais de vapores inflamáveis podem estar presentes; e) Contanto que as velocidades máximas seguras de fluxo para tanques de médio porte não excedam o prescrito (ver 7.3.2.3.3), é improvável que haja um risco de ignição no interior do tanque. Se o líquido contiver uma segunda fase, convém que a velocidade do fluxo seja limitada a 1 m/s; f)

Convém que a continuidade e as condições mecânicas da equipotencialização das mangueiras sejam verificadas regularmente (ver 7.7.3.3).


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7.8.3 Carregamento e abastecimento em postos de serviços 7.8.3.1 Generalidades


Manuseio em operações de combustível em postos de serviços ao varejo envolve tanto a entrega de combustível nos postos com tanques subterrâneos, geralmente a partir de tanques rodoviários (caminhões-tanque), quanto a distribuição de combustível dos tanques subterrâneos para veículos de clientes. O faiscamento (flash fires) é provocado pela ocorrência de eletricidade estática, tanto na transferência do combustível para os tanques subterrâneos, quanto no abastecimento do combustível para os veículos dos clientes. A formação de atmosferas explosivas durante ambas as operações de distribuição e abastecimento depende do tipo de combustível. Com base no ponto de inflamabilidade do combustível diesel, que inicia em 58 °C, os vapores do combustível diesel são geralmente muito pobres para combustão em temperaturas ambientes, embora os circuitos de retorno diesel quentes no veículo possam, às vezes, produzir uma atmosfera explosiva no interior do tanque do veículo. No entanto, alguns países permitem que o combustível diesel possua um ponto de ignição significativamente menor. Nestes países, vapores diesel podem produzir misturas inflamáveis a temperaturas ambiente elevadas. Diferentemente, misturas com vapores de gasolina são geralmente muito ricas para combustão em espaços fechados, como tanques de combustível, mas podem entrar na faixa explosiva onde a mistura com o ar é possível (por exemplo, em caso de reabastecimento de um veículo com gasolina, sempre haverá um lugar perto do bocal de abastecimento onde a proporção da mistura é ideal para a ignição, consequentemente, uma descarga eletrostática próximo do bocal de abastecimento pode levar à ocorrência de um incêndio e queimar a pessoa que abastece o veículo). Misturas etanol-gasolina com altas concentrações de etanol podem produzir atmosferas explosivas dentro de tanques fechados, em temperaturas ambientes padrões, embora estes combustíveis sejam menos propensos a se tornarem eletrostaticamente carregados por causa de sua alta condutividade. De acordo com exposto acima, atmosferas explosivas podem ocorrer nas seguintes situações: ●●

dentro de tanques com gasolina-etanol (por exemplo, E85) ou tubulações de drenagem,

●●

dentro de tubulações de gasolina enquanto o ar é aspirado após as mangueiras serem desconectadas, depois de um abastecimento,

●●

próximo do bocal de combustível durante o reabastecimento,

●●

no exterior das tubulações de gasolina ou gasolina-etanol, devido a vazamentos ou derramamentos, particularmente em “depósitos” subterrâneos fechados ou “caixas de carregamento”, onde tubulações subterrâneas estão conectadas aos tanques ou mangueiras do caminhão. Tubulações de gasolina e diesel são muitas vezes alojados na mesma caixa de carregamento, por isso é considerada, no caso de um vazamento na linha de gasolina, a possibilidade de geração de uma atmosfera explosiva, que poderia ser inflamada durante o carregamento do diesel.

Os combustíveis em postos de abastecimentos variam de hidrocarbonetos de baixa condutividade, misturas sem aditivo antiestático (SDA), misturas de alta condutividade de biocomponentes oxigenados (por exemplo, etanol) e hidrocarbonetos. Mesmo com os combustíveis de baixa condutividade, os valores de fluxo são suficientemente pequenos para evitar riscos potenciais gerados pelo acúmulo de carga nos líquidos, seja nos tanques de armazenamento subterrâneos ou nos reservatórios de combustível dos veículos de clientes.

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Entretanto, se qualquer um dos componentes associados às operações (por exemplo, bocal de carregamento, acoplamentos de tubulações, veículos sendo abastecidos, local de carregamento ou pessoas) estiver eletricamente isolado, o acúmulo de cargas nestes itens isolado, poderia então dar origem a uma faísca de ignição por descargas. Além disso, cargas acumuladas no isolamento de tubos ou em outros componentes de isolamento no sistema de tratamento poderiam produzir incêndio por descargas ramificadas. Uma ignição pode ocorrer se qualquer uma destas descargas ocorrer em uma atmosfera explosiva (ver acima). Convém que as precauções relacionadas em 7.8.3.2 e 7.8.3.3 sejam adotadas para evitar ignições eletrostáticas, no fornecimento de combustível para tanques subterrâneos e nas operações de distribuição para veículos de clientes, respectivamente. 7.8.3.2 Descarregamento de combustíveis para os tanques subterrâneos 7.8.3.2.1 Sistemas com tubulações metálicas a) Convém que todas as seções do tubo sejam aterradas, de maneira a evitar o risco do surgimento de correntes elétricas de falta no sistema da tubulação (por exemplo, com uma resistência de isolamento adequada). b) Convém que o aterramento seja verificado regularmente. c) Convém que equipamentos, como filtros finos que podem carregar o combustível eletrostaticamente, sejam utilizados somente se houver tempo de relaxamento suficiente no tubo condutor. 7.8.3.2.2 Sistemas com tubulações plásticas Os tubos de plástico estão sendo cada vez mais utilizados para descarregamento de combustível a partir de caminhões-tanque para tanques subterrâneos, de tanques subterrâneos para abastecer distribuidores (dispensadores) e para linhas de recuperação de vapor e respiração, porque eles proporcionam maior resistência à corrosão e contenção secundária. NOTA Os requisitos específicos de tubos flexíveis de metal e termoplástico para esta aplicação são indicados na EN 14125.

Duas principais variedades de sistemas de tubo de plástico estão em uso: os chamados tubos “não condutores” (isolante) e os chamados tubos “condutivos” (tubos não condutivos incorporando revestimento interno dissipativos coextrudados). Sistemas de tubos plásticos típicos utilizam conectores que incorporam aquecimento com serpentinas de metal (acopladores de eletrofusão, EFC) para acoplar e vedar extensões e articulações. Estes EFC podem ter uma capacitância instalada entre 5 pF e 30 pF, dependendo da instalação. Tubos plásticos normalmente incorporam um revestimento interno coextrusado para conter a permeação do combustível. Para tubos que também possuem um revestimento dissipativo, este revestimento é usualmente o mais interno. Riscos específicos nestes tipos de sistemas incluem: a) Fluxo de combustível pode causar carregamento eletrostático significativo aos combustíveis de baixa e média condutividade. Consequentemente: i)

Para tubos isolantes (“não condutivos”): 1) Altas-tensões poderiam acumular-se nas paredes dos tubos não enterrados ou em conectores associados não aterrados.


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2) Descargas podem ocorrer na superfície interior de tubos carregados. O ponto de abastecimento onde a mangueira do caminhão está conectada é um ponto crítico, porque descargas eletrostáticas podem causar ignição, se o ingresso de ar ocorrer na desconexão dos conectores aterrados ou acoplamentos ou de superfícies plásticas altamente carregadas para menos carregadas. 3) Os campos eletrostáticos provenientes do acúmulo de cargas nas paredes do tubo podem causar altas-tensões nas proximidades dos EFC condutivos. Ferramentas e outros itens condutivos do lado externo das tubulações podem causar descargas centelhantes quando próximo de pontos condutivos aterrados. 4) Campos elétricos elevados podem ocorrer nas paredes de tubos enterrados, que levariam a possíveis rupturas por descargas eletrostáticas. ii) Para tubos isolantes com revestimento dissipativo (chamados de “tubos condutivos”): 1) A carga não é acumulada se o revestimento estiver aterrado. A blindagem fornecida por um revestimento aterrado minimiza o risco de tensões elevadas relacionadas ao fluxo nos condutores associados ao tubo, como os EFC. 2) No entanto, tensões podem acumular-se em qualquer seção do revestimento não aterrado ou nos conectores associados a. parei aqui

b) Carregamentos eletrostáticos em superfícies externas de tubos isolantes por fricção podem gerar descargas eletrostáticas ramificantes. c) Um sistema com tubos condutivos e isolantes pode gerar partes condutivas isoladas. Isto é permitido somente se todas as partes condutivas estiverem aterradas. Convém que atenção especial seja dada no aterramento dos flanges metálicos, acoplamentos e clipes em segmentos isolantes, e aterramento do revestimento dos segmentos condutivos. d) Quando tubulações forem instaladas durante a manutenção do sistema, e uma atmosfera explosiva estiver presente, podem surgir riscos específicos. Ambos os tubos, condutivos e isolantes, podem se carregar eletrostaticamente durante o manuseio e gerar descargas potenciais capazes de gerar uma ignição. i)

Para tubos isolantes, descargas eletrostáticas ramificadas são possíveis na superfície do exterior do tubo, podendo causar a ignição.

ii) Para tubos com revestimento dissipativo, o acúmulo de carga na superfície pode induzir alta-tensão em um revestimento com aterramento inadequado, e isto pode ser uma fonte de choques elétricos para as pessoas e de descargas capazes de causar uma ignição.

A tensão acumulada no isolamento de tubos de carregamento de combustível depende da velocidade do fluxo, volume preenchido e extensão das seções não enterradas, bem como das propriedades da tubulação e do combustível. A variabilidade destas características de carga e a variação das características de dissipação da carga com o envelhecimento e a temperatura, ainda não são bem compreendidas. Portanto, convém que uma ampla margem de segurança para dissipação seja aplicada até que o pior caso de característica de carregamento seja melhor conhecido. NOTA Existem indicações de que pelo menos alguns éteres e ésteres estão propensos a um carregamento eletrostático mais elevado do que os hidrocarbonetos combustíveis.

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Com o objetivo de evitar carga eletrostática excessiva e acúmulo de tensão nas paredes do tubo, válvulas e acoplamentos, as seguintes precauções são recomendadas: 1) Tubos plásticos isolantes: a) Para evitar uma perfuração, convém que tubos plásticos isolantes tenham uma resistência à ruptura na tubulação superior a 100 kV, medida de acordo com a IEC 60243-2. Uma camada de polietileno de pelo menos 4 mm de espessura normalmente excede esta resistência de ruptura. b) Convém que os EFC não enterrados sejam duradouros e aterrados ou selados utilizando selos herméticos. c) Convém que todas as outras partes condutivas dos tubos ou juntas sejam aterradas. d) Convém que o aterramento de todos os itens condutivos ou dissipativos sejam checados regularmente. e) Convém que as seções de tubos plásticos isolantes totalmente não enterrados sejam as mais curtas possível. f) Convém que a velocidade de fluxo do combustível seja inferior a < 2,8 m/s. NOTA A possível introdução futura de biocomponentes pode alterar o comportamento de carregamento eletrostático do combustível.

g) O aterramento da maior parte da tubulação por enterramento contribui significativamente para a operação segura do sistema. Consequentemente, após a instalação ou reparo, não convém que o líquido seja introduzido dentro do tubo até que todas as seções destinadas a serem enterradas estejam totalmente cobertas por terra. h) Convém que os equipamentos, como filtros finos que podem aumentar o carregamento eletrostático no combustível, sejam utilizados somente com uma avaliação cuidadosa dos prováveis riscos. i) Convém que o ponto de abastecimento onde a mangueira do caminhão está conectada utilize uma válvula de ligação de segurança, de preferência com um sistema de intertravamento que não permita que o ar entre no sistema e misture com o vapor do combustível, por exemplo, uma válvula que é fechada antes de desconectar mangueira e tubo. j) Convém que a exposição de tubos e juntas em locais abaixo da superfície onde vapores inflamáveis podem se acumular seja minimizada. k) Convém que seja evitada a limpeza por fricção contra a superfície externa do tubo quando vapores inflamáveis estiverem presentes. l)

Durante a manutenção do sistema, convém que cuidados sejam tomados para evitar a introdução de um tubo altamente carregado eletrostaticamente dentro de uma atmosfera explosiva.

2) Tubos plásticos com revestimentos dissipativos: a) Convém que os revestimentos sejam aterrados. Um revestimento dissipativo e aterrado evita descargas internas e os materiais condutores com malhas externas evitam carregamento eletrostático devido ao fluxo. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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b) O aterramento pode ser obtido por uma disposição adequada de acoplamentos internos dissipativos ligados a pontos aterrados externamente.


c) Convém que o aterramento de todos os itens condutivos e dissipativos seja checado regularmente. d) Convém que os equipamentos, como filtros finos que podem aumentar o carregamento eletrostático no combustível sejam utilizados somente com uma avaliação cuidadosa dos prováveis riscos. e) Durante a manutenção do sistema, convém que cuidados sejam tomados para evitar a introdução de um tubo altamente carregado eletrostaticamente dentro de uma atmosfera explosiva. Convém que os revestimentos dissipativos sejam aterrados antes do tubo ser introduzido em uma atmosfera explosiva, e que as conexões de aterramento sejam mantidas durante o processo de montagem, até que o revestimento esteja devidamente aterrado no sistema instalado. f) Convém que seja evitada a limpeza por fricção contra a superfície externa do tubo, quando vapores inflamáveis estiverem presentes.

7.8.3.3 Abastecimento de combustíveis para os veículos dos usuários

As seguintes precauções necessitam ser adotadas: a) Convém que a bomba esteja devidamente aterrada. b) Convém que um conjunto de mangueiras condutivas ou projetadas com uma ligação elétrica apropriada (ver 7.7.3.2) seja utilizado para ligar o bico à bomba. Convém que a resistência do bico de carregamento a terra, por meio de mangueira, seja menor que 1 MΩ para mangueiras condutivas e menor que 100 Ω para mangueiras ligadas eletricamente. Os requisitos detalhados podem ser encontrados na EN 1360. c) Convém que as superfícies dos pisos tenham uma resistência de fuga para o terra menor que 100 MΩ, medida em condição seca de umidade relativa menor que 50 %, para permitir o aterramento do veículo pelos pneus. d) Convém que a superfície dissipativa do piso ao redor da bomba seja grande o suficiente para assegurar que todos os quatro pneus do veículo estejam em contato com a superfície durante o abastecimento. e) Convém que a alça do bico de abastecimento seja projetada com materiais condutivos ou dissipativos para assegurar que a pessoa que está abastecendo (“frentista”) esteja aterrada durante o processo de reabastecimento. NOTA

f)

Materias dissipativos são preferidos para evitar choque eletrostático

Se existir um dispositivo de trava-aberto (latch-open) no bico de abastecimento, convém que este dispositivo esteja de acordo com os requisitos locais que possam existir para desligamento automático.

g) De um modo geral para os veículos, não convém que a resistência entre um bico de abastecimento padrão inserido no gargalo de carregamento e uma placa de metal sob cada pneu sucessivamente exceda 10 GΩ quando todos os outros pneus ficarem sob uma superfície isolante. Para pneus a serem utilizados em áreas classificadas, o limite é reduzido para 1 MΩ. Os requisitos detalhados podem ser encontrados nas ISO 16392 e ASTM F1971.

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h) Convém que o projeto do veículo assegure que cargas de níveis perigosos não irão se acumular nos componentes plásticos do sistema de abastecimento do veículo e que os componentes de metal do sistema de abastecimento do veículo sejam adequadamente ligados ao chassi. Os requisitos detalhados podem ser encontrados na SAE J1645. Estas precauções irão assegurar o aterramento de: a) bico, diretamente pela montagem com a mangueira dissipativa ou condutiva; b) uma pessoa segurando o bico de abastecimento, a menos que utilizando luvas isolantes; c) o chassis do veículo durante o abastecimento, pelo contato com o bocal (bico) e pelos pneus; d) componentes condutivos do sistema de abastecimento do veículo ligados ao chassi do veículo. A prática indica que o aterramento pelo bocal e pelos pneus é suficiente para dissipar as quantidades relativamente pequenas de cargas que são geradas durante o abastecimento. NOTA A maioria de incêndios durante o reabastecimento de automóveis é causadas por pessoas eletrostaticamente carregadas.

7.8.4 Equipamentos para uso portátil ou temporário de líquidos Convém que cuidado especial seja tomado quando da utilização de equipamentos temporários que introduzem filtros ou outras restrições ao sistema. Um exemplo disto é um medidor portátil de prova que possui filtros finos para proteger os medidores sensíveis. Quando forem utilizadas estes equipamentos, convém que precauções sejam adotadas para assegurar que o arranjo temporário ofereça um tempo de residência adequado entre o equipamento portátil e quaisquer tanques a serem abastecidos (ver 7.5) e para assegurar que todos os requisitos para aterramento sejam atendidos (ver Seção 13).

7.9 Plantas de processo (mistura, agitação, blindagem, cristalização e reatores com sistema de agitação) 7.9.1 Generalidades O processamento de líquidos ou suspensões (mistura, agitação ou cristalização) pode apresentar um risco de ignição devido à eletricidade estática. Quando estes processos envolvem líquidos de baixa condutividade ou às vezes de média condutividade, a carga fica retida na fase líquida contínua, no líquido em suspensão ou sobre as matérias particuladas sólidas, ou em qualquer objeto metálico isolado. Se uma mistura de ar com vapor inflamável, névoa ou espuma estiver presente, existe um risco de ignição e, para evitar isto, convém que as recomendações de 7.9.2 a 7.9.6 sejam seguidas de maneira apropriada. Altos níveis de geração de carga eletrostática são frequentemente associados aos fluidos constituídos de duas fases líquidas imiscíveis ou um líquido com sólidos em suspensão. Como consequência, as vazões das duas fases estão sujeitas a restrições adicionais. Estas velocidades reduzidas da vazão também são requeridas para o manuseio de líquidos “contaminados”, que, neste contexto, são especificados em 3.6 como líquidos que possuem mais de 0,5 % em volume isento de água ou outro líquido imiscível ou mais de 10 mg/L de sólidos em suspensão.


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7.9.2 Aterramento Convém que todas as partes condutivas do equipamento sejam equipotencializadas e aterradas; ver Seção 13.


Assegurar que pessoas trabalhando na proximidade de uma operação de blindagem não sejam um risco de ignição, atendendo aos procedimentos da Seção 11. 7.9.3 Misturas em linha de processo

Neste processo, a mistura acontece dentro de um tubo no qual os vários constituintes são bombeados a taxas determinadas. Normalmente não existe espaço para o vapor no qual uma mistura inflamável possa ocorrer e, portanto, não existe risco de ignição enquanto é realizada a mistura. Para evitar o risco de ignição no tanque de recebimento gerado por carregamento eletrostático em operação de mistura ou no fluxo para o tanque, convém adotar as recomendações para carregamento de tanque indicadas em 7.3, de acordo com o aplicável. 7.9.4 Mistura em vasos de processo ou tanques

A mistura de líquidos miscíveis, de qualquer faixa de condutividade, para produzir um único componente é considerada adequada, desde que as precauções para as operações de manuseio de líquidos sejam adotadas (ver 7.3). Se a mistura contiver partículas líquidas ou sólidas dispersas, a geração de eletricidade estática pode ser reduzida, aumentando a condutividade de quaisquer um dos líquidos de baixa condutividade da mistura. Isto pode ser realizado pela utilização de um solvente de maior condutividade ou pela adição de um SDA (ver 7.2.4), desde que seja compatível com a utilização desejada da mistura. Se todos os componentes da mistura forem líquidos, geralmente é suficiente aumentar a condutividade do componente principal continuamente acima da faixa de baixa condutividade. Se um ou mais dos componentes possuírem dispersão de sólidos, pode ser necessário aumentar a condutividade do componente principal continuamente para um valor muito acima de 100 pS/m (normalmente 1 000 pS/m ou superior) e também restringir a potência do agitador (por exemplo, na BS 5958, a potência máxima de 0,37 kW/m3 é recomendada para suspensões de 1 000 pS/m). NOTA A condutividade para o componente principal pode ser consideravelmente reduzida pela absorção de íons pela fase sólida.

Se um vaso de mistura tiverum revestimento interno isolante, por exemplo, vidro, cerâmica ou plástico, o relaxamento da carga eletrostática necessita ser melhorado pela introdução de tiras ou placas condutivas aterradas no vaso ou perto do seu fundo. É possível que esta precaução não seja necessária, se o revestimento for fino ou condutivo o suficiente que permita a dissipação da carga eletrostática e evite a geração de uma superfície perigosa. É necessário considerar o potencial de descargas ramificadas propagantes, que podem causar dano ao isolamento do revestimento, quando da geração de cargas eletrostáticas significativas devido ao manuseio de misturas de baixa condutividade ou de múltiplas fases (ver B 1.4). A medição e a amostragem do líquido de um vaso de mistura necessitam ser realizadas em conformidade com as recomendações de 7.6. As medidas de precaução para líquidos contendo particulados dispersos dependem do tipo de mistura específica e nenhum parecer pode ser emitido de forma genérica.

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Como uma alternativa para aumentar a condutividade do líquido, o espaço de vapor no vaso de mistura pode ser inertizado em conformidade com as recomendações de 8.4. Neste caso não é requerido limitar a potência do agitador. 7.9.5 Misturas por jatos A mistura por jato de líquidos com condutividade que excedam a faixa de baixa condutividade pode ser considerada adequada, caso o jato não penetre na superfície do líquido e caso o líquido e todas as partes metálicas do vaso de mistura estejam aterrados. Se o líquido possuir baixa condutividade, pode ser adicionado SDA (ver 7.2.4) para aumentar a faixa para média condutividade, desde que seja compatível com a utilização desejada da mistura. Como uma alternativa para aumentar a condutividade do líquido, o espaço de vapor no vaso de mistura pode ser inertizado em conformidade com as recomendações de 8.4. Se um líquido tiver baixa condutividade e não for possível a utilização de aditivo dissipativo antiestático ou a inertização, o grau de risco depende das circunstâncias. Pode ser necessário consultar um especialista, a fim de controlar a condutividade superficial do líquido no tanque. É necessário considerar os seguintes fatores: a) proximidade das partes internas do tanque com a superfície do líquido, devido à diferença de potencial que pode ocorrer no espaço de vapor em virtude da entrada de jato de líquido para a superfície, ocasionando carregamento eletrostático; b) presença de fases separadas (normalmente água) no fundo do tanque; c) abastecimento do tanque, ocasionando agitação do produto; d) tempo de relaxamento após a finalização da operação de abastecimento. A medição e a amostragem necessitam ser realizadas em conformidade com as recomendações indicadas em 7.6. 7.9.6 Mistura em alta velocidade Mistura em alta velocidade, por exemplo, para produção de emulsões, gera mais carregamento eletrostático do que uma mistura em baixa velocidade. Convém que um especialista seja consultado quanto às alterações das precauções indicadas em 7.9.4, que são necessárias durante uma mistura em alta velocidade de líquidos não miscíveis.

7.10 Pulverização de líquidos e limpeza de tanques 7.10.1 Generalidades Quando o jato de lavagem colide com a parede ou qualquer parte do tanque, é formada uma névoa de pequenas gotículas, normalmente carregada eletrostaticamente. Devido à turbulência criada pelos jatos de lavagem, a névoa é normalmente distribuída uniformemente por todo o tanque. A névoa carregada produz um alto potencial elétrico, e o valor máximo, que ocorre no centro do tanque, depende principalmente do tamanho do tanque e da densidade de carga eletrostática da névoa. A densidade da carga depende da natureza do líquido a ser utilizado para a limpeza (por exemplo, água, óleo e detergentes) e do tipo do sistema de limpeza a ser utilizado (pressão do líquido, velocidade e diâmetro do bocal). NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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Um perigo adicional de ignição pode ocorrer devido a descargas ramificadas para uma parte saliente condutiva aterrada no interior do tanque. Se a diferença de potencial exceder cerca de 58 kV dentro do tanque, a descarga ramificada pode inflamar uma atmosfera de hidrocarbonetos/ar, embora esta diferença de potencial elevada seja raramente produzida durante a limpeza do tanque.


Se partes condutivas estiverem isoladas no tanque,pode ocorrer centelhamento em diferenças de potencial muito mais baixas. Tipicamente, diferenças de potencial na faixa de 5 kV a 20 kV são suficientes para produzir centelhamento em atmosferas de hidrocarbonetos/ar. O valor depende da distância do material isolante entre as partes condutivas (escoamento) e do comprimento da centelha (isolação). Partes condutivas isoladas são inevitavelmente formadas no processo de lavagem com jatos líquidos a partir de bicos de alto rendimento, pois estes produzem grande quantidade de pequenas gotículas de líquidos condutivos isolados (névoa) como resultado da separação do líquido que acontece durante o processo de jateamento. Esta névoa pode ser carregada eletrostaticamente por indução para o mesmo valor do potencial do centro do tanque e gerar centelhamento quando a névoa, com um potencial de pelo menos 15 kV, se aproxima das partes condutivas aterradas. Por isso é recomendado, na medida do possível, evitar bicos que possam formar grandes névoas isolantes durante o processo de jateamento. Convém que cuidados sejam tomados para que as gotículas dos líquidos não se aglutinem e depois gotejem de ressaltos ou cavidades do teto do tanque. Após uma operação de limpeza, convém que os processos subsequentes (por exemplo, inspeção, aferição, amostragem) sejam adiados até que qualquer névoa carregada gerada tenha se dissipado. Isto pode levar várias horas para tanques muito grandes. 7.10.2 Limpeza de tanques com jatos de água com baixa ou média pressão (abaixo de 12 bar)

Relatórios técnicos de investigação das explosões ocorridas em 1969, a bordo de três grandes navios petroleiros transportando petróleo cru durante o processo de limpeza de tanques com jatos de água, indicaram que a diferença de potencial máxima dentro do tanque é proporcional à densidade de carga da névoa e ao quadrado da dimensão linear do tanque (ou, em outras palavras, proporciona V2/3 , onde V é o volume do tanque). Isto significa que o risco de ignição aumenta com o volume do tanque.

Relatórios técnicos indicam que a limpeza de um tanque com capacidade menor que 100 m3 apresenta um risco muito baixo, mas a limpeza de um tanque com a capacidade de 10 000 m3 ou superior possui risco mais elevado. O limiar de risco em função do volume está entre estes dois limites. O risco somente pode ser obtido se todas as condições forem conhecidas. Os regulamentos da Organização Marítima Internacional (IMO) para os navios petroleiros exigem que os tanques de petróleo a partir de 50 000 toneladas de porte bruto (dwt) somente podem ser limpos quando os tanques estão inertizados. Instruções detalhadas são indicadas no “International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals” (ISGOTT). 7.10.3 Limpeza de tanques com líquidos de baixa condutividade

Líquidos de baixa condutividade, por exemplo, hidrocarbonetos, carregam eletrostaticamente menos que a água durante a pulverização, pois eles possuem somente uma pequena concentração de íons dissociados. Pulverizar solventes de baixa condutividade pode ser considerado seguro nos casos descritos a seguir. No entanto, não convém que os solventes de limpeza contenham água ou partículas sólidas que possam formar uma segunda fase no líquido. Por esta razão, não convém que o solvente de limpeza seja reciclado a menos que o conteúdo de matéria estranha seja inferior a 0,5 %. Convém que o líquido no tanque seja drenado durante a limpeza para evitar o acúmulo de carga eletrostática no líquido que se acumula.

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7.10.4 Limpeza de tanques com jatos de água de alta pressão ou jatos de solventes (acima de 12 bar) Na indústria química, pequenos tanques e vasos (por exemplo, vasos de agitação) são frequentemente limpos utilizando bicos de jatos de alta pressão operando a pressões de até 500 bar. Suspeita-se que estes jatos possam criar uma elevada densidade de carga e potencial eletrostático no tanque durante a limpeza. Evidências experimentais, no entanto, têm demonstrado que o risco de ignição para tanques que contêm uma atmosfera inflamável de hidrocarboneto/ar é aceitável nas seguintes circunstâncias: a) Pulverização de água 1) Pequeno tanque de metal cilíndrico com até 3 m de diâmetro, e 2) Bico de pulverização com pressão máxima de 500 bar e fluxo máximo de 5 L/s. b) Pulverização com líquidos de baixa condutividade 1) Pequeno tanque de metal cilíndrico com até 5 m3 de volume, e 2) Bico de pulverização com pressão máxima de 50 bar e fluxo máximo de 1 L/s. Não convém que os líquidos de limpeza contenham mais do que 0,5 % de líquido contaminante ou particulados que possam formar uma segunda fase, e convém que sejam drenados durante a lavagem para evitar o acúmulo de carga eletrostática. Além disso, convém que todas as partes condutivas sejam aterradas. Uma operação segura somente pode ser considerada dentro dos limites acima, mas ao exceder estes limites não necessariamente geram uma situação de risco. Para estes casos, é necessário consultar um especialista. No caso de pequenos tanques com paredes isolantes, os limites são desconhecidos, mas em qualquer caso eles serão muito menores do que para pequenos tanques de metal. Isso porque, mesmo nas paredes de pequenos tanques de plástico carregados eletrostaticamente pelo processo de limpeza, podem ser geradas poças de líquidos condutivos que são conhecidas por produzir descargas centelhantes ao entrar em contato com as partes aterradas. Alternativamente, a utilização de líquidos de baixa condutividade pode gerar carregamento das paredes de pequenos tanques que são capazes de produzir descargas eletrostáticas ramificadas. Por estas razões, convém que a presença de uma atmosfera explosiva dentro de pequenos tanques isolados seja evitada durante o processo de limpeza, por exemplo, carregamento e descarregamento prévio com água, ou utilização de um líquido de limpeza com elevado ponto de fulgor. Para os casos onde exista o risco de formação de atmosfera explosiva e de ignição por eletrostática pode ser necessário consultar um especialista. 7.10.5 Limpeza de tanques com vapor Limpeza de tanques com vapor produz uma névoa eletrostaticamente carregada. Evidências experimentais indicam que isto não resulta em um perigo de ignição para tanques com volume de até 100 m3 que contenham uma atmosfera explosiva. No entanto, uma situação perigosa pode ocorrer com volumes maiores. 7.10.6 Sistemas de neblina de água Sistemas de neblina de água são utilizados principalmente para abater e dispersar atmosferas inflamáveis. Esses sistemas não operam em altas pressões e não produzem nuvens altamente carregadas de névoa. Desde que as atmosferas explosivas tenda a se dispersar ao invés de concentrar gotículas carregadas, não é esperado que a neblina provoque riscos de ignição por eletrostática. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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7.11 Sistemas com vidro 7.11.1 Generalidades


Descargas eletrostáticas dentro de sistemas com vidro ocorrem principalmente devido ao carregamento por líquidos de baixa condutividade ou misturas de poeira/ar. O acúmulo de carga é elevado quando existe um revestimento plástico de baixa condutividade na superfície do vidro. Partes condutivas (flanges metálicos, órios e válvulas) podem gerar centelhamentos e em condições ambientais, os revestimentos plásticos na superfície do vidro podem gerar descargas eletrostáticas ramificadas. Superfícies do vidro não revestidas somente podem gerar descargas eletrostáticas ramificadas se o ambiente estiver com baixa umidade relativa ou, por exemplo, se a temperatura da superfície estiver muito acima da temperatura ambiente. 7.11.2 Precauções a serem adotadas para líquidos de baixa condutividade

Perigos com líquidos de baixa condutividade podem ser reduzidos pela adoção das precauções recomendadas em 7.2. Para sistemas constituídos principalmente com vidro não revestido, no entanto, é necessário considerar os seguintes requisitos de aterramento.

Em áreas de zona 0 que podem conter gases e vapores do Grupo IIC (ver Anexo D), convém que todas as partes condutivas, como flanges metálicos, órios, válvulas ou equipamentos de medição sejam aterradas com uma resistência inferior a 1 MΩ. Para todos os sistemas metálicos, convém que a resistência seja inferior a 10 Ω. Se um valor significativamente maior for obtido, convém verificar a possibilidade de problemas da instalação, por exemplo, corrosão ou conexão solta. No caso de gases e vapores dos Grupos IIA e IIB, é necessário somente aterrar as partes condutivas com capacitância elétrica superior a 3 pF. Assim, não é necessário aterrar pequenos parafusos ou porcas (capacitância elétrica igual ou inferior a 3 pF). órios, válvulas ou selos com partes condutivas não aterradas, com capacitância superior a 3 pF e que podem não ser aterradas (por exemplo, devido a um revestimento isolante), não são adequados para utilização em sistemas com vidro. Se elementos geradores de carga eletrostática elevadas, como microfiltros, forem utilizados, podem ocorrer cargas eletrostáticas ramificadas a partir do vidro para a superfície condutiva. Nestas circunstâncias, convém que os flanges sejam constituídos de material isolante. Em áreas de zona 1 que podem conter gases e vapores dos Grupos IIB e IIC, são aplicáveis os mesmos requisitos para as partes condutivas aterradas com capacitância elétrica superior a 3 pF. Para áreas de zona 1 que podem conter gases e vapores do Grupo IIA, não convém que a capacitância elétrica exceda 6 pF. Em área de zona 2 é normalmente suficiente aterrar os flanges condutivos somente na vizinhança de elementos de grande geração de cargas, como bombas, microfiltros e bicos, desde que os tubos não excedam 50 mm de diâmetro. Para tubos com diâmetros de 50 mm ou superiores, convém que todos os flanges e partes metálicas de tamanho similar sejam aterrados. As restrições para o manuseio de líquidos de baixa condutividade em sistemas fabricados com vidro revestido com plástico (vidro com revestimento externo de plástico) são comparáveis àquelas para o manuseio destes líquidos em sistemas isolantes, e são indicadas em 7.3.4.6. As precauções para 88/206




manuseio de líquidos condutivos ou dissipativos, como água, ácidos, bases ou álcool, são as mesmas que para vidro não revestido. Convém que líquidos condutivos em sistemas com vidro e vidro revestido com metal sejam aterrados, por exemplo, por tubos de entrada ou saída condutivos ou conexão de metal aterrado na parte inferior do sistema (ver também 7.3.4.2). Quando do manuseio de solvente contendo poeiras úmidas, é recomendado consultar um especialista.

8 Eletricidade estática em gases 8.1 Generalidades O movimento dos gases puros ou uma mistura de gases gera pouca ou nenhuma eletricidade estática, mas se os gases contiverem partículas sólidas ou líquidas, estas podem se tornar carregadas. Em processos industriais, a presença destas partículas é comum. Estas partículas podem surgir devido à contaminação, como poeira ou gotículas de água, as quais podem ser de uma fase condensada do próprio gás, como a condensação de dióxido de carbono ou gotículas de vapor úmido, ou podem ser deliberadamente introduzidas, por exemplo, no jateamento ou pintura por pulverização. Exemplos de processos onde o carregamento de partículas pode dar origem a uma quantidade significativa de cargas eletrostáticas incluem: transferência pneumática de materiais, escape ou liberação de qualquer gás comprimido contendo partículas, liberação de dióxido de carbono liquefeito, utilização de aspiradores industriais, e pintura em spray. As partículas carregadas produzidas por estes mecanismos podem dar origem a uma série de tipos de descargas acendíveis: descargas por centelhas (ver A.3.2) podem ocorrer quando a carga se acumula nos materiais condutores que estejam isolados, como resultado de impacto ou da coleta das partículas; descargas ramificadas (ver A.3.4) podem ocorrer quando as nuvens carregadas ou jatos de partículas carregadas estão próximas de projeções metálicas aterradas; descargas ramificadas propagantes (ver A.3.5) podem ocorrer devido à colisão de partículas carregadas com finas camadas de material isolante; e descargas cônicas (ver A.3.7) podem ocorrer quando as partículas carregadas se agruparem, formando um cone, como em um silo. Não existem evidências para sugerir que descargas da forma como são as descargas atmosféricas (ver A.3.6) possam ocorrer em equipamentos de tamanhos industriais. Não é sempre possível evitar o carregamento eletrostático das partículas, mas a ignição pode ser evitada, assegurando que não haja a ignição da atmosfera explosiva ou impedindo as descargas acendíveis. As seguintes precauções que podem ser adotadas para evitar descargas acendíveis incluem: 1) assegurar que todos os metais e outros materiais condutores estejam aterrados (ver Seção 13); 2) evitar a utilização de materiais isolantes; 3) reduzir a densidade da carga, restringindo velocidades do fluxo ou por projeto de bico adequado; 4) remover as partículas. Para recomendações relativas às transferências pneumáticas de poeiras, ver Seção 9. Para recomendações sobre outros processos industriais, ver 8.2 a 8.8.


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8.2 Jateamento abrasivo com ar


Jateamento abrasivo com ar em superfícies é utilizado para limpeza ou preparação antes da pintura. O processo pode levar ao carregamento eletrostático da areia, do equipamento de jateamento, da mangueira e de qualquer bico ligado à ponta da mangueira. As centelhas podem ocorrer como resultado da fricção ou colisão da areia com objetos de metal não aterrados ou diretamente em partes do equipamento de jateamento. Se estes equipamentos forem utilizados onde pode haver atmosferas explosivas, todas as peças de metal na área e todas as partes do equipamento de jateamento, especialmente o bico ligado à ponta da mangueira, necessita ser aterradas. Convém que a mangueira seja condutiva ou dissipativa.

8.3 Extintores de incêndio Alguns modelos de extintor de incêndio pressurizados, principalmente aqueles que utilizam o dióxido de carbono, podem gerar nuvens altamente carregadas. Se houver um incêndio, isto é de pouca importância. No entanto, se tal equipamento estiver localizado onde uma atmosfera explosiva possa estar presente, convém que o reservatório e a tubulação correspondente sejam aterrados. Na ausência de fogo, não convém que o sistema seja operado para ensaios, demonstração ou inertização, até que tenha sido verificado que não exista misturas explosivas na área.

8.4 Inertização A inertização de um sistema, por exemplo, por meio da utilização de dióxido de carbono pressurizado, pode introduzir uma grande quantidade de partículas ou gotículas carregadas eletrostaticamente. Se o sistema contiver uma atmosfera explosiva, isso pode levar à ocorrência de descargas acendíveis, antes que seja adicionado material inerte em quantidade suficiente para assegurar que o ambiente deixe de ser explosivo. Para evitar o risco de ignição quando da inertização de recipientes que contenham misturas de gases inflamáveis ou suspensões de poeira, deve ser evitada a injeção de partículas. Sempre que possível, utilizar gases que não contenham partículas ou que não se condensem em fase líquida ou sólida, quando liberados a alta pressão, por exemplo, nitrogênio limpo e seco. Não convém utilizar vapor úmido para inertização de um recipiente contendo uma mistura inflamável de qualquer tipo. A utilização de vapor seco é aceitável, desde que toda a água condensada seja removida da tubulação antes da operação de inertização. Seja qual for a substância utilizada para a inertização, é recomendável introduzi-la lentamente por uma conexão de grandes dimensões. Isso minimiza o levantamento de sujeira nas tubulações e também a elevação de poeira ou formação de spray no interior do vaso.

8.5 Limpeza com vapor A emissão de vapor por um bico pode conter gotículas de água carregadas eletrostaticamente. Dentro de um vaso, a névoa carregada pode gerar campos elétricos elevados, dando origem a descargas acendíveis. Evidências experimentais apontam que estas gotículas carregadas não provocam um risco de explosão para tanques que contenham uma atmosfera explosiva com volume de até 100 m3. No entanto, pode existir uma situação de risco com tanques de volumes maiores.

Por esta razão, não convém que tanques com capacidades superiores a 100 m3, que podem conter uma atmosfera explosiva sejam limpos com vapor. Tanques menores podem ser limpos com vapor, 90/206




desde que os bicos de vapor e outras peças metálicas do sistema estejam aterrados de forma confiável; o vaso ou tanque a ser limpo esteja aterrado; e, sempre que possível, deve ser utilizado vapor seco ou superaquecido, evitando a formação de condensação nas tubulações.

8.6 Vazamento acidental de gases comprimidos Cargas perigosas podem ser produzidas quando os gases inflamáveis ou não inflamáveis contendo partículas líquidas ou sólidas forem liberados acidentalmente. Se existe a possibilidade de ocorrer um vazamento onde houver uma atmosfera explosiva, convêm que o vaso ou a tubulação, e quaisquer materiais condutores adjacentes sejam aterrados. Convém que objetos condutivos que podem ser movidos para uma área contendo uma atmosfera explosiva sejam aterrados antes que o objeto seja movido. Convém também que as pessoas que adentrem a área com tais vazamentos, por exemplo, para realizar reparos, estejam aterradas (ver Seção 13) e não convém que objetos isolantes sejam levados para esta área.

8.7 Pintura com tintas inflamáveis e poeiras combustíveis 8.7.1 Generalidades As nuvens de gotículas ou partículas produzidas por pintura com tinta inflamável ou poeira combustível são na maioria das vezes altamente carregadas. Como resultado, o equipamento de pintura, o objeto a ser pintado e qualquer outro objeto (incluindo as pessoas) dentro da área do spray podem também tornar-se carregados. Se a nuvem de gotículas ou partículas for inflamável, pode haver um risco de explosão. Os riscos são maiores com pintura eletrostática, poeira e pintura do tipo flock. Mesmo no caso de tintas à base de água, é possível a ocorrência de descargas ramificadas propagantes, por exemplo, durante um envernizamento eletrostático de carrocerias metálicas. Uma ventilação com circulação local também pode ser requerida para controlar o risco de explosividade. NOTA Os requisitos de segurança para esses processos são indicados nas EN 50050, EN 50059, EN 50176, EN 50177 e EN 50223.

Processos de pintura sem ar também podem originar níveis elevados de carga eletrostática e convém que as precauções apresentadas em 8.7.2 sejam observadas. O nível de carregamento eletrostático com equipamento de pintura atomizada com ar não é geralmente alto o suficiente para causar preocupação. No entanto, se centelhas ou choques eletrostáticos forem encontrados, convém que para este equipamento também sejam consideradas as precauções dadas em 8.7.2. Também precisam ser consideradas as operações para limpeza de equipamentos e cabines de pintura, especialmente se forem utilizados solventes inflamáveis. 8.7.2 Aterramento Convêm que o equipamento de pintura, todos os objetos metálicos nas proximidades da área de pintura ou da nuvem de poeira e, em particular, o objeto que estiver sendo pintado sejam aterrados (ver Seção 13). A camada de tinta ou depósitos de poeiras podem impedir a ligação ao terra dos dispositivos de posicionamento (jigs) e ganchos de suspensão. Este problema pode ser evitado por meio de um projeto adequado e limpeza regular. As pessoas que operam o equipamento necessitam também estar aterradas (ver Seção 11).


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8.7.3 Cabines plásticas para pintura


Devido ao risco de descargas ramificadas, não convém que cabines de pintura feitas de materiais isolantes sejam utilizadas para pinturas com tintas inflamáveis. Estas cabines plásticas são aceitáveis para a pintura contendo poeira eletrostática, somente se puder ser demonstrado que não existe o risco de ignição. As cabines de material condutivo ou dissipativo são aceitáveis para todos os tipos de pintura, desde que estas estejam aterradas. Convém evitar a aplicação de folhas isolantes de proteção em superfícies condutivas ou dissipativas, pois podem levar a perigosas descargas ramificadas propagantes.

8.8 Aspiradores fixos e móveis 8.8.1 Generalidades

Sistemas de limpeza a vácuo podem gerar grandes quantidades de cargas eletrostáticas. O material, na forma de poeira, partículas, gotículas ou pequenos objetos, pode tornar-se eletrostaticamente carregado, uma vez que é aspirado pelo bocal e pelo tubo para dentro do sistema de coleta. Se existirem peças de metal no interior do sistema de coleta que não estejam interligados a este sistema ou aterradas, estas peças podem atingir uma tensão elevada. Descargas acendíveis por centelha (ver A.3.2) podem ocorrer entre as partes de metal ou entre o sistema e o terra. Descargas ramificadas (ver A.3.4) podem ocorrer também dentro do sistema entre o acúmulo de material carregado e o metal aterrado. 8.8.2 Sistemas fixos Se o equipamento for utilizado para a coleta de materiais inflamáveis, convém que todas as partes condutivas e metálicas do sistema sejam interligadas entre si e aterradas. É importante assegurar que o bocal de metal esteja e permaneça ligado à mangueira flexível de conexão. Convém que esta mangueira seja condutiva ou dissipativa (ver Tabela 15 para líquidos e 9.3.3 para sólidos). Mangueiras interligadas eletricamente também são aceitáveis se forem construídas de modo que descargas ramificadas possam ser geradas (ver 7.7.3) ou se não houver presença de gases e vapores inflamáveis. Convém que a mangueira, além de ser interligada ao sistema de coleta, também seja aterrada e que sejam convenientemente instaladas fora da área classificada. Em alguns casos onde as tubulações utilizadas são longas, a utilização de mangueiras dissipativas pode não apresentar uma resistência elétrica suficientemente baixa para a ligação ao terra dos componentes condutores do final da tubulação (por exemplo, bicos), podendo ser necessária uma ligação dedicada do terra a estes componentes condutores. Se o sistema puder ser utilizado para a coleta de líquidos, vapores ou gases inflamáveis, convém que o sistema seja especialmente projetado para este propósito, a fim de evitar o risco de descargas propagantes. O atual estágio de conhecimento indica que não há risco de ignição provocado por descargas propagantes no caso de poeiras metálicas, contanto que não haja gases ou vapores inflamáveis (ver A.3.4).

Convém que o equipamento filtrante feito de material condutivo aterrado seja utilizado onde os vapores inflamáveis estão presentes ou onde são manuseadas poeiras condutivas não metálicas com um MIE (energia mínima de ignição) menor que 30 mJ. Convém que estes equipamentos também sejam utilizados para poeiras metálicas combustíveis com MIE inferior a 30 mJ, desde que a utilização de coletores de poeira do tipo seco não seja expressamente proibida pela legislação vigente. Convém que a resistência de aterramento seja inferior a 100 MΩ. A utilização de filtros de fibras contendo filetes condutivos também ajuda a reduzir a carga de corona na poeira e no filtro.

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Para evitar choque eletrostático, convém que as partes condutivas de todos os sistemas de coleta sejam aterradas, mesmo quando eles não são utilizados para coleta de materiais inflamáveis (ver Seção 13). Convém que os sistemas fixos de grande porte sejam considerados sistemas para transporte pneumático (ver Seção 9). 8.8.3 Sistemas portáteis Se o equipamento for utilizado para a coleta de materiais inflamáveis, convém que todas as partes condutivas e metálicas do sistema sejam interligadas e aterradas. É importante assegurar que o recipiente esteja sempre aterrado, quando estiver em utilização. Isto pode ser feito utilizando o cabo de alimentação ou, no caso de equipamentos acionados por ar comprimido, por meio de uma mangueira de material condutivo ou mangueira eletricamente interligada ao sistema de ar comprimido. Não convém que o equipamento que não possa ser aterrado (por exemplo, porque a camada externa é isolante; ver 3.15) e que não tenha uma continuidade elétrica entre o bocal e o receptor seja utilizado em áreas classificadas (ver Anexo D). 8.8.4 Caminhões a vácuo (vacuum trucks) Convém que caminhões a vácuo sejam conectados a um local aterrado designado antes de iniciar qualquer operação. Em áreas onde o local de aterramento não estiver presente, ou seja, em que são requeridas as hastes de aterramento portáteis, ou onde houver dúvidas sobre a qualidade do aterramento do local, convém que a resistência ao terra seja verificada antes de qualquer operação. Quando o caminhão a vácuo é conectado a um terra verificado, não convém que a resistência de ligação entre o caminhão e o terra verificado exceda 10 Ω para conexões metálicas ou 1 MΩ para todas as outras conexões de outras partes do sistema. Convém que este requisito seja verificado com um sistema fixo de aterramento para caminhões ou com um ohmímetro portátil. Também convém que as adequações eletrostáticas das mangueiras utilizadas sejam verificadas de acordo com 7.7.3 ou 9.3.3.

9 Eletricidade estática em poeiras 9.1 Generalidades De acordo com experiências, a explosividade do material a granel, desde poeiras finas de material particulado até lascas, aumenta com a diminuição do tamanho das partículas, diminuindo a energia mínima de ignição (MIE). Convém que a avaliação de risco de explosão tenha sempre como base a energia mínima de ignição do menor tamanho das partículas que podem estar presentes. Esta partícula de menor tamanho é normalmente obtida pelo peneiramento de uma amostra em uma peneira de 63 μm de malha. NOTA 1 Para uma lista de MIE de poeiras, ver relatório BIA de 12/97 “Combustion and explosion characteristics of dusts”. Um método para a determinação do MIE é dado nas IEC 61241-2-3, ASTM E2019-03 e EN 13821. NOTA 2 O MIE de poeiras é variável, dependendo de vários parâmetros, que normalmente não são detalhados em fontes de dados da literatura (distribuição granulométrica, teor de solvente, umidade etc.).


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Se a energia mínima de ignição (MIE) correspondente for superior a 1 J e não houver gases ou vapores inflamáveis presentes, medidas especiais para evitar riscos de ignição por eletricidade estática normalmente não são necessárias. Uma eventual exceção é onde seja possível a propagação de descargas ramificadas (ver 9.2 d)).


NOTA

Precauções podem ser necessárias para minimizar o risco de choque eletrostático. Ver 12.2.

Materiais a granel são classificados em três grupos, dependendo da sua resistividade volumétrica: a) poeira de baixa resistividade, com resistividade volumétrica ρ ≤ 1 MΩ m; b) poeira de média resistividade, com resistividade volumétrica 1 MΩ m < ρ ≤ 10 GΩ m; c) Poeira de alta resistividade, com resistividade volumétrica ρ > 10 GΩ m. NOTA

Para os métodos de medição de resistividade, ver a IEC 60079-32-2 7

Na prática, as poeiras de baixa resistividade são raras. Mesmo poeiras metálicas não permanecem condutivas por muito tempo, porque filmes de óxido se formam na superfície e aumentam a sua resistividade. Uma exceção é, no entanto, o carbono negro (negro de fumo). Durante o manuseio de materiais a granel, o carregamento eletrostático ocorre normalmente. Para evitar os perigos de acúmulo de carga, medidas adicionais de proteção contra a ocorrência de explosão podem ser necessárias, como inertização, a utilização de equipamentos com tipo de proteção Ex, sistemas de alívio da explosão ou supressão da explosão.

9.2 Descargas, ocorrências e capacidade de geração de ignição A geração e a retenção de carga eletrostática na poeira ou no equipamento geram um risco apenas se a carga for subitamente liberada na forma de uma descarga que possa causar uma ignição. Poeiras e equipamentos carregados podem dar origem a vários tipos de descargas e elas variam muito na capacidade de geração de ignição (ver A.3.2 a A.3.7). A capacidade de geração de ignição e outros detalhes destas descargas, aplicáveis para o manuseio da poeira são, as seguintes: a) Descargas centelhantes: a capacidade de geração de ignição de descargas centelhantes pode ser avaliada normalmente comparando a energia armazenada (ver A.3.2), com o MIE da poeira combustível em questão (ver C.6). As descargas centelhantes podem ser evitadas por meios de ligação ao terra, de todas as partes condutivas do equipamento, produtos condutivos e também as pessoas; b) Descargas ramificadas: o conhecimento atual indica que, independentemente da sua MIE, poeiras combustíveis não são capazes de entrar em ignição por descargas ramificadas, desde que não existam gases ou vapores inflamáveis (ver A.3.4). Ao manusear grandes quantidades de poeira de média ou alta resistividade, descargas ramificadas podem não ser evitadas (ver B.3.7); c) A presença de contaminantes (por exemplo, solvente, graxa ou umidade) pode afetar o risco potencial de ignição, quando se utiliza plástico isolante na presença de poeiras.

7

A ser publicada.

NOTA BRASILEIRA

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d) Convém que cuidados sejam tomados quando do manuseio de solventes com poeira úmida, visto que estes podem liberar vapores inflamáveis durante um longo período de tempo, com um MIE muito menor do que a poeira seca. Convém que considerações sejam feitas se o MIE resultar em um valor menor que 1 mJ, devido a estes mecanismos, ao contrário da poeira seca. e) Descargas por efeito corona: descargas por efeito corona podem não causar a ignição de poeiras combustíveis. Quando do manuseio de grandes quantidades de poeiras médias ou não condutivas, descargas por efeito corona podem não ser evitadas; f)

Descargas ramificadas propagantes: a energia liberada em uma descarga ramificada propagante pode ser calculada e são típicos valores superiores a 1 J. Exemplos de um cálculo e mais detalhes de descargas ramificadas propagantes são dados em B.3.9;

g) Descargas cônicas: descargas cônicas podem ocorrer quando poeiras altamente carregadas eletrostaticamente são carregadas para o interior de um silo. Considera-se provável que os gases e vapores inflamáveis e também poeiras combustíveis possam causar ignição por estas descargas (ver também A.3.7); h) Descargas, como raios: tais descargas, embora teoricamente possíveis, não foram observadas nas operações industriais.

9.3 Procedimentos e medidas 9.3.1 Generalidades Convém que os parâmetros ou procedimentos do processo sejam determinados de uma forma que minimizem o carregamento eletrostático. Convém que isto seja alcançado por meio da aplicação de algumas ou todas as seguintes precauções: a) aumentando a condutividade do material a granel, por exemplo por revestimento, b) substituindo equipamento isolante por equipamento condutivo ligado ao terra, c) umidificando a poeira, d) ionizando, e) reduzindo a quantidade de finos no material a granel, por exemplo, evitando as frações finas, causada pelo manuseio e pela abrasão, f)

limitando a dispersão, por exemplo, transporte em fase densa ao invés de transporte em fase diluída,

g) reduzindo a velocidade de transporte, a vazão ou a velocidade do ar, h) evitando grandes pilhas de material a granel, i)

dando preferência ao transporte por gravidade ao invés de transporte pneumático,

j)

utilizando mangueiras condutivas ou antiestáticas no transporte pneumático.


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9.3.2 Umidificação


Caso a umidificação seja utilizada como medida para dissipar as cargas eletrostáticas de material a granel, normalmente uma umidade relativa de 70 % a 23 °C é necessária. Este método pode não ser efetivo em transporte em alta velocidade e para produtos quentes. Isto também pode afetar adversamente as propriedades de fluxo de algumas poeiras combustíveis. NOTA O ar é um mau condutor de eletricidade. A umidificação não é efetiva como um meio de dissipação da carga eletrostática a partir de uma nuvem de poeira. No entanto, uma umidade relativa elevada diminui a resistividade de superfície de diversas poeiras, com a exceção da maioria dos polímeros e, desta forma, pode aumentar a taxa de diminuição da carga eletrostática da poeira a granel.

9.3.3 Mangueiras para transferências pneumáticas

As definições de mangueiras antiestáticas e condutivas em 7.7.3.4 não se aplicam às mangueiras utilizadas em transporte pneumático de materiais a granel. Para este tipo de transporte pneumático, convém que a resistência de fuga ao terra a partir de qualquer ponto da parede interna da mangueira seja inferior a 100 MΩ (medida de acordo com a ISO 8031). 9.3.4 Ionização

A condutividade de misturas de poeira com o ar pode ser aumentada pela ionização. Pode ser possível evitar depósitos de poeira por ionização. Não é possível evitar os riscos quando do manuseio de grandes quantidades de material a granel e de grandes nuvens de poeira.

NOTA É difícil prover a ionização necessária para distâncias relativamente grandes, por exemplo, maiores que 100 mm. Além disso, a carga total a ser neutralizada é muitas vezes maior do que um sistema de ionização pode prover.

Descargas locais, a partir de captores ou fios pontiagudos ligados ao terra, podem ser importantes tanto nas nuvens de poeira quanto em poeira a granel, quando a intensidade do campo elétrico for próxima do valor de ruptura (breakdown). Não convém que os captores ou fios pontiagudos ligados ao terra se rompam total ou parcialmente. NOTA 1 Estes captores ou fios de aterramento colocados no ponto de carregamento da poeira, como no ponto de entrada da poeira em um vaso, podem reduzir a energia das descargas individuais a um nível baixo. Estes captores ou fios de aterramento também podem fornecer um caminho seguro ao terra, para a carga acumulada quando a poeira entra em um vaso isolante.

NOTA 2 Partes soltas (por exemplo, se partes do captor ou fio quebrarem) podem comportar-se como capacitores carregados e provocar uma descarga centelhante. NOTA 3 No caso de captores ionizantes ativos, a sua contaminação pontual pode levar ao aquecimento resistivo, possivelmente causando incêndios que necessitam ser evitados.

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9.4 Materiais a granel na ausência de gases e vapores inflamáveis 9.4.1 Generalidades Para estes casos, é considera-se que a poeira seja manuseada e processada livre de quaisquer gases ou vapores inflamáveis, se: a) com o material a granel não inflamável, a concentração de gases e vapores estiver abaixo do limite inferior de explosividade (LIE), b) com o material a granel inflamável, a concentração de gases e vapores for inferior a 20 % de seu LIE. NOTA Isto é muito comum se, imediatamente após um processo de secagem, a concentração total de solvente residual no material a granel for inferior a 0,5 %, a poeira for subsequentemente manuseada à temperatura ambiente e que não for realizado qualquer outro processo adicional de geração de frações finas.

9.4.2 Equipamentos e componentes fabricados de materiais condutivos ou dissipativos Em áreas classificadas, convém que todos os equipamentos e componentes feitos de materiais condutivos e dissipativos sejam ligados ao terra, por exemplo, embalagens laminadas com camadas condutivas e recipientes não estacionários revestidos. Para as seguintes situações, os requisitos do aterramento podem ser desconsiderados: a) se puder ser comprovado que os componentes feitos de materiais condutivos e dissipativos não se tornam-se carregados durante operação normal e possíveis situações de mau funcionamento; ou b) se a energia máxima que pode ser armazenada nos componentes isolados for muito menor do que o MIE do material a granel; ou c) se a capacitância do componente não exceder o valor aplicável apresentado na Tabela 2. 9.4.3 Equipamentos e componentes fabricados com materiais isolantes Equipamentos e componentes fabricados com materiais isolantes são permitidos somente se não ocorrer acúmulo de carga perigosa. Se equipamentos e componentes fabricados de materiais isolantes na forma de tubos, mangueiras, recipientes, chapas, revestimentos e forros forem utilizados, o acúmulo de carga é esperado. Carregamento de superfícies isolantes pode resultar na propagação de descargas ramificadas com energias típicas superiores a 1 J, quando acompanhadas de áreas condutivas a uma distância inferior a 10 mm. Se forem utilizados filmes isolantes, camadas ou revestimentos com rigidez dielétrica abaixo de 4 kV, não resultam na propagação de descargas ramificadas capazes de causar uma ignição nos materiais a granel. Como o carregamento de material condutivo isolado pode causar descargas por centelhamento, a combinação de materiais condutivos, dissipativos e isolantes somente é permitida, se todas as partes condutivas e dissipativas forem adequadamente aterradas. 9.4.4 Separadores de poeiras Em separadores para poeiras combustíveis, não convém que filtros isolantes interrompam as conexões de aterramento de peças feitas de materiais condutivos ou dissipativos, por exemplo, e de NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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gaiola do filtro de manga ou grampos metálicos para manter as telas do filtro no lugar. Particularmente, quando o MIE do material a granel é inferior a 3 mJ, assegurar que o aterramento de todas as partes metálicas, como grampos etc., as quais possuem uma capacitância superior a 10 pF, seja de grande importância. Este limite se deve à experiência prática, onde é praticamente impossível ter certeza de que as menores peças metálicas (parafusos individuais, grampos etc.) estão sempre ligadas ao terra com conexão por cabos. Convém que o aterramento e a ligação sejam assegurados pela sua própria construção ou pelas propriedades dos materiais utilizados. Para esta finalidade, a utilização de filtros feitos de tecidos de fibras contendo fios condutivos tem demonstrado serem muito úteis, ou a utilização de telas de filtros normais com tiras de cobre costuradas em torno da extremidade do filtro, que automaticamente ligam os es de gaiola e os grampos metálicos. Convém que filtros de tecidos feitos de material condutivo e aterrados sejam sempre utilizados onde os vapores inflamáveis estiverem presentes ou onde poeiras condutivas não metálicas com um MIE inferior a 30 mJ forem manuseadas. Convém também que estes tecidos sejam utilizados para poeiras metálicas combustíveis com MIE inferior a 30 mJ, desde que coletores de poeira do tipo seco não sejam expressamente proibidos pelo regulamento vigente. Convém que a resistência ao terra seja inferior a 100 MΩ. A utilização de fibras contendo fios condutivos também auxilia a reduzir a carga sobre a poeira e filtro por efeito corona. NOTA Poeiras de Al, Mg, Ti e Zr possuem geralmente MIE inferior a 30 mJ, enquanto que poeiras de Fe, Co, Ni, Cu e Mn geralmente excedem este limite. Mais detalhes podem ser encontrados na NFPA 484, que trata de metal combustível.

9.4.5 Silos e contêineres 9.4.5.1 Generalidades

Convém que materiais a granel sejam manuseados e processados de tal forma que seja evitado o acúmulo de uma carga perigosa. Uma carga perigosa pode ser acumulada no material a granel, bem como sobre a parede do silo ou contêiner.

NOTA Aplicável aos grandes silos e contêineres, bem como também aos pequenos contêineres móveis, caixas, tambores, sacos, contêiner intermediário de produto a granel flexível (FIBC – flexible intermediate bulk containers) ou outras embalagens. Os requisitos específicos para contêineres do tipo FIBC são indicados em 9.6.

As Figuras 1 a 3 detalham como avaliar o risco de carregamento eletrostático do material a granel, durante o carregamento de um silo ou contêiner. Se requerido, medidas precisam ser adotadas contra a ocorrência de descargas cônicas, atmosféricas ou por centelhamento. O diagrama de fluxo a ser escolhido depende da resistividade do material a granel: Figura 1: Avaliação de material a granel de baixa resistividade (ρ ≤ 1 MΩ m) Figura 2: Avaliação de material a granel de média resistividade (1 MΩ m < ρ ≤ 10 GΩ m)

Figura 3: Avaliação de material a granel de alta resistividade (ρ > 10 GΩ m) NOTA Nas Figuras 2 e 3, Wdescarga cônica significa a máxima energia esperada da descarga cônica (ver A.3.7).

Como uma alternativa para a medição da intensidade do campo elétrico sobre a quantidade de poeira, a intensidade do campo pode ser estimada por meio da modelagem do campo elétrico no interior do silo de carga, considerando a redução da carga eletrostática durante o procedimento de carregamento. Convém que estes cálculos do modelo tenham como base a relação entre carga eletrostática e massa, 98/206




densidade e taxa de carregamento do material particulado, a permissividade relativa e resistividade do material particulado a granel, bem como da geometria do silo. Se o campo elétrico dirigido radialmente permanecer abaixo de 3 MV/m, o critério para o campo do material particulado a granel é atendido. A diferença entre o valor médio do campo elétrico de 500 kV/m acima da abertura da descarga e o valor-limite de 3 MV/m baseia-se na distribuição de campo dentro dos silos, onde o campo máximo é sempre dirigido radialmente contra a parede do silo, medido na parede do silo e não axialmente sobre a quantidade de material particulado. Para avaliar o acúmulo da carga eletrostática na parede dos silos e contêineres, convém que o descrito em 9.3 e 9.4 seja considerado em conjunto. Durante a descarga de silos e contêineres sem a presença de gases e vapores inflamáveis, geralmente não é esperado o acúmulo de cargas eletrostáticas perigosas no material a granel. Também é requerida uma análise separada para todos os dispositivos de descarga e transferência. NOTA

Ver também 9.3.

No entanto, convém ter em mente que a maioria das operações de descarga é seguida de uma operação de carregamento do próximo silo ou contêiner. Convém que silos e contêineres condutivos estejam aterrados continuamente, e convém que silos e contêineres dissipativos estejam aterrados durante o carregamento e descarregamento.


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INÍCIO

Silo ou contêiner condutivo ou dissipativo aterrado

sim

não

não

Resistência de aterramento do material a granel < 100 MΩ

sim

Campo elétrico

não

sim

Documentação de experiências comprovadas de processo seguro*

não


sim

E < 500 kV/m em nuvem de poeira

não

Potencial elétrico da quantidade de material particulado < 300 V

sim

V < 100 m3 ou ∅ < 3 m

sim

não

sim

Risco de ignição associado à nuvem de poeira pode não ser excluído

não Risco de ignição associado com quantidade de material particulado ou nuvem de poeira não é esperado

Risco de ignição associado à quantidade de material particulado pode não ser excluído

Figura 1 – Fluxograma: Avaliação do material a granel com ρ ≤ 1 MΩ m

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INÍCIO

Silo ou contêiner condutivo ou dissipativo aterrado

sim

não

não

Energia:

sim

Campo elétrico

não

não

sim


não

Campo elétrico acima da quantidade de poeira E < 500 kV/m

sim


Wdescarga cone < MIE

Enchimento do silo ou contêiner com V < 0,25 m3 por gravidade

sim

V < 100 m3 ou ∅ < 3 m

sim

não

sim


não Risco de ignição associado com quantidade de poeira ou nuvem de poeira não é esperado

Risco de ignição associado à quantidade de poeira pode não ser excluído

Figura 2 – Fluxograma: Avaliação do material a granel com 1 MΩ m < ρ ≤ 10 GΩ m


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INÍCIO

Energia: Wdescarga cone < MIE

sim

não

não

Enchimento do silo ou contêiner com V < 0,25 m3 por gravidade

sim

Campo elétrico

não

sim


não


sim


não

Campo elétrico acima da quantidade de poeira E < 500 kV/m

sim

V < 100 m3 ou ∅< 3 m

sim

não

sim


não Risco de ignição associado com quantidade de poeira ou nuvem de poeira não é esperado

Risco de ignição associado à quantidade de poeira pode não ser excluído

Figura 3 – Fluxograma: Avaliação do material a granel com ρ > 10 GΩ m

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9.4.5.2 Documentação de experiências de processos seguros comprovados Seguindo um dos fluxogramas das Figuras 1 a 3, o risco de ignição está excluído com base nesta etapa de decisão, “Documentação de experiências de processos seguros comprovados”, uma vez que os riscos de explosão foram analisados em detalhes e submetidos a uma avaliação. Neste contexto, deve-se ter em mente que pequenas alterações no processo, produto, equipamento, pacotes etc., podem ter um efeito significativo na ocorrência e descargas capazes de provocar uma ignição, bem como sobre a possibilidade de presença e a concentração de uma atmosfera explosiva. As justificativas aplicáveis explicando até as menores mudanças e suas possíveis consequências necessitam ser registradas em um documento que estabeleça os critérios para a proteção contra a ocorrência de explosões. Em todos os casos, convém que medidas de proteção sejam adotadas (por exemplo, ventilação para orientação da propagação da explosão, inertização, projeto para contenção), onde as fontes de ignição possíveis podem não ser excluídas e a atmosfera explosiva está presente. NOTA Na Europa, os documentos de proteção contra a ocorrência de explosão são elaborados de acordo com a Diretiva 99/92/EC.

9.4.5.3 Contêineres condutivos e dissipativos com revestimentos condutivos ou dissipativos Além das medidas indicadas em 9.3, somente revestimentos condutivos e dissipativos convém que sejam utilizados em áreas classificadas, se eles estiverem aterrados com segurança e se eles permanecerem aterrados quando retirados ou colocados no contêiner. Isto pode ser estabelecido, por exemplo, pelo aterramento confiável do contêiner e também do aterramento confiável da pessoa, quando os revestimentos forem retirados ou colocados no contêiner. Caso contrário, não convém que revestimentos condutivos e dissipativos que sejam retirados ou colocados no contêiner em uma área classificada. 9.4.5.4 Contêineres condutivos ou dissipativos com revestimentos isolantes Convém que revestimentos isolantes sejam evitados de modo geral devido ao risco de ocorrência de descargas ramificadas propagantes. Estes revestimentos isolantes somente podem ser utilizados se, além das medidas indicadas em 9.3, pelo menos uma das condições a seguir for atendida: a) volume < 0,25 m3, b) tensão de ruptura < 4 kV (6 kV no caso de tecidos entrelaçados), c) espessura do revestimento > 10 mm, d) evidência documentada de que não ocorrerá descargas ramificadas propagantes. NOTA Descargas ramificadas propagantes podem ocorrer, dependendo da espessura, da resistividade e da tensão de ruptura do revestimento, bem como das propriedades elétricas do material a granel. A ocorrência destas descargas ramificadas propagantes não é esperada para pinturas com camada fina e revestimentos poliméricos com espessura < 50 μm, tipicamente encontrados dentro de contêineres, devido à baixa tensão de ruptura destes revestimentos.

Se o material a granel possuir uma resistividade menor que 100 MΩ m, convém que este seja aterrado. O aterramento pode ser obtido, por exemplo, pela introdução de uma ou várias hastes de metal ou tubos de metal dentro do contêiner inserido até o fundo. Convém que estes sejam introduzidos antes da adição do material condutivo a granel, de forma a manter contato com o material a granel.


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9.4.5.5 Contêineres isolantes


Convêm que contêineres isolantes, de um modo geral, sejam evitados devido ao risco da ocorrência de descargas ramificadas propagantes. Estes contêineres isolantes somente podem ser utilizados se, além das medidas indicadas em 9.3, pelo menos uma das condições de a) até d), em 9.4.5.4 for atendida. Se o material a granel possuir uma resistividade menor que 100 MΩ m convém que este seja aterrado. Descargas cônicas convém que sejam evitadas. NOTA Descargas ramificadas propagantes podem ocorrer, dependendo da espessura, da resistividade e da tensão de ruptura do contêiner, bem como das propriedades elétricas do material a granel.

9.4.5.6 Contêineres isolantes com revestimentos

Não convêm que revestimentos condutivos, de um modo geral, sejam utilizados em contêineres isolantes, devido ao risco de ficarem isolados do terra. Se revestimentos condutivos forem indispensáveis convém que eles sejam aterrados de uma forma confiável. Convém que revestimentos isolantes em contêineres isolantes sejam analisados como contêineres isolantes de acordo com 9.4.5.5.

9.5 Requisitos adicionais para materiais a granel na presença de gases ou vapores inflamáveis 9.5.1 Generalidades

Na presença de gases ou vapores inflamáveis, uma combinação da concentração de gás ou vapor e da concentração do material a granel em suspensão (ver 3.14) pode determinar a formação de um gás inflamável ou mistura de vapor/ar ou então uma mistura híbrida (mistura de gases ou vapores inflamáveis e poeira combustível no ar). A energia mínima de ignição (MIE) da mistura é determinada principalmente pela quantidade de gás ou vapor e geralmente se situa abaixo do MIE somente da poeira. O gás/vapor inflamável pode surgir a partir de outra fonte (por exemplo, se uma poeira for adicionada a um líquido inflamável), ou a partir da própria poeira combustível (por exemplo, se contiver solvente em quantidade significativa que possa evoluir para gás inflamável). Convém que cuidados especiais sejam tomados quando do manuseio de solvente na forma de poeira úmida, uma vez que descargas ramificadas desenvolvidas no gás/vapor ou em atmosfera híbrida podem não ser evitadas, quando do manuseio de grandes quantidades de poeira isolada ou de média resistividade. Em vez de diferenciar entre baixa, média ou alta resistividade de material a granel, como é o caso de quando não há presença de gases ou vapores inflamáveis, o limite da resistividade do material a granel a ser considerado na presença de gases e vapores inflamáveis é de somente 100 MΩ m. Os requisitos indicados a seguir são aplicáveis somente para gases e vapores dos grupos IIA e IIB. Em áreas classificadas do grupo IIC é necessária a inertização. 9.5.2 Medidas para resistividade igual ou maior que 100 MΩ.m Convém que a manipulação do material solvente úmido a granel em local aberto com uma resistividade maior ou igual a 100 MΩ m, normalmente, seja evitada. Quando o manuseio destes materiais não puder ser evitado, medidas adicionais de prevenção ou proteção contra a ocorrência de explosão são normalmente requeridas, particularmente quando do manuseio de grandes quantidades de material. Estas medidas são: a) inertização, 104/206




b) processamento de material solvente úmido sob vácuo, c) processamento a uma temperatura significativamente abaixo do ponto de fulgor (flash point), d) processamento dentro de equipamentos à prova de explosão, e) exclusão da mistura híbrida, ou f)

medidas construtivas especiais.

NOTA O manuseio de material a granel com uma resistividade maior ou igual a 100 MΩ m normalmente gera um alto nível de cargas eletrostáticas, e descargas ramificadas podem não ser evitadas, gerando uma possível ignição.

9.5.3 Medidas para resistividade menor que 100 MΩ.m Se a resistividade do material a granel for menor que 100 MΩ m, por exemplo no caso de material a granel contendo um solvente polar, convém que o material a granel seja manuseado em um equipamento condutivo aterrado ou qualquer outro tipo de equipamento que forneça uma área de contato de terra, suficientemente grande para assegurar um contato adequado com o material a granel. NOTA 1 No caso de grandes quantidades de material a granel, uma amostra representativa é requerida para uma avaliação da resistividade. Em vez da resistividade, também pode ser utilizado o tipo de material e o teor de solvente para a avaliação. NOTA 2 O material a granel, bem como o líquido inflamável, pode se tornar eletrostaticamente carregado com um potencial eletrostático perigoso quando do abastecimento de um contêiner ou adicionado a um líquido.

9.5.4 Carregamento de material a granel no interior do contêiner O carregamento de material a granel no interior do contêiner que contém gases ou vapores inflamáveis pode levar à geração de nível de cargas eletrostáticas perigosas no contêiner, ou no revestimento, ou na tubulação de descarga ou funil, ou na queda do produto no interior do receptor de coleta, ou no receptor de coleta, ou no produto no receptor de coleta ou nas pessoas que estão executando a operação de carregamento. O carregamento do material a granel é, portanto, preferencialmente realizado com um sistema fechado e automatizado, tipicamente sob uma atmosfera de gás inerte. NOTA 1 A carga eletrostática acumulada durante o carregamento do material a granel a partir de tambores metálicos ou plásticos ou de sacos plásticos causaram incêndios e explosões no ado. NOTA 2 A geração da carga eletrostática ocorre quando um material a granel é removido a partir de um contêiner ou saco ou, se este material flui através de uma tubulação de descarga ou funil.

Convém evitar a adição manual para um recipiente aberto, sempre que possível. Se a adição de poeira para um contêiner aberto que contenha uma atmosfera explosiva não puder ser evitada, convém que medidas especiais sejam adotadas para reduzir a geração de cargas eletrostáticas, das seguintes formas: a) Convém que contêineres ou sacos a serem esvaziados sejam fabricados com material condutivo ou dissipativo. b) Convém que durante o descarregamento, contêineres ou sacos condutivos sejam aterrados e que contêineres ou sacos fabricados com materiais dissipativos estejam em contato com o terra ou aterrados. NOTA 1 Exemplos de materiais dissipativos utilizados para fabricar contêineres incluem papel, material composto dissipativo e alguns tipos de papéis laminados plásticos. Para sacos fabricados com material dissipativo, por exemplo, sacos de papel, um contato aterrado através das mãos do operador é suficiente. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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ABNT/CB-003 PROJETO ABNT IEC/TS 60079-32-1 NOV 2019 Nestes casos, convém que o piso, os sapatos, e as luvas também sejam dissipativas e não convém que a resistência ao terra seja aumentada por contaminantes.


NOTA 2 Durante o armazenamento, as propriedades dissipativas do saco podem ser perdidas pelo envelhecimento, adsorção, ou se a umidade relativa do ar for baixa. Medidas para aumentar a umidade relativa do ar na área de armazenamento podem ser necessárias, especialmente no período de inverno. NOTA 3 Sacos plásticos dissipativos não são normalmente aterrados por uma abraçadeira aterrada mas por contato ao terra, por exemplo, somente pelo operador. NOTA 4 É mais adequado manusear sacos e sacolas etc. em uma prateleira com e condutivo ou mesa com uma superfície limpa conectada ao terra.

c) Não convém que revestimentos isolantes sejam utilizados se estes puderem entrar em contato com gases ou vapores inflamáveis. d) Convém que revestimentos condutivos sejam utilizados somente em contêineres condutivos ou dissipativos. Convém assegurar que estes revestimentos estejam com um contato adequado com o contêiner aterrado e permaneçam aterrados quando estes revestimentos forem colocados ou retirados do interior do contêiner. Caso contrário, estes revestimentos não devem ser colocados ou retirados do interior do contêiner em uma área classificada. Durante o manuseio, não convém que o revestimento se desprenda do contêiner. e) Convém que revestimentos dissipativos sejam utilizados em contêineres condutivos ou dissipativos. Convém assegurar que estes revestimentos estejam com um contato adequado com o contêiner aterrado e permaneçam aterrados quando estes revestimentos forem colocados ou retirados do interior do contêiner. Não convém que durante o manuseio, o revestimento se desprenda do contêiner. f)

Convém que sacos de múltiplas camadas ou sacos com cobertura isolante sejam evitados sempre que possível. Se estes tiverem que ser utilizados por alguma razão, as seguintes condições precisam ser atendidas: —— Não convém que a espessura do revestimento isolante seja maior que 2 mm, e —— Convém que todas as camadas condutivas ou dissipativas do saco sempre estejam aterradas ou em contato com o terra.

g) Convém que os dispositivos auxiliares para a adição do material a granel sejam condutivos e aterrados. Convém que qualquer tubulação de descarga ou funil tenha um comprimento máximo de 3 m. NOTA

Exemplos destes dispositivos auxiliares são pás, funis, tubulações de descarga etc.

h) Convém que a ligação ao terra de todos os operadores envolvidos no processo seja assegurada. i)

Convém que a taxa de adição do material a granel seja limitada a 1 kg/s.

No entanto, devido ao alto nível de risco inerente a estas operações, pode ser ainda necessário utilizar medidas de controles adicionais, para alcançar o nível de segurança requerido. Se através da adição do material a granel uma suspensão ou emulsão for formada no recipiente de recepção, mesmo apenas por um curto período de tempo, convém considerar que a agitação deste sistema de múltipla fase pode gerar um acúmulo de carga eletrostática de risco, independente do processo de carregamento. Nestes casos os requisitos indicados em 7.9.4 tem que ser considerados. NOTA 3 Um exemplo típico é a adição de pigmentos quando da fabricação de corantes, vernizes e tintas.

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9.6 Contêiner intermediário flexível de produto a granel (FIBC – Flexible Intermediate Bulk Containers) 9.6.1 Generalidades Contêineres intermediários flexíveis de produto a granel (FIBC – Flexible Intermediate Bulk Containers) são utilizados na indústria para armazenagem e transporte de poeiras e granulados. Estes são comumente fabricados a partir de tecido de polipropileno ou material similar devendo ser isolante, resistente e robusto. Cargas eletrostáticas podem ser geradas durante o carregamento e o descarregamento e podem se acumular no produto bem como no material sintético do qual um contêiner intermediário flexível FIBC (Flexible Intermediate Bulk Containers) é construído, ou em qualquer parte do contêiner. Uma ignição poderia ocorrer se a carga acumulada é liberada na forma de uma carga capaz de causar uma ignição na presença de uma atmosfera explosiva. A ocorrência de centelhas, descargas ramificadas, cônicas e propagantes são todas possíveis quando FIBC são utilizados. Convém que os requisitos e especificações do FIBC (Flexible Intermediate Bulk Containers) sejam atendidos conforme a natureza e a sensibilidade da atmosfera explosiva presente durante o carregamento e descarregamento. O objetivo final para a construção do FIBC é excluir descargas acendíveis a partir da estrutura do FIBC durante a utilização a que se destina. Uma vez que descargas acendíveis diferentes (isto é, diferentes tipos de descargas, como centelhas, descargas ramificadas ou ramificadas propagantes) podem ser geradas, a necessidade de exclusões destas e, portanto, os requisitos para construção do FIBC dependem da utilização a que se destina. Por esta razão, diferentes tipos de FIBC têm sido desenvolvidos, os quais são definidos como Tipo A, B, C ou D (ver IEC 61340-4-4). —— FIBC do Tipo A são fabricados a partir de tecido ou folhas plásticas sem quaisquer precauções contra o acúmulo de eletricidade estática. —— FIBC do Tipo B são fabricados a partir de tecido ou folhas plásticas projetadas para evitar a ocorrência de centelhas e descargas ramificadas propagantes. —— FIBC do Tipo C são fabricados a partir de tecido ou folhas plásticas, ou entrelaçadas com linhas condutoras ou filamentos e projetadas para evitar a ocorrência de centelhas, descargas ramificadas e descargas ramificadas propagantes. FIBC Tipo C são projetados para serem aterrados durante a operação de carregamento e descarregamento. —— FIBC do Tipo D são fabricados a partir de tecidos antiestáticos projetados para evitar a ocorrência de centelhas, descargas ramificadas e descargas ramificadas propagantes, sem a necessidade do aterramento do FIBC. Dependendo do mecanismo aplicado para excluir as descargas acendíveis, os requisitos que os diferentes tipos de FIBC convém atender, se referem puramente a parâmetros físicos, como tensão de ruptura e condutividade (Tipo B e C) ou a procedimentos mais gerais em que convém que seja demonstrado que nenhuma descarga acendível ocorre (Tipo D). Estes requisitos são dados na IEC 61340-4-4. Convém que os quatro tipos diferentes de FIBC sejam utilizados de acordo com o apresentado na Tabela 19. Convém que outros tipos de FIBC, conhecidos ou não, somente sejam utilizados, na presença de gases inflamáveis, após avaliação detalhada de um perito. Convém que porta-documentos e bolsas fabricadas a partir de material isolante cumpram os requisitos da IEC 61340-4-4 que são semelhantes a 6.3. No caso de porta documentos para o Tipo C, convém NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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considerar que eles são geralmente fabricados com tecido condutivo aterrado que ajuda a evitar um carregamento eletrostático elevado na superfície.


Tabela 19 – Utilização dos diferentes tipos de FIBC Produto a granel no FIBC

Ambiente

MIE da poeira a

Atmosfera não inflamável

Zonas 21–22 b

Zonas 1–2 b (Grupo de gases IIA/IIB) c

MIE > 1 000 mJ

A, B, C, D

B, C, D

C, D d

B, C, D

B, C, D

C, D d

C, D

C, D

C, D d

3 mJ < MIE ≤ 1 000 mJ MIE ≤ 3 mJ a

Medidas em conformidade com a IEC 61241-2-3, ASTM E2019 e EN 13821 com circuito de descarga capacitivo (sem indutância). b Ver D.2 para a definição de Zonas. c Ver D.3 para uma explicação sobre Grupo de gases. d Uso do Tipo D necessita ser limitado ao Grupo de gases IIA/IIB com MIE ≥ 0,14 mJ. NOTA 1 Precauções adicionais são normalmente necessárias quando uma atmosfera contendo gás ou vapor inflamável está presente no interior do FIBC, por exemplo, no caso de poeira úmida de solvente. NOTA 2 Atmosfera não inflamável inclui poeiras com um MIE > 1 000 mJ. NOTA 3 O MIE limite de 3 mJ é com base na descarga acendível do tipo cônica. Descargas cônicas tem que ter uma energia mais alta em um FIBC Tipo B do que em um FIBC Tipo C ou D porque a parede do FIBC Tipo C ou D estará próximo ao potencial zero. Com base neste fato, a distribuição do campo interno é tal que, no FIBC Tipo C ou D a descarga cônica salta no máximo até a metade do diâmetro do FIBC. Um cálculo com a equação dada em A.3.7 para o maior FIBC frequentemente utilizado (diâmetro de 1,5 m) produz 3 mJ para poeira com um tamanho médio de apenas 0,055 mm em um FIBC Tipo B, enquanto que em um FIBC Tipo C ou D o limite de 3 mJ é alcançado apenas com uma poeira grossa que possui um tamanho médio de 0,27 mm ou maior. No entanto, estas poeiras grossas têm normalmente um MIE maior que 3 mJ.

Na prática para que uma descarga ramificada propagante ocorra, a partir de um FIBC, é normalmente necessário manusear uma poeira de alta resistividade de uma maneira que leve a geração de um alto nível de carga eletrostática (por exemplo, transferência pneumática). Se estas condições não forem atendidas, particularmente com poeiras de médio ou alto MIE, então uma avaliação detalhada de um perito pode concluir que o risco de uma descarga ramificada propagante acendível é baixa. A avaliação da utilização com segurança do FIBC em atmosferas explosivas pode alterar se um revestimento for instalado no interior do FIBC. As combinações de FIBC e revestimentos internos que podem ser utilizados de forma segura em atmosfera explosiva são apresentados na Tabela 20. Além disso, existem algumas precauções que certas combinações de FIBC e revestimentos internos convém atender. Estas precauções são apresentadas também na Tabela 20.

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Tabela 20 – FIBC e revestimentos internos: combinações que são permitidas e não permitidas em atmosfera explosiva (área classificada) FIBC

a

Revestimentos Internos b Tipo L1

Tipo L2

Tipo L3

Tipo B

Não permitido

Permitido

Permitido

Tipo C

Permitido c

Permitido

Não permitido

Tipo D

Não permitido

Permitido d

Não permitido

a b c

d

Não convém que FIBC Tipo A seja utilizado em atmosfera explosiva independentemente do tipo de revestimento utilizado. Não convém que revestimentos sejam removidos do FIBC vazio em atmosfera explosiva. Para assegurar que o revestimento interno está devidamente aterrado, a resistência a partir de pelo menos um dos lados do revestimento interno para os pontos disponíveis do aterramento do FIBC, convém que seja menor que 10 MΩ, medido em conformidade com IEC 61340-4-4:2012, 9.3 sob as condições especificadas na IEC61340-4-4:2012, 8.1. Convém que as combinações de FIBC e revestimentos atendam aos requisitos da IEC 61340-4-4:2012, 7.3.2 ensaiadas sob condições especificadas na IEC 61340-4-4:2012, 8.2.

NOTA Descargas eletrostáticas a partir de revestimentos condutivos isolados podem causar choques elétricos nos operadores ou interromper o funcionamento de equipamentos elétricos/eletrônicos.

—— Revestimentos internos do Tipo L1 são fabricados a partir de materiais com resistividade superficial menor que 10 MΩ, em pelo menos uma das superfícies e, quando necessário, uma tensão de ruptura pelo material menor que 4 KV. —— Revestimentos internos do Tipo L2 são fabricados a partir de materiais com resistividade superficial entre 10 GΩ e 1 TΩ, em pelo menos uma das superfícies e, uma tensão de ruptura pelo material menor que 4 KV. —— Revestimentos internos do Tipo L3 são fabricados a partir de materiais com resistividade superficial maior que 10 TΩ e uma tensão de ruptura pelo material menor que 4 KV. NOTA Medições de tensão de ruptura são necessárias apenas para determinadas configurações de revestimentos internos Tipo L1 e Tipo L2, isto é, quando uma das superfícies tem uma resistividade de superfície maior que 1 TΩ. Especificações mais detalhadas para revestimentos internos Tipo L1, L2 e L3 são dadas na IEC 61340-4-4.

Não convém que revestimentos internos fabricados a partir de materiais que contenham uma camada condutiva entre duas camadas isolantes sejam utilizados em FIBC do Tipo B ou Tipo D. Se estes revestimentos internos forem utilizados no FIBC do Tipo C, convém que a camada condutiva esteja aterrada de forma segura. Outros tipos de revestimento interno, conhecidos ou não, somente podem ser utilizados na presença de atmosfera explosiva após avaliação detalhada de um perito. Convém que cintos de suspensão isolantes e alças para FIBC atendam as restrições de largura da Tabela 3. Não convém que órios metálicos (argolas) para conexão entre cintos e cordões para FIBC sejam utilizados para FIBC Tipo B e D. Para o Tipo C, convém que eles sejam aterrados.


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9.6.2 Precauções adicionais quando da utilização de contêiner intermediário de produto a granel flexível (FIBC)


Não convém que objetos condutivos isolados (por exemplo, ferramentas, parafusos, grampos etc.) sejam armazenados, acoplados, ou mesmo colocados temporariamente em qualquer tipo de FIBC (Flexible Intermediate Bulk Containers) durante a operação de carregamento e descarregamento. Mesmo com FIBC do Tipo C, a natureza irregular de alguns materiais do FIBC pode impedir que objetos condutivos colocados no FIBC entrem em contato com os elementos condutivos no tecido do FIBC. Em áreas de risco, convém que todos os objetos condutivos nas imediações de qualquer FIBC (isto é, menos do que aproximadamente 1 m de distância) sejam devidamente aterrados durante a operação de carregamento e descarregamento. Convém que precauções sejam adotadas para evitar a contaminação de qualquer FIBC com substâncias (por exemplo, água, ferrugem, óleo, graxa etc.) que podem criar um risco de ignição ou prejudicar a dissipação da carga.

10 Eletricidade estática quando do manuseio de explosivos e dispositivos eletro explosivos 10.1 Fabricação, manuseio e armazenamento de explosivos 10.1.1 Generalidades

A eletricidade estática acumulada em materiais condutores que estejam isolados ou pessoas não aterradas pode causar a ignição de materiais explosivos, com graves resultados até mesmo catastróficos. Existem vários tipos de explosivos (sólido, líquido ou poeira) e podem ser encontrados em muitas formas, como a granel, ensacados, plásticos, paletizado, compactado, moldados ou preenchidos em recipientes metálicos ou plásticos. Convém que antes de manusear ou processar explosivos, sejam feitas considerações quanto as recomendações especificadas em 10.1.2 a 10.1.4, mas, adicionalmente, convém que sejam feitas referências às seções deste documento que são aplicáveis para as operações específicas a serem executadas. A energia requerida para que uma centelha cause a ignição de um explosivo varia com o tipo de explosivo e o seu estado físico. Em geral, explosivos primários são muito mais sensíveis do que os propelentes ou materiais altamente explosivos, enquanto os materiais pirotécnicos apresentam uma grande faixa de sensibilidade. Convém que as abrangências das precauções sejam aplicadas depende da energia mínima de centelhamento para a ignição e, neste sentido, os materiais explosivos podem ser divididos em três classes, dependendo desta energia mínima de centelhamento. É essencial entender que a energia mínima de centelhamento para ignição de explosivos é medida por meio de um ensaio específico para utilização em explosivos. As três classes de explosivos e as precauções que convém que sejam adotadas são apresentadas em 10.1.2, 10.1.3 e 10.1.4. Desvios a estas recomendações requerem pareceres técnicos de especialistas. Técnicas específicas de aterramento são utilizadas na indústria de explosivos para explosivos sensíveis ou muito sensíveis. Convém que seja mantida umidade relativa superior a 40 % UR. Valores superiores de umidade podem ser requeridos quando do manuseio de materiais mais sensíveis.

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10.1.2 Primeiro nível de proteção Para explosivos relativamente insensíveis cuja energia mínima de ignição para centelhamento for superior a 450 mJ, as precauções apresentadas neste documento são suficientes quando manuseados. Todos os sistemas condutivos, como instalações e equipamentos fixos, convém que sejam aterrados. Quando o aterramento é executado por meio de materiais condutores metálicos convém que a resistência ao terra seja inferior a 10 Ω. Esta resistência indica uma conexão ao terra confiável por meio do material condutor metálico. Materiais não metálicos também podem ser utilizados para ligação ao terra desde que cumpram os requisitos da Seção 13. 10.1.3 Proteção intermediária Para explosivos sensíveis com sensibilidade como apresentados entre 10.1.2 e 10.1.4, e que possuem energias mínimas de ignição para centelhamento superior a 1 mJ e igual ou inferior a 450 mJ. Dependendo das propriedades particulares do explosivo e a forma como é manuseado, algum gerenciamento das precauções apresentadas em 10.1.4 pode ser aceitável. Para estes casos, convém que pareceres técnicos especializados sejam obtidos para determinar o nível de precauções aplicáveis a cada caso. 10.1.4 Segundo nível de proteção Para explosivos muito sensíveis e que possuem energia mínima de ignição para centelhamento menor ou igual a 1 mJ, as seguintes precauções são requeridas: a) Convém que todos os equipamentos, incluindo os móveis e portáteis, sejam aterrados. Não convém que a resistência de aterramento exceda 10 Ω, no caso de peças de metal, e 100 kΩ em todos os outros casos. Não convém que materiais isolantes sejam utilizados para aterramento. b) Convém que todas as pessoas sejam aterradas por meio de pisos com resistência máxima de aterramento de 50 kΩ, e utilizar calçados com resistência máxima de 100 kΩ. Convém que um monitoramento da resistência de aterramento das pessoas seja instalado em cada entrada de qualquer área onde seja exigido tal calçado condutivo. Ao manusear misturas com energias de ignição inferiores a 0,1 mJ, convém considerar o monitoramento da resistência de aterramento das pessoas nas estações individuais de trabalho. c) Não convém que vestimentas externas sejam confeccionadas a partir de materiais isolantes. Não convém que as vestimentas sejam, sob nenhuma circunstância, removidas no local onde o explosivo é manuseado (ver 11.5). d) Convém que partes condutivas que possam promover centelhamento sejam evitadas, por exemplo, anéis e órios, dedos molhados, ferramentas condutivas ou fios. e) Não convém que a umidade relativa do ar seja superior a 65 % UR. f)

Convém que cuidados sejam adotados para evitar o agrupamento de pequenas capacitâncias, tornando eletricamente acopladas e gerando uma capacitância mais elevada.

g) Convém evitar a utilização de luvas isolantes. É advertido evitar a utilização de luvas condutivas para casos onde não seja possível evitar riscos, como toxicidades ou outras considerações.


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10.2 Manuseio de dispositivos eletro explosivos 10.2.1 Generalidades


Dispositivos eletroexplosivos como detonadores elétricos, podem inadvertidamente causar ignição por descarga de eletricidade estática, seja por meio de um dispositivo detonador (cabeça fusível ou estopim) ou entre o invólucro metálico e o detonador. Muitos dispositivos eletroexplosivos podem ser mais sensíveis à energia eletrostática nesta última configuração. A eletricidade estática pode ser acumulada em uma pessoa não aterrada, como resultado de seus movimentos, e em pessoas e equipamentos durante chuvas, ventania de poeiras ou areias secas. Cargas também podem ser geradas durante o carregamento pneumático dos orifícios com explosivos granulares de detonação. Precauções para evitar os riscos são apresentadas em 10.2.2 a 10.2.4, inclusive é recomendado observar, em todos os momentos, quando os dispositivos eletroexplosivos são manuseados, ou seja, durante o armazenamento, adição e preparação para utilização. Convém reconhecer que existem outras fontes de risco ao manusear dispositivos eletroexplosivos, por exemplo, elevação de energia gerados por fontes de radiação eletromagnética e ensaios de continuidade do circuito de disparo. Para estes riscos, convém que manuais apropriados sejam consultados. 10.2.2 Aterramento

Convém que as pessoas tenham um caminho condutivo adequado para o terra, como por exemplo, por meio da utilização de calçado condutivo, e de preferência, convém que utilizem roupas em algodão. No entanto, em alguns ambientes, como exemplo, minas, o aterramento contínuo de pessoas pode não ser pratico, portanto é recomendável que os procedimentos em 10.2.3 e 10.2.4 necessitam sempre sejam seguidos. Convém que todos os equipamentos condutivos nesta área, como trilhos e tubulações, e todas as máquinas sejam aterrados. Convém observar que outros códigos de prática também podem recomendar que materiais condutores sejam ligados entre os equipamentos, para evitar qualquer diferença de potencial entre eles que poderia causar um fluxo de corrente elétrica que circularia por meio de materiais condutores que possam fazer um contato eventual entre os equipamentos. Se um tipo de explosivo granulado estiver sendo carregado pneumaticamente por um orifício, convém que o equipamento de carregamento seja ligado ao terra. Convém que a montagem da mangueira seja condutiva ou dissipativa e seja ligada ao terra. Existem códigos de práticas específicos sobre o assunto que convém que sejam consultados. 10.2.3 Precauções durante armazenagem e expedição

Os dispositivos eletroexplosivos são recebidos do fabricante com as partes condutoras dobradas e enroladas, com as extremidades desencapadas e conectadas. Se as extremidades desencapadas são encontradas desconectadas, convém que o executante aterre a si mesmo e então reconecte estas extremidades. Se existir a possibilidade de campos eletromagnéticos significativos, então, convém que sejam tomados cuidados para assegurar que estes procedimentos não criem um risco de ignição por radiofrequência. Não convém que estes dispositivos sejam embalados ou transportados em materiais isolantes, como por exemplo, sacos de polietileno ou embalagens de espuma de poliestireno. A utilização de embalagens metálicas ou condutivas é recomendada para este fim e estas podem fornecer também alguma proteção contra riscos de radiofrequência.

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10.2.4 Precauções durante preparação para utilização Quando o cabo de disparo de ignição tiver sido instalado, convém que os condutores com a isolação retirada em cada uma das suas extremidades sejam unidos entre si e conectados a um terra adequado, como a uma haste de aterramento no solo, que necessita estar umedecido caso o solo seja muito seco. O cabo pode ser desenrolado e lançado ao longo do chão. Convém que este cabo e todos os outros sejam mantidos separados das partes condutivas existentes na área, como trilhos e tubulações. Convém que uma verificação seja realizada para assegurar que os condutores do dispositivo estejam conectados entre si. Depois de conectá-los, se necessário (ver 10.2.3), convém que eles sejam ligados à haste de aterramento ou a outro terra adequado para na extremidade do cabo de disparo de ignição. Convém ao executante então, assegurar que este cabo esteja aterrado antes de manusear o invólucro metálico do dispositivo e de conectar o cabo de disparo de ignição. Convém que precauções apropriadas sejam adotadas contra eletricidade atmosférica (por exemplo, descargas atmosféricas), de acordo com o tipo de dispositivo utilizado.

11 Eletricidade estática em pessoas 11.1 Considerações gerais É muito importante que as pessoas que possam estar expostas a atmosferas inflamáveis que possuam uma MIE (Minimum Ignition Energy) menor que 10 mJ estejam conectadas ao terra para evitar de se tornarem eletrostaticamente carregadas. O isolamento da terra pode ocorrer devido ao fato de que muitas coberturas de piso e solados dos calçados são feitas de materiais isolantes. Existem diversos mecanismos que podem levar uma pessoa a se tornar eletrostaticamente carregada, como os exemplos a seguir: a) andando sobre um piso; b) levantando de uma cadeira; c) removendo roupas; d) manuseando plásticos; e) vertendo ou coletando materiais carregáveis entre recipientes; f)

permanecendo próximo de objetos carregáveis, como por exemplo uma correia transportadora.

Se uma pessoa eletrostaticamente carregada toca um objeto condutivo (como por exemplo, a maçaneta de uma porta, corrimão, recipiente de metal) uma faísca pode ocorrer no ponto de contato. Estas faíscas, que não são suscetíveis de serem vistas, ouvidas ou mesmo sentidas pela pessoa, podem causar ignições. Faíscas de uma pessoa são capazes de causar a ignição de gases, vapores e até mesmo algumas das poeiras combustíveis mais sensíveis. É muito importante que as pessoas que possam estar expostas a atmosferas inflamáveis, que possuam uma MIE < 10 mJ, não se carreguem eletrostaticamente por estarem ligadas ao terra. Isto pode ser melhor obtido pela existência de um piso condutivo ou dissipativo e assegurando que as pessoas utilizem


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calçados dissipativos. No entanto, na Zona 2 e na Zona 22, a ligação das pessoas ao terra somente é requerida quando a geração de carga eletrostática for contínua.


NOTA O maior nível de tensão que pessoas podem ser normalmente carregadas eletrostaticamente é de cerca de 20 kV. Como a capacitância típica do corpo humano é de cerca de 150 pF, a energia máxima resultante armazenada é cerca de 30 mJ. No entanto, devido à elevada resistência ôhmica da pele humana, cerca de dois terços da energia armazenada se dissipam. Por esta razão, faíscas geradas pelo corpo humano têm uma energia de ignição máxima equivalente de somente 10 mJ, exceto quando grandes ferramentas condutivas são manuseadas.

11.2 Pisos dissipativos de cargas eletrostáticas

A resistência de fuga recomendada para pisos é entre 1 MΩ a 100 MΩ (ver Seção 13). Em muitos ambientes de fábrica, os materiais convencionais de piso, como por exemplo, pisos de concreto ou grades de aço sem revestimentos, são adequadamente condutivos. A fim de manter a eficácia, não convém que o piso seja coberto por pintura isolante, tapetes de borracha ou plástico etc., e convém que cuidados sejam adotados para evitar o acúmulo de contaminantes, como resina ou outras substâncias isolantes, e convém que a resistência ôhmica do piso seja verificada regularmente. Em casos de piso com superfície de metal sem revestimentos (como por exemplo, grades e placas de aço), a utilização de calçados apropriados (ver 11.3) é necessária para evitar o risco de choques elétricos para as pessoas. Existem diversas normas publicadas com diferentes métodos de medição para ensaiar a condutividade de um piso. Na IEC 61340-4-1, o ensaio é executado com um eletrodo circular, (65 ± 5) mm de diâmetro fixado no piso, com 2,5 kg (piso duro) ou 5,0 kg (piso macio). Na ISO 10965 a medição é feita com um eletrodo circular, 65 mm de diâmetro fixado no piso, com 5,0 kg. A ASTM F150 utiliza um eletrodo circular, 63,5 mm de diâmetro fixado no piso com 2,5 kg. A EN 1081 utiliza um eletrodo do tipo tripé fixado no piso por uma pessoa, em pé sobre o eletrodo. Como cada um dos métodos produz uma resistência um tanto diferente, é importante que o método de medição utilizado, seja o estabelecido nas especificações do material do piso e nos relatórios de ensaios. NOTA 1 Em casos ideais as diferenças entre as resistências medidas pelos diferentes métodos descritos anteriormente são pequenas. Na realidade, as superfícies rugosas, como por exemplo, pisos de concreto aplicados nos locais externos de entrada com conteúdo significativo de pedra podem influenciar a resistência medida, dependendo da superfície do eletrodo utilizado e da pressão aplicada. Melhores resultados podem ser obtidos com almofadas de espuma condutiva de acordo com a IEC 61340-4-1, de forma que os eletrodos possam medir resistências em pisos com rugosidades com alturas de vários milímetros. No entanto, isso pode não representa a situação prática de uma pessoa utilizando um calçado de solado duro. NOTA 2 Os valores deste parágrafo não são necessariamente aplicados para situações onde explosivos sensíveis são manipulados. Ver Seção 10 para os requisitos especiais nestes casos.

11.3 Calçados dissipativos e condutivos Existem dois tipos de calçados que são utilizados pelas pessoas para a ligação ao terra, a fim de evitar que se tornem eletrostaticamente carregadas: a) calçados dissipativos possuem requisitos para alto e baixo nível de resistência elétrica (ver 3.9). A resistência elétrica alta necessita ser suficientemente condutiva para evitar o acúmulo de cargas

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eletrostáticas, na maioria das situações, e a resistência elétrica baixa necessita oferecer proteção em caso de contato acidental com a rede elétrica. Este tipo de calçado é adequado para uso geral; NOTA 1 A ISO 20345 define calçados antiestético (dissipativo) como possuindo valores de resistência medida de acordo com a ISO 20344, ou seja, entre 100 kΩ e 1 GΩ. Os calçados antiestáticos (dissipativos) definidos na ISO 20345 podem não satisfazer aos requisitos e resistência elétrica especificados no presente documento. NOTA 2 Não convém que sapatos dissipativos sejam utilizados como medida de proteção primária contra a rede elétrica, pois isso pode incentivar as pessoas a trabalhar em sistemas elétricos energizados, pois em algumas circunstâncias (como por exemplo, quando molhado), os sapatos dissipativos podem ser ineficazes para esta finalidade. NOTA 3 A resistência elétrica dos materiais dissipativos feitas a partir de borracha contendo negro de fumo por vezes aumenta com a diminuição da temperatura.

b) calçados condutivos possuem uma resistência elétrica muito baixa (ver 3.3) e, por exemplo, são utilizados por pessoas que manipulam explosivos sensíveis. Não convém que este tipo de calçado seja utilizado quando exista riscos de contato acidental com partes energizadas, e por isto não são adequados para o uso geral. NOTA

Exceto nos casos de explosivos muito sensíveis, apenas calçados dissipativos são usualmente necessários.

Meias curtas ou compridas normalmente não prejudicam as propriedades de ambos os tipos de calçados. No entanto, alguns tipos de coberturas de sapatos e de palmilhas ortopédicas podem fazer isso. Calçados dissipativos utilizados em conjunto com piso condutivo ou dissipativo proporcionam um meio para controlar e dissipar as cargas eletrostáticas do corpo humano. Convém que a resistência elétrica ao terra pelo calçado dissipativo e o piso condutor esteja entre 100 kΩ e 100 MΩ. Para o manuseio de materiais explosivos, convém que a resistência elétrica para o terra através do calçado e o piso, seja menor que 1 MΩ. Se a energia mínima da faísca para ignição do explosivo for menor ou igual a 1 mJ, convém que a resistência elétrica para ao terra através do calçado e o piso seja menor que 150 kΩ. As resistências dos calçados condutivos podem ser medidas por instrumentos de ensaios comercialmente disponíveis, que medem a resistência elétrica entre uma barra de metal de mão através do corpo e os pés colocados sobre uma placa de metal em que a pessoa se encontra. Como alternativa, a resistência entre um sapato preenchido com pequenas esferas de chumbo e uma placa de aço sobre a qual o sapato é pressionado, pode ser medido de acordo com a IEC 61340-4-3. A resistência elétrica do calçado pode aumentar com o acúmulo de detritos no solado do calçado, com a utilização de palmilhas ortopédicas e a redução da área de contato chão. Convém que a condutividade de calçados seja ensaiada frequentemente para confirmar esta funcionalidade.

11.4 Dispositivos suplementares para ligação ao terra de pessoas Quando o calçado dissipativo não fornecer uma adequada ligação da pessoa ao terra, convém que dispositivos complementares sejam utilizados. Estes dispositivos incluem pulseiras, aterramentos de calcanhar e perneiras condutivas. Convém que dispositivos adicionais sejam escolhidos de modo que acúmulos de carga eletrostática perigosa sejam prevenidos, de forma que não aumente o risco de choque elétrico. Na maioria das situações práticas, o aterramento de pessoas é alcançado assegurando uma resistência ao terra de 100 MΩ ou menos. A necessidade de proteção contrachoque elétrico por meio de um dispositivo de aterramento impõe uma resistência mínima da pele para a terra de 100 kΩ. Considerando o contato da NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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pele com o piso, especialmente durante atividades em que toda a sola do calçado não está em contato com o piso (como por exemplo, de joelhos), a eficácia pode ser comprometida. Convém que dispositivos de ligação ao terra tenham uma resistência mínima de 100 kΩ para proteção contrachoques.


O tipo mais simples de dispositivo comercial é uma pulseira de aterramento com um resistor embutido, dando uma resistência ao terra tipicamente de cerca de 100 kΩ para proteção contrachoques. Pulseiras deste tipo tem maior utilidade em ambientes com exaustores e em outros locais onde limitações da mobilidade dos operadores podem ser toleradas. Sistemas para fixação da pulseira podem ser necessários quando há necessidade de saída de emergência. A vestimenta pode ser equipada com dois cabos externos de aterramento, enrolados nos fixadores de punho que podem ser retirados e mantidos por usuários individuais. Convém que a continuidade ao terra seja verificada periodicamente com os limites especificados pelo fabricante.

11.5 Vestimentas de proteção Considerando que de fato as vestimentas de proteção atuais, fabricadas com tecidos sintéticos, podem se tornar eletrostaticamente carregadas, estas vestimentas, em muitos casos, não são um risco de ignição desde que o usuário esteja aterrado por meio de um calçado de segurança (ver 11.3) e piso (ver 11.2) adequados, ou por outros meios, como uma pulseira ou cordão de aterramento. No entanto, convém que as vestimentas de proteção provenham tamanho e ajuste adequados (ver ABNT NBR ISO 13688) e permitam o movimento completo do corpo, com todas as suas aberturas devidamente fechadas de acordo com as instruções do fabricante. Convém que as vestimentas de proteção sejam do tamanho adequado do usuário, tanto quanto possível, e não convém que sejam removidas ou abertas em áreas onde possa ocorrer atmosferas explosivas (como por exemplo, Zona 0, Zona 1, Zona 20 e Zona 21). Embora a probabilidade de ignição gerada por uma pessoa ligada ao terra ocasionado por qualquer tipo de vestimenta de proteção seja muito baixa, o carregamento eletrostático de pessoas (como por exemplo, quando uma pessoa está saindo de uma empilhadeira) é muito aumentado por uma vestimenta de proteção que possua alta resistividade. Em situações onde existe uma combinação de atividades de elevado carregamento eletrostático e a presença de gases ou vapores de baixas MIE, pode ser requerido a utilização de vestimentas de proteção dissipativas. A Tabela 21 indica quando pode ser requerida a utilização de vestimenta de proteção dissipativa. Os limites de caracterização de materiais sólidos aplicáveis a vestimentas de proteção dissipativas são apresentados na Tabela 1. Os métodos de ensaio e os requisitos de desempenho para vestimentas de proteção individual para utilização em atmosferas explosivas são apresentadas na EN 1149. Convém que as vestimentas de proteção dissipativas sobreponha todas as outras peças de vestuário. Convém que a vestimenta externa esteja aterrada por meio de contato com o corpo do usuário, ou por uma conexão direta ao terra. Uma resistência elétrica menor do que 100 MΩ é suficiente para o caso de vestimentas de proteção condutivas para gerar um aterramento eletrostático. É recomendado que as vestimentas de proteção para utilização em atmosferas explosivas sejam um equipamento de proteção individual de categoria II, de acordo com os requisitos de segurança e saúde, indicados na Diretiva EC 89/686/EEC. NOTA 1 Embora a seda e a maioria das fibras sintéticas sejam excelentes isolantes e as roupas íntimas feitas a partir destes materiais apresentem fenômenos de eletricidade estática, não existem evidências que indiquem que a utilização destas roupas íntimas constitua um risco. NOTA 2 Vestimentas de proteção com fibras condutivas integradas não evitam o risco de choques elétricos para o usuário.

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ABNT/CB-003 PROJETO ABNT IEC/TS 60079-32-1 NOV 2019 NOTA 3 A resistência dos materiais dissipativos fabricados com borracha contendo negro de fumo pode às vezes aumentar com a diminuição da temperatura ambiente.

Tabela 21 – Determinação de requisitos para vestimentas de proteção dissipativas e outros equipamentos de proteção individual Probabilidade de carregamento eletrostático

Área classificada

Zona 0 Zona 1 Zona 2 Zona 20, 21 ou 22

0,02 mJ ≤ MIE ≤ 0,20 mJ

Alto Baixo

MIE > 0,20 mJ Requerido

Requerido

Recomendado

Alto

Recomendado

Não requerido

Baixo

Não requerido

−

Não requerido

Alto Baixo

Em atmosferas enriquecidas de oxigênio, como aquelas que podem estar presentes em plantas de carregamento de oxigênio líquido, os vapores provenientes do gás resfriado, pode permear a vestimenta de proteção do trabalhador, aumentando sua inflamabilidade. A vestimenta de proteção pode então entrar facilmente em ignição devido a descargas de eletricidade estática provenientes de pessoas ou vestimentas carregadas. A MIE de atmosferas de substâncias inflamáveis enriquecidas com oxigênio pode ser menor do que a MIE dessas substâncias normalmente encontradas na literatura. Se for determinado que uma atmosfera enriquecida em oxigênio pode ocorrer, convém adotar medidas para assegurar que o valor da MIE utilizado para as análises de avaliação de risco sejam aquelas medidas em uma atmosfera enriquecida com oxigénio. Convém que as orientações de um especialista sejam obtidas antes da especificação de vestimentas ou de equipamentos de proteção individual dissipativos para proteção eletrostática, para utilização em atmosferas explosivas com o MIE de 0,02 mJ ou menor. Os requisitos especificados na EN 1149-5 são baseados em atmosferas explosivas com o MIE de 0,02 mJ ou superior. Se a vestimenta de proteção for contaminada com solventes inflamáveis, existe um risco de ignição por eletrostática quando a vestimenta de proteção for removida ou por outras atividades que gerem carregamento eletrostático. A menos que haja um risco imediato de queimaduras químicas ou de toxicidade, convém que a vestimenta de proteção contaminada com solventes inflamáveis seja encharcada com água ou que o solvente inflamável evapore antes da vestimenta de proteção ser removida. Fibras metálicas (como por exemplo, aço inoxidável, fibras revestidas com prata etc.) e outras fibras de baixa resistividade elétrica que possam ser utilizadas em vestimentas de proteção dissipativas não impedem o risco de choque eletrostático. Convém que estas vestimentas de proteção condutivas contendo fibras metálicas sejam utilizadas com precaução em áreas onde possa ocorrer risco de choque eletrostático. NOTA Fibras metálicas podem causar pequenos choques, sentidos quando a vestimenta de proteção entra em contato com a pele (por exemplo, nos pulsos e pescoço). Estes choques são causados por descargas localizadas entre a pele e as fibras metálicas. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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As propriedades eletrostáticas de vestimentas de proteção podem alterar com o tempo de utilização, após os procedimentos de limpeza ou após exposição a condições extremas. Convém que a vestimenta de proteção seja mantida de acordo com as instruções dos fabricantes. Por exemplo, pode ser necessário aplicar novo tratamento à vestimenta com um acabamento especial cada vez que for lavado.


11.6 Luvas Luvas de proteção confeccionadas a partir de materiais isolantes podem permitir que objetos manuais possam se tornar e se manter carregados. Convém que luvas de proteção utilizadas em Zona 0 e Zona 1, portanto, sejam confeccionadas a partir de materiais dissipativos ou condutivos. Estas luvas podem ser ensaiadas ou verificadas pelos usuários finais, quando utilizadas em conjunto com o calçado de proteção. Normalmente, a resistência elétrica é medida entre uma peça metálica onde a mão é colocada e uma placa de metal em que a pessoa se encontra pisando. Convém que os mesmos limites de resistência estabelecidos para o calçado de proteção sejam aplicados (ver 11.3). É recomendado que as luvas de proteção para utilização em atmosferas explosivas sejam um Equipamento de Proteção Individual de Categoria II, de acordo com os requisitos de segurança e saúde, indicados na Diretiva EC 89/686/EEC.

NOTA 1 Os procedimentos de ensaio ou verificação descritos no parágrafo anterior são adequados para a verificação diária por parte dos usuários finais em relação à luva, utilizando o conjunto envolvendo a luva, a pessoa e o calçado. Para os ensaios de tipo, podem ser aplicadas as normas adicionais de produtos, como por exemplo, normas europeias, que estejam sendo elaboradas como normas de produtos para luvas de proteção individual contra riscos de eletricidade estática. NOTA 2 Em alguns casos, a base para a proteção das mãos é a prevenção da exposição às substâncias tóxicas, e pode não ser possível especificar uma luva que atenda simultaneamente os objetivos de dissipação de carga eletrostática e resistência química. Nestes casos, pode ser necessário proporcionar um meio alternativo de aterramento dos objetos portáteis.

Quando o meio estabelecido para o aterramento dos objetos ou ferramentas manuais condutivas for por uma pessoa utilizando luvas de proteção, convém que a resistência elétrica medida através das luvas de proteção seja menor do que a resistência total de terra. Para utilização geral convém que a resistência para o terra através das luvas de proteção seja inferior a 100 MΩ, e para aplicações mais críticas (como por exemplo, manuseio de explosivos sensíveis), convém que a resistência para a terra através das luvas de proteção seja inferior a 100 kΩ.

11.7 Outros equipamentos de proteção individual Capacetes de proteção, equipamento de respiração, visores etc. fabricados com materiais plásticos podem se tornar eletrostaticamente carregados, mas, se forem utilizados com cuidado, de acordo com as recomendações do fabricante, não se espera que apresentem um risco de ignição eletrostática nas áreas de Zona 1, Zona 2, Zona 20, Zona 21 ou Zona 22, desde que não haja atividades de carregamento eletrostático. Assim como acontece com as vestimentas de proteção, pode ocorrer risco de carregamento eletrostático, se existir uma combinação de atividades de níveis elevados de carregamento (como por exemplo, limpando um visor) e presença de gases e vapores com baixa MIE. Os dados da Tabela 21 também podem ser interpretados para utilização com outros equipamentos de proteção individual. Em áreas onde a utilização de equipamentos de proteção individual dissipativos, como indicado na Tabela 21, convém que o equipamento de proteção individual seja fabricado de materiais condutivos ou dissipativos de acordo com a Tabela 1 e aterrado pelo corpo do usuário. Convém que a área de quaisquer materiais isolantes na fabricação de equipamentos de proteção individual seja limitada de acordo com o indicado na Tabela 3.

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12 Choque eletrostático 12.1 Introdução A descarga de eletricidade estática pelo corpo de uma pessoa pode causar um choque eletrostático. A menor energia de descarga que uma pessoa pode sentir no seu corpo é de cerca de 1 mJ. À medida que esta energia de descarga é elevada, são observadas variações das reações das pessoas. Algumas pessoas acham 10 mJ desconfortável devido à contração muscular, enquanto outras pessoas podem tolerar várias centenas de mJ antes de experimentar a contração muscular acentuada. No entanto, 1 000 mJ afeta todas as pessoas severamente. Em incidentes nos quais pessoas ficaram inconscientes, a energia de descarga foi estimada em vários joules. Uma vez que na maioria das situações as energias de descargas eletrostáticas forem inferiores a 100 mJ, graves choques fisiológicos são muito raros. Independentemente do fato de o próprio choque ser prejudicial, a reação muscular involuntária resultante do choque pode provocar um acidente causando ferimentos ou até mesmo a morte, como por exemplo, através da queda de um instrumento ou precipitando uma queda. Além desses perigos, a descarga eletrostática, que normalmente precede estes choques também podem causar a ignição de atmosferas explosivas. Choques eletrostáticos devido à eletricidade estática diferem, em certa medida, a partir de outras formas de choque elétrico que são de curta duração (menos de 1 ms) e que normalmente envolvem altas-tensões (dezenas de kV), e níveis de risco são expressos nos termos de energia ou carga de forma diferente da corrente.

12.2 Tipos de descargas relevantes com choques eletrostáticos A eletricidade estática origina vários tipos de descarga e suas propriedades são apresentadas em A.3.2 a A.3.7. Os tipos de descargas indicadas a seguir são considerados como sendo as mais aplicáveis de choques eletrostáticos para as pessoas: a) descargas ramificadas podem ocorrer quando uma pessoa se move próximo ou quando toca um isolante altamente carregado (sólido ou líquido); b) descargas faiscantes podem ocorrer quando uma pessoa entra em contato com um material condutor altamente carregado; c) descargas ramificadas propagantes podem ocorrer devido, por exemplo, a uma pessoa manusear folhas de plástico carregadas com carga positiva de um lado e com carga negativa do outro, ou de tocar poeiras ou materiais particulados altamente carregados, dentro de grandes sacos plásticos (big bags). As descargas eletrostáticas são consideradas um risco para a saúde, se a energia de descarga exceder 350 mJ ou a carga transferida exceder 50 μC. Disto decorre que as descargas ramificadas ou descargas faiscantes, provenientes de pequenos objetos isolados de metal (funis, latas, ferramentas manuais) não causam choques eletrostáticos diretamente prejudiciais. Porém, descargas faiscantes provenientes de objetos grandes e algumas propagações de descargas ramificadas propagantes podem ser prejudiciais, uma vez que a energia de ambos os tipos de descarga pode exceder 1 J. Descargas com níveis de energia tão baixos como alguns mJ podem ser um risco indireto para a saúde devido aos movimentos involuntários. Estes choques podem causar ferimentos devido ao contato com máquinas em movimento ou quedas. Mesmo pequenos choques são indesejáveis, uma vez que podem causar estresse desnecessário e levar à perda de concentração. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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12.3 Fontes de choques eletrostáticos Muitos processos industriais e não industriais podem causar choques eletrostáticos. Existem dois casos definidos em 1 e 2 a seguir, que descrevem como estas descargas eletrostáticas podem ocorrer:


1a) existe uma grande fonte de carregamento; e 1b) a carga é capaz de acumular em um objeto, normalmente um material condutor ou um material condutivo apoiado em um material isolante; e 1c) uma pessoa é capaz de fazer contato com o objeto. ou 2a) existe uma grande fonte de carregamento eletrostático; e 2b) uma pessoa fica carregada com alta-tensão por meio de carregamento eletrostático direto ou indução; e 2c) a pessoa carregada eletrostaticamente então toca um material condutor aterrado. Exemplos de processos de grande carregamento eletrostático são: a) Esteiras ou filmes que am rapidamente sobre os rolos; b) Transportadores pneumáticos de materiais; c) Bombeamento de líquidos de baixa condutividade através de filtros ou outras restrições; d) Pulverização utilizando equipamento de pulverização eletrostática; e) Carregamento de contêineres FIBC (Flexible Intermediate Bulk Containers) Tipo A com poeiras ou partículas altamente isolantes; f)

Pontos de saída de vapor úmido;

g) Extintores de incêndio que emitem jatos ou partículas carregadas; h) Movimentação de empilhadeiras ou outros veículos em superfícies isolantes ou com pneus isolantes.

12.4 Precauções para evitar choques eletrostáticos 12.4.1 Fontes de choques eletrostáticos

Choques eletrostáticos podem ser causados pelo acúmulo de cargas eletrostáticas em uma pessoa ou em partes condutivas isoladas ou em materiais isolantes em um processo ou equipamento. 12.4.2 Relatos de choques eletrostáticos em equipamentos de processo Muitos tipos de equipamentos e processos causam cargas eletrostáticas, mas frequentemente am despercebidos. No entanto, os relatórios dos operadores que estão recebendo choques devem sempre ser investigados. É provável que eles sejam inofensivos, mas isto nem sempre pode ser o caso; pode indicar que o equipamento está com defeito e apresentando risco. 120/206




A precaução mais eficaz que pode ser tomada para evitar choques elétricos é aterrar todas as partes metálicas e condutivas das máquinas e instalações (para detalhes, ver Seção 13). No entanto, esta precaução nem sempre é possível e, mesmo quando isso é feito, ainda pode haver problemas devido a materiais isolantes altamente carregados (sólidos e líquidos). Outras precauções incluem: a) Reduzir a taxa de geração de carga eletrostática. Isto tem uma aplicação limitada, mas a utilização de aditivos dissipativos podem ser eficazes, principalmente quando utilizados com líquidos; b) Reduzir o carregamento eletrostático em materiais não condutores. Eliminadores estáticos são úteis para a remoção de cargas em filmes e mantas em movimento; c) Evitar que as pessoas façam contato com partes carregadas. Esta abordagem é útil para processos como a pulverização eletrostática (ver 8.7) ou outros processos que possuam partes altamente carregadas. As pessoas podem ser protegidas do contato com essas partes utilizando um isolamento adequado, barreiras aterradas etc.; d) Utilizar um material de revestimento ou de cobertura de chão que tem uma resistência elétrica ao terra de menos do que 100 MΩ. Pessoas, veículos, incluindo empilhadeiras ou carros em estacionamento, podem se tornar carregados eletrostaticamente quando se deslocam em um piso de alta resistência elétrica. 12.4.3 Choques eletrostáticos resultantes de pessoas carregadas eletrostaticamente As pessoas muitas vezes se tornam eletricamente carregadas, seja diretamente (por meio da remoção de uma peça de vestuário ou ao caminhar sobre um tapete), ou por indução (devido à proximidade de objetos altamente carregados). Isso pode levar a choques que, embora não diretamente prejudiciais, podem ser muito estressantes. Situações típicas de geração de carga eletrostática são caminhar sobre um piso de alta resistência elétrica ou se levantar de assentos revestidos com determinados materiais isolantes. Atividades como empurrar carrinhos com rodas isoladas podem elevar o carregamento eletrostático de pessoas durante o percurso. Choques devido ao acúmulo de carga eletrostática durante o percurso, geralmente podem ser evitados por meio de revestimentos nos pisos, que possuam resistência elétrica ao terra menor que 100 MΩ. O carregamento eletrostático direto de pessoas pode ser reduzido pela utilização de vestuário dissipativo e aterramento das pessoas, como por exemplo por meio de piso ou calçados dissipativos ou condutivos (ver 11.2 e 11.3). No entanto, baixa resistência ao terra (< 100 kΩ) de pessoas, geralmente não convém ser utilizada, uma vez que isto pode levar a choques elétricos mais graves, como por exemplo, quando uma pessoa entra em contato com um material condutor altamente carregado ou com a energia da rede elétrica.

12.5 Precauções em casos especiais 12.5.1 Transporte pneumático A movimentação de material na forma de poeira, partículas ou pequenos objetos de um lugar para outro, por meio de sopradores ou sugadores através de tubulações, muitas vezes causam grandes quantidades de carga eletrostática. Os materiais que estiverem sendo transportados e todas as partes NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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do sistema de transporte, incluindo a tubulação e os recipientes nas extremidades, podem se tornar altamente carregados eletrostaticamente. Além do aterramento as seguintes precauções necessitam ser adotadas:


a) Objetos condutivos dentro de uma tubulação isolante convém que sejam aterrados, antes de serem feitas tentativas para limpá-la. (Uma haste de metal conectada a um fio condutor aterrado é adequada); b) Quando objetos condutivos transportados pneumaticamente forem coletados em recipiente isolante, convém que tenham um contato aterrado na base do recipiente ou convém que as pessoas sejam impedidas de tocar o conteúdo do recipiente; c) Quando poeiras ou materiais particulados transportados pneumaticamente forem coletados em grandes recipientes isolados (≥ 1 m3), convém que as pessoas sejam impedidas de tocar o conteúdo do recipiente (ver também 9.2 e 9.6). 12.5.2 Aspiradores

Aspiradores são semelhantes aos sistemas de transporte pneumático; sendo que o material captado é carregado eletrostaticamente à medida que a através da mangueira e é coletado no sistema. Convém que as seguintes precauções sejam adotadas: a) Convém que sistemas fixos sejam aterrados assim como mangueiras e bocais metálicos ou condutivos conectados a estes; b) Os sistemas portáteis normalmente não representam um problema, mas convêm que as partes metálicas externas sejam aterradas, especialmente se estes sistemas forem destinados a serem utilizados próximos de máquinas em movimento ou em plataformas elevatórias. 12.5.3 Carretéis de filmes ou folhas carregadas Filme e folha de material podem ficar carregados eletrostaticamente devido a arem sobre os rolos, o que ocasiona o armazenamento de grandes quantidades de cargas eletrostáticas nos carretéis. Os rolos destes materiais são melhores manuseados por meio de máquinas, e as seguintes precauções também necessitam ser adotadas: a) Aterrar todas as partes condutivas, especialmente o conformador central (ou rolo) antes deste ser tocado por uma pessoa; b) Utilização de dispositivos eliminadores de eletricidade estática, especialmente a uma distância adequada após os pontos de alto atrito ou pressão, como rolos de aperto, como por exemplo, em máquinas de impressão entre a prensa e o primeiro rolo, e antes de entrar na região de impressão; c) Utilização de materiais dissipativos para os rolos, conformadores e buchas; d) Utilização de tintas, corantes e colas com uma condutividade elétrica de pelo menos 10 000 pS / m; e) Aumento da umidade relativa; f)

Redução da velocidade do filme;

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g) Redução da pressão ou atrito entre o filme e os rolos; h) No caso de gases ou vapores inflamáveis estarem presentes, convém que o campo elétrico máximo issível para um vão livre do filme de pelo menos 150 mm de distância dos pontos de contato aterrados seja de 200 kV/m. Alternativamente, convém que a densidade máxima de carga de superfície seja inferior a 2 μC/m2. 12.5.4 Extintores de incêndio A liberação do material de um extintor de incêndio pode causar grandes quantidades de carregamento eletrostático e o sistema (ou partes deste), que não esteja ligado ao terra pode adquirir uma alta-tensão. Por esta razão, convém que todas as partes metálicas ou condutivas dos sistemas fixos sejam aterradas. Embora seja possível receber choques elétricos de extintores de incêndio portáteis, isso é raro. As vantagens de utilizar este tipo de equipamento superam o risco de um possível choque.

13 Aterramento e equipotencialização 13.1 Generalidades O método mais eficaz de evitar riscos devidos à eletricidade estática é conectar todos os materiais condutores ao terra. Isto evitará o problema mais comum de acontecer, que é o acúmulo de carga em um material condutor e a liberação de praticamente toda a energia armazenada como uma única centelha, ao terra ou a outro material condutor. Em ambientes industriais onde podem existir atmosferas potencialmente inflamáveis, existem muitos condutores que, se não adequadamente aterrados, podem ficar eletrostaticamente carregados a um nível perigoso. Alguns destes materiais condutores são partes necessárias da planta ou do equipamento utilizado, e incluem: estruturas da planta, vasos de reação, tubulações, válvulas, tanques de armazenamento e tambores. Outros materiais condutores podem estar presentes principalmente por acidentes, ou devido ao descuido; por exemplo, fios condutores reservas, recipientes metálicos que flutuam sobre líquidos de média ou baixa condutividade, e ferramentas metálicas ou poças de líquidos condutivos sobre a superfície de materiais isolantes. NOTA Técnicas de aterramento e equipotencialização também são usadas para sistemas de alimentação de energia elétrica e de proteção contra descargas atmosféricas, mas os requisitos não são necessariamente os mesmos. A Seção 13 trata apenas de proteção contra eletricidade estática.

A equipotencialização é utilizada para minimizar a diferença de potencial entre os materiais condutores a um nível insignificante, mesmo quando o sistema resultante não está aterrado. O aterramento, por outro lado, iguala a diferença de potencial entre os objetos e o terra. Exemplos de equipotencialização e de ligação ao terra estão ilustrados na Figura 4. NOTA 1 Um sinônimo frequentemente utilizado para a ligação ao terra é aterramento.


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Equipotencialização

Aterramento

Aterramento e equipotencialização

Figura 4 – Diferença entre aterramento e equipotencialização

Um material condutor pode ser ligado ao terra por um caminho condutivo direto ao terra ou por equipotencialização a outro objeto condutivo que já esteja ligado a terra. Alguns objetos estão inerentemente equipotencializados ou inerentemente aterrados por já estarem em contato físico com a terra. A resistência total entre um objeto aterrado e o solo, é a soma das resistências individuais do cabo de aterramento, seus conectores, outros materiais condutivos ao longo do caminho do aterramento, e da resistência do eletrodo de terra (haste de terra) para o solo. A maior parte da resistência de uma conexão com a terra pode existir entre o eletrodo de terra e a própria terra. Esta resistência da terra é variável, pois depende da área de contato, da resistividade do solo, e da umidade presente no solo. NOTA 2 Dependendo da sua resistividade, objetos dissipativos podem necessitar que sejam ligados ao terra. Materiais isolantes podem não ser ligados ao terra.

13.2 Critérios para a dissipação de eletricidade estática de um material condutor 13.2.1 Considerações básicas

As resistências dos percursos da eletricidade necessitam ser suficientemente baixas para permitir a dissipação da carga eletrostática e evitar que o potencial de um condutor alcance um nível perigoso. Se este potencial é V, o valor máximo permitido de resistência R depende da taxa a qual o condutor está conduzindo a carga, ou seja, a corrente elétrica I. Devido a este princípio, não convém que a resistência total ao terra exceda um máximo aceitável dado pela equação: V= R.I

Descargas capazes de causar uma ignição ocorrem quando as seguintes duas condições forem satisfeitas: a) A intensidade de campo devida ao potencial elétrico do material condutor exceder a rigidez dielétrica do ar; e b) A energia liberada na centelha excede a energia mínima de ignição de uma substância inflamável presente. 124/206




Salvo exceções, a ligação ao terra se destina a evitar a existência de todas as descargas que sejam capazes de causar uma ignição. De modo a fazer isto, é necessário assegurar que o material condutor não atinja o potencial requerido para iniciar uma descarga capaz de causar uma ignição. Para operações industriais típicas, este potencial é de pelo menos 300 V a 1 000 V. Utilizando 100 V como limite para uma dissipação segura da eletricidade estática, o valor de R, a resistência total ao terra, pode ser calculada conforme a seguir: R=

100 I

onde R está em ohms e I em ampères. 13.2.2 Critério prático Quando são especificados os requisitos de ligação ao terra de cada situação, convém que cada valor individual de corrente de carga I, seja levado em consideração. Uma vez conhecido que as correntes de carga variam de 10 pA a 100 µA, os valores correspondentes de R são 10 TΩ e 1 MΩ. Para o valor máximo de I, uma resistência para a terra de 1 MΩ assegura uma dissipação segura de eletricidade estática em todas as situações. No entanto, na maioria das operações industriais, I não excede a 1 µA e a capacitância C de um objeto condutivo isolado não excede 100 pF (ver exemplos na Tabela A.2). Neste caso, uma resistência ao terra de 100 MΩ é adequada. Convém que partes metálicas com um bom contato ao terra tenham uma resistência de pelo menos 10 Ω. Embora um valor de até 1 MΩ seja aceitável para a dissipação de eletricidade estática, os valores acima de 10 Ω podem dar uma indicação inicial de surgimento de problemas (por exemplo, corrosão ou uma conexão com mau contato) e convém que sejam verificados. É importante que todas as conexões sejam confiáveis, permanentes e não sujeitas à deterioração. Pequenos itens condutivos, por exemplo uma pessoa, são considerados estar eletrostaticamente aterrados, se o tempo de dissipação da carga for menor do que 0,1 s. Convém que seja feita uma clara distinção entre um valor escolhido por conveniência no monitoramento de conexões metálicas, e o valor de 1 MΩ, que é o limite superior para a resistência ao terra de um material condutor em todas as situações. O que é mais importante, contudo, é que todas as ligações sejam confiáveis, permanentes e não sujeitas a deterioração. Partes condutivas móveis requerem conexões especiais para o aterramento e convém que tenham uma resistência ao terra não superior a 1 MΩ. Não é possível aterrar efetivamente materiais isolantes. Por este motivo, são necessárias outras medidas de controle para que estes possam ser utilizados com segurança em áreas onde uma atmosfera explosiva possa estar presente. Consultar a Seção 6 para mais detalhes. Em áreas de Zona 2 e Zona 22, onde o risco de geração de cargas eletrostáticas é suficientemente baixo, a ligação ao terra dos componentes metálicos, para controle exclusivo da eletricidade estática, pode não ser necessária. Materiais condutivos ou dissipativos podem, então, ser utilizados para evitar o acúmulo de eletricidade estática. O valor máximo mais adequado para a resistência ao terra de todas as partes destes equipamentos é 1 MΩ, embora os valores de até 100 MΩ possam ser aceitáveis na maioria dos casos. Um resumo das recomendações de resistência de aterramento é encontrado na Tabela 22. Convém que uma tensão de ensaio de 100 V seja utilizada. Tensões mais baixas podem ser mais adequadas para baixos valores de resistência. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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Tabela 22 – Resumo da resistência de aterramento máximo para o controle de eletricidade estática em áreas classificadas (continua)


Subseção

Tipo de instalação

Máxima resistência de aterramento

Comentários

a-e

13.3.1.1

Valor-padrão

13.3.1.2

1 MΩ Grandes equipamentos industriais metálicos fixos (vasos de reação, silos para armazenamento de poeira etc.)

O aterramento é normalmente inerente à estrutura. Aterramentos especiais podem ser requeridos para itens montados em es estruturais não condutivos.

13.3.1.3

Tubulações metálicas 1 MΩ

O aterramento é normalmente inerente à estrutura. Aterramentos especiais são requeridas entre as conexões se a resistência exceder o critério de 1 MΩ.

13.3.1.4

Partes metálicas móveis (tambores, tanques rodoviários e ferroviários etc.)

Conexões ao terra são normalmente requeridas durante as etapas de carregamento e descarregamento. Uma conexão de 10 Ω entre o ponto de aterramento e as conexões temporárias com as partes metálicas móveis é recomendada.

13.3.2

Instalações de 1 MΩ componentes metálicos com alguns elementos isolantes (válvulas etc.)

13.3.3

Itens isolantes com ou sem componentes metálicos isolados (por exemplo, parafusos em tubulações plásticas)

Nenhum valor aplicável

13.3.4

Itens fabricados com materiais dissipativos

1 MΩ a 100 MΩ Materiais no limite de fronteira para materiais isolantes podem não precisar de ser conectados ao terra, na ausência de processos geradores de elevada carga eletrostática.

11.2

Pisos em áreas classificadas

1 MΩ a 100 MΩ Resistência da superfície do piso para o terra.

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1 MΩ

1 MΩ

Valores até 100 MΩ são aceitáveis em alguns casos, por exemplo, capacitância < 100 pF

Em casos especiais, um limite de 100 Ω pode ser aceito, mas em geral, se o critério de 1 MΩ não puder ser satisfeito, uma conexão especial ao terra deve ser usada. Partes condutivas muito pequenas não precisam de conexão ao terra, ver 6.2.3. O risco de ignição eletrostática e o perigo de incêndio normalmente impossibilita a utilização detes materiais, a menos que possa ser demonstrado que não ocorrerá um acúmulo significativo de cargas. Na ausência do acúmulo de cargas, a ligação ao terra não é necessária em áreas de Zona 2 e Zona 22.




Tabela 22 (conclusão) Subseção

Tipo de instalação

Máxima resistência de aterramento

Comentários

a-e

11.3

Calçado utilizado para aterramento de pessoas em área com dispositivos ou manuseio de materiais explosivos

1 MΩ

Resistência da barra metálica de mão para a placa de metal localizada embaixo da sola de um dos calçados. Quando a mínima energia de centelhamento para ignição é ≤ 1 mJ, a máxima resistência ao terra deve ser menor que 150 kΩ.

13.3.5

Aterramento do invólucro que contém circuitos de segurança intrínseca

100 MΩ

Esta resistência comporta-se como uma resistência de isolamento em aplicações de baixa tensão.

13.3.6

Embarcações durante as atividades de carregamento e descarregamento

Todas as partes metálicas equipotencializadas entre si

Utilizar um único flange isolante e um único caminho de aterramento entre a embarcação e o mar, e outro caminho através de uma conexão ao terra pelo terminal.

7.8.1.3

Aeronaves durante o reabastecimento

25 Ω

De acordo com as normas da aviação.

7.8.3

Veículos durante o reabastecimento

100 MΩ

Resistência de fuga do pátio do posto de abastecimento.

10 GΩ

Resistência de fuga entre o bocal de carregamento e o pátio através de um único pneu.

1 MΩ

Resistência de fuga entre o bocal de carregamento e terra através de uma montagem da mangueira condutiva de abastecimento. No caso de mangueiras de abastecimento equipotencializadas eletricamente, o valor-limite permitido é de 100 Ω.

a b c d e

Convém que esta Tabela seja lida em conjunto com os parágrafos indicados no texto. Convém que o método de ensaio especificado na subseção pertinente seja utilizado. Nas Zona 2 e Zona 22, a conexão ao terra é requerida somente quando o acúmulo de cargas é contínuo. A fim de fornecer proteção contra descargas atmosféricas ou para atender aos requisitos de aterramento do fornecimento de energia elétrica, um valor mais baixo de resistência ao terra é normalmente requerido. Não convém que os valores indicados na Tabela não sejam aplicados nos casos de proteção a dispositivos eletrônicos sensíveis à eletricidade estática ou explosivos.


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13.3 Requisitos práticos de aterramento em sistemas 13.3.1 Sistemas totalmente metálicos


13.3.1.1 Generalidades O valor-padrão para a resistência de aterramento é de até 1 MΩ, desde que ele possa ser mantido. Conexões de aterramento especiais normalmente não são requeridas, a menos que, por exemplo, o equipamento esteja montado sobre es isolantes ou contaminações que podem se desenvolver através da junta metálica que afetam a isolação. Valores de até 100 MΩ são aceitáveis em certos casos, especialmente quando a capacitância do condutor não exceder a 100 pF (ver 13.2.2 e A.3.2). Para sistemas totalmente metálicos, convém que uma resistência menor que 10 Ω normalmente seja alcançada. Contudo, para sistemas utilizando, por exemplo, cabos de aterramento trançados, é aceitável uma resistência inferior a 25 Ω. Se um valor significativamente mais elevado for encontrado, convém que outras pesquisas sejam realizadas para avaliar a possibilidade de falhas, por exemplo, uma perda de conexão ou corrosão.

13.3.1.2 Estruturas principais

A estrutura principal de uma planta industrial e seus principais equipamentos, como reatores, trituradores, misturadores ou tanques, e também outros componentes como tubulações, são instalações metálicas permanentes que utilizam normalmente juntas parafusadas ou soldadas. Estas estão normalmente em contato direto com a malha de aterramento da fonte elétrica de potência, sua resistência de aterramento é baixa e existe um risco baixo de deterioração para valores acima de 1 MΩ. O aterramento adequado pode ser obtido sem a aplicação de conexões de aterramento adicionais, que somente são recomendadas quando o projeto e a operação da planta tornam difícil a manutenção de uma baixa resistência de aterramento. Quando alguns equipamentos da planta não estiverem conectados eletricamente à estrutura principal, por exemplo, aqueles fixados por meio de montagens flexíveis ou vibratórias, ou em células de carga, convém que possuam conectores especiais de aterramento para assegurar um bom contato com o terra, a menos que uma resistência de aterramento elevada seja aceitável (ver 13.3.2). 13.3.1.3 Tubulações

Uma tubulação pode ser uma instalação temporária e incluir seções de tubos isolantes. Como resultado, conexões adicionais de aterramento podem ser necessárias quando seções de tubulações condutivas são isoladas do terra por seções de tubulações ou órios isolantes. Por esse motivo, convém que instalação de seções de tubulações ou componentes isolantes seja evitada, pois são considerados como interrupção de um sistema equipotencializado. Além disto, uma tubulação ou componente pode causar a propagação de descargas ramificadas propagantes. Contudo, algumas vezes flanges ou seções de tubulação isolantes podem ser necessários para evitar a corrente de circulação (loop de terra) pelo aterramento (ver 13.3.6).

A aplicação de cabos ou conexões de aterramento entre as faces dos flanges de uma tubulação metálica normalmente não é necessária e somente convém ser utilizados quando, devido ao projeto, não existir contato metálico entre as faces dos flanges. Isto pode ocorrer quando juntas isolantes forem utilizadas e uma pintura na parte externa de uma tubulação ocasione a falta de contato elétrico confiável entre os parafusos e a tubulação. 128/206




13.3.1.4 Partes metálicas móveis Existem partes do equipamento, como tambores, funis e carrinhos de transporte, que podem não ser permanentemente aterrados através da estrutura principal de aterramento da planta. Em muitos casos, sua resistência de aterramento pode ser muito inferior a 1 MΩ, mas pode não ser confiável. Para permitir esta consideração convém que sejam utilizadas conexões de aterramento temporárias adequadas. O requisito mínimo é que cada parte ou componentes metálicos móveis sejam aterrados sempre que uma mistura inflamável possa estar presente e simultaneamente haja a probabilidade de carregamento eletrostático, como por exemplo, durante os processos de carregamento ou descarregamento de um contêiner. Partes ou componentes portáteis condutivos (por exemplo, carrinhos de transporte com rodas condutivas, caçambas metálicas etc.) são aterrados através de seus contatos com pisos dissipativos ou condutivos. No entanto, na presença de contaminantes como sujeira, ou pintura na superfície de contato entre o piso e o objeto, a resistência de aterramento pode aumentar a valores inaceitáveis resultando na possibilidade de carregamento eletrostático perigoso no objeto. Quando estas situações são previsíveis, convém que o objeto seja aterrado por um meio alternativo (por exemplo, cabo de aterramento). É recomendável que a resistência de conexão entre o cabo de aterramento e o objeto a ser aterrado seja de 10 Ω. O aterramento e a equipotencialização necessitam ser mantidos continuamente durante o período que possa ocorrer o carregamento eletrostático e gerar riscos de eletrostática. A ação de fazer ou interromper as conexões de aterramento ou de equipotencialização na presença de um campo eletrostático pode ocasionar o carregamento eletrostático por indução, sendo, portanto, perigosa (ver A.1.10). 13.3.2 Planta industrial metálica com elementos isolantes Uma planta industrial constituída de estrutura metálica algumas vezes contém elementos isolantes com possibilidade de afetar negativamente a continuidade elétrica e o aterramento. São exemplos os óleos lubrificantes, graxas e uma ampla gama de polímeros como o PTFE e polietileno que possuem muitas aplicações. Normalmente, todas as partes metálicas de uma planta são aterradas diretamente ou por meio de conexões de aterramento adequadas e todos os caminhos do aterramento possuem baixas resistências, mas podem ocorrer problemas devido aos elementos isolantes. Como anteriormente mencionado (ver 13.2.2), a resistência de aterramento inferior a 1 MΩ é adequada para o relaxamento da eletricidade estática, e em muitos casos, podem ser obtidas vantagens disto. Um exemplo importante é a utilização de óleos e graxas para a lubrificação de eixos rotativos, agitadores etc. Ensaios demonstram que a resistência através de um filme lubrificante em um rolamento provavelmente não excede a 10 kΩ. Isto é suficiente para permitir a dissipação da eletricidade estática sem a necessidade de dispositivos de aterramento específicos. NOTA A experiência tem demonstrado que em certos processos de elevados carregamentos eletrostáticos, os rolamentos de esferas têm redução da sua vida operacional devido à eletrocorrosão. A utilização de graxas condutivas ou dissipativas, por exemplo, as graxas grafitadas, podem reduzir este problema.

Quando os polímeros são os elementos isolantes é quase inevitável que a resistência exceda a 1 MΩ e a única solução é conectar o material condutor isolado aos componentes metálicos aterrados adjacentes. Exemplos desta situação são: a) Válvulas-esferas com gaxeta e anel de vedação em PTFE, b) Anéis de espaçamento de tubulações isolados por gaxetas revestidas com PTFE,


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c) Seções de tubulações metálicas isoladas entre conexões plásticas, e


d) Bocais de metal nas extremidades de tubulações de plástico.

Tubulação de transporte de líquido/poeira

Fluxo do líquido/poeira Malha de metal

Figura 5 – Perigo do objeto condutor aterrado em contato com um fluxo isolante

Colocar um objeto condutor aterrado em contato com um fluxo não condutor, como ilustrado na Figura 5, pode causar carregamento eletrostático. Portanto, um objeto condutor aterrado não deve ser colocado em contato com um fluxo não condutor com o objetivo de relaxamento eletrostático. 13.3.3 Materiais isolantes

Materiais como vidro e polímeros isolantes estão sendo cada vez mais utilizados como materiais predominantes dos equipamentos. Com esses materiais, não é possível atender aos critérios adequados de resistência de aterramento de modo a evitar riscos de eletrostática (ver 13.2). Como estes materiais podem não ser efetivamente aterrados eles podem reter quaisquer carregamentos eletrostáticos adquiridos por longos períodos. Descargas de materiais isolantes são de energia comparativamente baixa, mas podem ser suficientes para causar a ignição de misturas inflamáveis de baixa energia mínima de ignição (MIE). Há também a possibilidade de centelhamento com altos níveis de energia liberados a partir de materiais condutivos isolados. Por exemplos: a) componentes metálicos, como parafusos de conexão e dos flanges de fixação (backing flanges) em uma tubulação plástica; b) malha de metal recobrindo alguns tipos de revestimento de paredes isolantes; e c) poças ou camadas de líquido condutor (por exemplo, água) na superfície do material.

Devido à sua baixa condutividade e ao risco de incêndio, convém que a utilização de materiais isolantes em ambientes com misturas inflamáveis ou líquidos inflamáveis seja evitada, sempre que possível. Existem, no entanto, situações em que estes materiais são essenciais, mesmo em áreas onde as misturas inflamáveis podem não ser totalmente excluídas (por exemplo, para o manuseio de líquidos altamente corrosivos).

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13.3.4 Materiais condutivos e dissipativos Materiais tecnológicos estão se tornando cada vez mais disponíveis, combinando as propriedades desejáveis dos polímeros, como a resistência à corrosão, com uma resistividade volumétrica suficientemente baixa para evitar a retenção de níveis perigosos de carregamento eletrostático, desde que estejam devidamente aterrados. A resistência ao terra calculada de acordo com 13.2.1 é normalmente na faixa de 10 kΩ a 100 MΩ. Para utilização geral é adequado um valor máximo de 1 MΩ, mas se essa faixa de valores não puder ser atendida, é aceitável o valor calculado. Valores acima de 100 MΩ são aceitáveis somente em circunstâncias especiais, por exemplo, na ausência de mecanismos de elevada geração de carregamento eletrostático e após a realização de uma avaliação do risco. É aconselhável implementar sistemas de monitoramento para demonstrar a conformidade. 13.3.5 Aterramento de circuitos intrinsicamente seguros Plantas e equipamentos intrinsicamente seguros são normalmente projetados sem aterramento devido aos requisitos do processo da planta. No entanto, os invólucros condutivos ou dissipativos destes equipamentos instalados em áreas classificadas têm que ser aterrados contra o carregamento eletrostático. Nestes casos, é requerida uma resistência inferior a 100 MΩ para aterrar adequadamente o invólucro e manter as correntes dentro de um nível seguro, mesmo em equipamentos elétricos cujos circuitos possam não estar diretamente aterrados. 13.3.6 Aterramento de navios Ao carregar ou descarregar líquidos inflamáveis de navios, podem ser geradas simultaneamente cargas eletrostáticas e atmosferas explosivas. Por esta razão, convém que sejam adotadas medidas para assegurar que todas as partes metálicas da linha de descarga estejam equipotencializadas. Por outro lado, o sistema de protecão catódica contra corrosão de navios e o equipamento elétrico de carregamento do terminal aquaviário, por exemplo, locomotivas elétricas, produzem correntes parasitas que criam um forte centelhamento ao conectar as tubulações metálicas de descarregamento do navio e do terminal. Por esta razão, o ISGOTT recomenda a aplicação de um flange isolante (resistência de isolamento ≥ 1 kΩ) ou uma mangueira única eletricamente descontínua para ser utilizada entre o navio e o equipamento de descarregamento do terminal, ambos com suas partes condutivas aterradas independentemente. Este método suprime os centelhamentos gerados pelas correntes parasitas ao conectar as linhas em atmosferas explosivas, e todas as partes da linha são mantidas no mesmo potencial elétrico. No entanto, convém que sejam adotados mecanismos para assegurar que não haja um material condutor que esteja isolado entre o navio e o terminal, por exemplo, a utilização de dois flanges isolantes em uma mesma linha. Por esta razão, é aceitável o valor máximo de 100 MΩ para a resistência de isolamento do flange ou da mangueira.

13.4 Estabelecimento e monitoração de sistemas de aterramento 13.4.1 Projeto Convém que, na etapa de projeto, a planta industrial seja avaliada para identificar possíveis perigos eletrostáticos e convém que os requisitos de aterramento sejam determinados utilizando as orientações indicadas em 13.3. Quando não existir outra forma de aterramento, convém que este seja obtido pela instalação de hastes ou chapas metálicas aterradas. Entretanto, dispositivos específicos de aterramento, como cabos de equipotencialização, cintas ou escovas metálicas, convém que sejam utilizados na quantidade essencial mínima. Características importantes para o projeto de dispositivos de aterramento são: a) Convém que eles sejam reconhecidos para esta finalidade e considerados como essenciais para a operação segura da planta; NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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b) Convém que eles sejam visualizados facilmente ou sejam essenciais para o correto funcionamento da planta industrial, de modo que quaisquer falhas sejam rapidamente detectadas;


c) Convém que eles sejam robustos e instalados de tal forma que não sejam afetados por contaminação, ocasionando uma alta resistividade, por exemplo, por resultado de corrosão ou pintura; d) Convém que eles sejam fáceis de instalar e substituir; e) Convém que os cabos para aterramento de itens móveis sejam equipados com uma garra de fixação, forte o suficiente para ser capaz de penetrar através das camadas de tinta ou ferrugem. Convém que a garra seja fixada antes do início das operações, e permaneça fixada no local até que a operação seja concluída, e todos os perigos de carregamentos eletrostáticos tenham sido eliminados. f)

Se o aterramento não tiver sido provido em um ambiente com atmosfera explosiva, é recomendado que a parte que esteja isolada do terra seja lentamente aproximada com um dispositivo de efeito corona, ou um grampo de aterramento especial com um resistor embutido, para descarregar o objeto com segurança.

Quando o sistema de equipotencialização ou do aterramento for todo metálico, a resistência das conexões de aterramento é tipicamente menor que 10 Ω. Estes sistemas incluem aqueles que possuem múltiplos componentes. Uma resistência maior geralmente indica que o caminho metálico não é contínuo, geralmente devido a conexões frouxas ou corrosão. Um sistema de aterramento, que seja aceitável para circuitos de energia elétrica, ou de proteção contra descargas atmosféricas, é mais do que adequado para um sistema de aterramento para eletricidade estática. NOTA

A NFPA 77 contém diagramas esquemáticos de vários dispositivos de aterramento, conexões e equipamentos.

Quando são utilizados fios condutores, o diâmetro mínimo do fio de equipotencialização ou aterramento é definido pela resistência mecânica e não pela sua capacidade de carga elétrica. Convém que fios trançados ou cordoalhas sejam utilizados em cabos de equipotencialização que forem conectados e desconectados com frequência. Ver Anexo A para informações adicionais Os condutores de aterramento podem ser isolados (por exemplo, com encapsulamento ou cabos com revestimento plástico) ou não isolados (isto é cabo nu). Os condutores não isolados têm a vantagem de detectar mais facilmente os defeitos. No entanto, os condutores revestidos podem ser mais resistentes contra danos físicos e corrosão. Convém que equipotencializações permanentes ou conexões de aterramento sejam executadas de modo a manter uma baixa resistência durante sua vida útil, por exemplo, por brasagem ou soldagem. Conexões temporárias podem ser realizadas utilizando parafusos, grampos de pressão ou outros grampos específicos. Convém que os grampos do tipo pressão tenham força suficiente para penetrar em qualquer revestimento protetor, ferrugem ou material sobre a superfície, para assegurar o contato com a base de metal, e possuir uma resistividade máxima entre as faces de 10 Ω. 13.4.2 Monitoramento

Convém que a verificação do aterramento como uma medida de proteção contra a eletricidade estática, seja identificada e distinta, daquela de outros motivos técnicos, como a manutenção de sistemas de aterramento associados ao fornecimento de energia elétrica de potência, e sistemas de proteção contra descargas atmosféricas. Convém que as verificações sejam realizadas antes que a planta industrial seja colocada em operação, em cada parada de manutenção programada, e após qualquer outra manutenção ou modificação.

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A base do monitoramento é a medição das resistências entre diferentes pontos da planta industrial e o ponto de aterramento, mas é importante que este monitoramento seja complementado pela inspeção visual. Isso ajudará a detectar qualquer início de mau funcionamento dos dispositivos de aterramento, e a minimizar o risco de modificações que possam permitir uma desconexão de um condutor. Convém que o sistema de monitoramento seja capaz, não apenas de monitorar as resistências, mas também de alertar para quaisquer alterações nestas.

14 Requisitos especiais para equipamentos Ex de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0 14.1 Generalidades Neste documento, os limites são apresentados para ensaio eletrostático de produtos, que diferem dos limites da ABNT NBR IEC 60079-0:2013. Os limites especificados neste documento são em alguns casos mais conservadores, uma vez que são aplicados a uma ampla gama de produtos industriais, onde a situação física pode ser bem diferente daquela na qual, o equipamento elétrico de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0:2013, é utilizado. Os limites mais conservadores têm como base modelos teóricos gerados por dados empíricos. A fim de ter todos os requisitos eletrostáticos pertinentes íveis em um único lugar, os requisitos da ABNT NBR IEC 60079-0:2013 estão inclusos para informações nesta Seção, com o acréscimo de material explicativo e referências cruzadas com o outro texto neste documento. Os métodos de ensaio da IEC 60079-32-2:2015 são equivalentes aos especificados na ABNT NBR IEC 60079-0:2013, mas em alguns casos, as condições climáticas são diferentes. O equipamento coberto pelo escopo da ABNT NBR IEC 60079-0 pode ser ensaiado nas condições climáticas especificadas na ABNT NBR IEC 60079-0. NOTA A utilização destes limites nos dispositivos de produtos e materiais, considerando os valores especificados na ABNT NBR IEC 60079-0:2013, não possui histórico de ignição acidental.

14.2 Cargas eletrostáticas na parte externa de materiais não metálicos 14.2.1 Aplicabilidade Os requisitos desta subseção são aplicáveis apenas à parte externa de materiais não metálicos de equipamentos elétricos, incluindo peças não metálicas que são utilizadas na superfície externa de um invólucro. NOTA 1 As pinturas, filmes, folhas e placas não metálicas são tipicamente fixadas às superfícies externas de invólucros, para fornecer proteção ambiental adicional. Sua capacidade de armazenar uma carga eletrostática é abordada por esta subseção. NOTA 2 É geralmente reconhecido que o vidro não é suscetível de armazenamento de carga eletrostática.


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14.2.2 Ações para evitar o acúmulo de carga eletrostática em equipamentos dos Grupos I e II


Convém que o equipamento elétrico seja projetado de modo que, em condições normais de uso, manutenção e limpeza, o perigo de ignição proveniente de cargas eletrostáticas seja evitado. Convém que este requisito atenda um ou mais dos seguintes itens: a) Por meio de uma seleção adequada do material, de modo que a resistência da superfície, atenda pelo menos um dos critérios indicados a seguir (ver 6.2.1), quando medido de acordo com a IEC 60079-32-2: —— ≤ 100 GΩ medido a (30 ± 5) % de umidade relativa —— ≤ 1 GΩ medido a (50 ± 5) % de umidade relativa NOTA 1

Para mais informações, ver 6.1.

b) Pela limitação da área superficial de peças não metálicas dos invólucros, determinada de acordo com 6.3.2, para os valores da Tabela 23. Os valores da área superficial podem ser aumentados por um fator quatro, se a área exposta de material não metálico, for envolvida, e estiver em contato com estruturas condutivas aterradas (ver 6.3.3). Como alternativa, para peças longas com superfícies não metálicas, como tubos, barras ou cordões, a área superficial não precisa ser considerada, mas os diâmetros ou larguras não devem exceder os valores apresentados na Tabela 23. NOTA 2 Os cabos elétricos para conexão de circuitos externos não estão no escopo da Seção 14. Informações sobre cabos externos podem ser encontradas na ABNT NBR IEC 60079-14. NOTA 3 Os requisitos de tubos e mangueiras para líquidos não estão no escopo da Seção 14. Os requisitos de tubos e mangueiras para líquidos estão apresentados em 7.7, e para sólidos em 9.3.3.

c) Por fornecimento de uma camada isolante ligada a uma superfície condutora. Esta camada deve atender ao menos um dos seguintes critérios: 1) não se espera que a camada esteja sujeita a processos de carregamentos elevados mais fortes que a fricção manual (ver 3.13) e tenha uma espessura ≤ 2 mm para os Grupos I, IIA, IIB ou ≤ 0,2 mm para o Grupo IIC (ver Tabela 23 e 6.3.4.2). 2) que a tensão de ruptura medida através da espessura do material isolante seja ≤ 4 kV (ver 6.3.4.3) quando medida de acordo com o descrito na IEC 60079-32-2. NOTA 4 De acordo com a IEC 60243-2, materiais isolantes estressados por corrente contínua têm sua tensão de ruptura ensaiada com corrente contínua, e o método descrito na IEC 60243-1 com os requisitos adicionais da IEC 60243-2. Este método e os requisitos adicionais também são apresentados na IEC 60079-32-2.

d) Por fornecimento de um revestimento condutivo (ver 6.3.5). As superfícies não metálicas podem ser cobertas com um revestimento condutivo durável. Não convém que a resistência entre o revestimento e o ponto de ligação (no caso de equipamentos fixos), ou o ponto mais distante do possível contato com o invólucro (no caso de equipamentos portáteis), exceda 1 GΩ. Convém

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que a resistência seja medida de acordo com a IEC 60079-32-2, mas usando o eletrodo de 100 mm2 na pior posição da superfície e o ponto de ligação, ou o ponto mais distante do possível contato. NOTA 5 As condições ambientais que atuam sobre o material de revestimento podem incluir contaminações de partículas pequenas em uma corrente de ar, vapores de solvente e semelhantes.

e) Ao utilizar qualquer outra medida de segurança nesta Especificação Técnica para evitar o perigo de ignição devido a cargas eletrostáticas. f)

Ensaiando-se a carga máxima transferida medida de acordo com a IEC 60079-32-2 nas condições mais desfavoráveis está dentro dos limites estabelecidos na Tabela 23.

g) Em casos específicos, a ABNT NBR IEC 60079-0 permite a utilização de equipamento fixado que não atende aos requisitos de a) até f) e quando tiver risco de descargas eletrostáticas, marcando-os com a letra X. Nesse caso, convém que o manual de instruções forneça orientações ao usuário para minimizar o risco de descargas eletrostáticas em procedimentos operacionais. Quando praticável, convém que o equipamento também seja marcado com o aviso de carga eletrostática apresentado na ABNT NBR IEC 60079-0. No entanto, não convém que esta alternativa seja utilizada se for esperado o risco de carregamento eletrostático durante o uso (por exemplo, para equipamentos portáteis ou para instalações fixas com carregamento eletrostático constante). NOTA 6 A inclusão da letra X é utilizada, por exemplo, para equipamentos com invólucros isolantes que são tocados pelo operador somente durante a limpeza, manutenção, reparo ou recuperação.

Tabela 23 – Restrições alternativas em materiais sólidos isolantes e peças condutivas ou dissipativas isoladas em áreas classificadas para equipamentos dentro do escopo da ABNT NBR IEC 60079-0 (continua) Grupo I EPL Ma, Mb A) Área superficial

B) Largura da barra, haste

C) Espessura do revestimento para evitar descargas ramificadas

≤ 10 000 mm2

≤ 30 mm

Grupo II

Grupo III

Sub grupo

EPL Ga

EPL Gb

EPL Gc

A

≤ 5 000 mm2

≤ 10 000 mm2

≤ 10 000 mm2

B

≤ 2 500 mm2

≤ 10 000 mm2

≤ 10 000 mm2

mm2

≤ 2 000

mm2

EPL Db

EPL Dc

Sem limites

mm2

C

≤ 400

A

≤ 3 mm

≤ 30 mm

≤ 30 mm

B

≤ 3 mm

≤ 30 mm

≤ 30 mm

C

≤ 1 mm

≤ 20 mm

≤ 20 mm

A

≤ 2 mm

B

≤ 2 mm

≤ 2 mm

≤ 2 000

EPL Da

Sem limites

Sem limites C

≤ 0,2 mm


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Tabela 23 (conclusão)


Grupo I

Espessura do revestimento isolante para evitar qualquer descarga acendível

D) Carga transferida

E) Capacitância de peças metálicas não aterradas

Grupo II

EPL Ma, Mb

Sub grupo

Não permitido

Não permitido

Não permitido

A

≤ 60 nC

B

≤ 25 nC

C

≤ 10 nC

≤ 60 nC

≤ 10 pF

EPL Ga

EPL Gb

Grupo III EPL Gc

EPL Db

EPL Dc

≥ 8 mm se a área > 500 mm2

Sem limites para isolantes sólidos ≤ 200 nC a

A

≤ 3 pF

≤ 10 pF

≤ 10 pF

B

≤ 3 pF

≤ 10 pF

≤ 10 pF

C

EPL Da

≤ 10 pF b

≤ 3 pFm

a

Um valor válido apenas para descargas centelhantes de peças condutivas ou dissipativas não aterradas.

b

Para equipamentos destinados a serem utilizados em dutos ou tubulações sujeitos à presença de poeira de movimento rápido, um valor-limite menor da capacitância é levado em consideração.

NOTA 1 O critério de largura em B) aplica-se a tubos finos, revestimento de cabos e outros materiais isolantes com pequenas larguras ou diâmetros. NOTA 2 Os limites em A) e B) não são valores absolutos que evitam descargas acendíveis, apenas as reduzem-nas a um nível baixo geralmente aceitável. NOTA 3

Os limites em C) não aplicáveis a revestimentos isolantes e camadas em materiais condutivos ou dissipativos.

NOTA 4

Os limites em D) asseguram que não ocorram descargas capazes de causar uma ignição.

NOTA 5 Todos os valores em D) contêm uma certa margem de segurança. Trabalho recente indica que o valor utilizado até agora para IIB contém uma margem de segurança menor do que todos os outros valores. Para igualar todas as margens de segurança, os valores para IIB foram reduzidos de 30 nC para 25 nC. Isso não significa que o valor anterior não era seguro ou que fosse necessário ensaiar novamente. NOTA 6 Os subgrupos são baseados no máximo interstício de segurança experimental (MESG) ou na taxa mínima de corrente de ignição (MIC) da atmosfera explosiva em que o equipamento pode ser instalado (ver ABNT NBR IEC 60079-20-1). Mais detalhes podem ser encontrados em C.6 e D.3. NOTA 7 Os valores em EPL Gc não excluem a possibilidade de processos de alto carregamento eletrostático. A fricção manual geralmente não é considerada um processo de alto carregamento eletrostático (ver 3.13). NOTA 8 É geralmente aceito que um elemento de fixação de metal não aterrado, tal como um parafuso da tampa, apresentará uma capacitância não superior a 3 pF.

14.2.3 Evitar o acúmulo de carga eletrostática em equipamento do Grupo III Não é possível criar descargas eletrostáticas a partir de superfícies isolantes que sejam acendíveis por nuvens de poeira ou camadas de poeira, apenas por fricção manual. No entanto, se processos de carregamento eletrostático elevado (ver 3.13) não forem excluídos, os equipamentos metálicos 136/206




pintados/revestidos e os equipamentos de material plástico necessitam ser projetados de modo que, sob condições normais de utilização, a ignição causada pela descarga ramificada propagante seja evitada. Invólucros de material plástico podem não ser carregados a uma densidade de carga eletrostática tão crítica que a descarga ramificada propagante possa ser gerada. No entanto, convém que superfícies condutivas planas não estendidas sejam instaladas, dentro do invólucro a uma distância de 8 mm para a superfície externa. NOTA 1 Uma placa de circuito impresso interna pode ser considerada uma superfície condutiva plana estendida, porém isso não precisa ser aplicado em pequenos equipamentos portáteis, a menos que o equipamento seja suscetível de ser submetido a um mecanismo gerador de elevada carga eletrostática (como pode ocorrer na transferência pneumática de poeiras ou pulverização de carga em um processo de revestimento em poeira). O carregamento eletrostático por manuseio normal de equipamentos portáteis não é considerado como um mecanismo que possa gerar carga eletrostática elevada e, portanto, não levaria a uma situação em que uma descarga ramificada propagante pudesse ocorrer. NOTA 2 Uma única superfície condutiva plana que não exceda 500 mm2 não é considerada uma superfície plana estendida. Isso permite a utilização dos distanciadores ou es para a montagem de placas planas condutivas dentro de um invólucro.

A utilização de isolamento externo de pelo menos 8 mm de espessura em peças metálicas, como sondas de medição ou componentes similares, pode evitar descargas ramificadas propagantes. Ao avaliar a espessura mínima do isolamento a ser utilizado ou especificado, é necessário permitir qualquer desgaste sob condição normal de utilização. Se plástico com área superficial superior a 500 mm2 for utilizado como revestimento sobre um material condutivo, e não forem excluídos os processos de carregamento eletrostático mais elevados (ver 3.13) do que a fricção manual, convém que o plástico tenha uma ou mais das seguintes características (ver 6.3.4.3): a) material adequadamente selecionado, de modo que a resistência superficial esteja em conformidade com os limites indicados em 14.2.2; b) uma tensão de ruptura ≤ 4 kV, medida através da espessura do material isolante de acordo com o método descrito na IEC 60079-32-2; c) uma espessura ≥ 8 mm da isolação externa das partes metálicas.

14.3 Cargas eletrostáticas nas partes condutivas externas Convém que todas as partes externas condutivas do equipamento (metal, plástico condutivo etc.) sejam aterradas com uma resistência ao terra máxima de 1 MΩ. Para itens com uma capacitância inferior a 100 pF, é aceitável uma resistência ao terra máxima de 100 MΩ (ver Tabela 22). Partes metálicas íveis (por exemplo, etiquetas de alumínio em invólucros de plástico) com uma resistência ao terra maior que 100 MΩ podem ser suscetíveis a cargas eletrostáticas que podem se tornar uma fonte de ignição e convém que sejam ensaiadas de acordo com o método de ensaio de capacitância descrito na IEC 60079-32-2. Os valores máximos permitidos são apresentados na Tabela 23. Os requisitos de 14.3 não são aplicáveis se os requisitos da capacitância para partes metálicas não aterradas na Tabela 23, Seção e) forem atendidos.


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Anexo A (informativo)


Fundamentos da eletricidade estática

A.1 Carregamento eletrostático A.1.1

Introdução

A fonte primária das cargas eletrostáticas é o carregamento por contato (eletrificação). Se duas substâncias previamente não carregadas entrem em contato, geralmente ocorre uma transferência de cargas eletrostáticas na área de seus limites em comum. No momento da separação destas superfícies, cada superfície se carrega de uma carga igual, mas de polaridade oposta. Objetos condutivos podem se tornar carregados por indução, se estes estiverem no interior de um campo elétrico produzido por outros objetos carregados, ou devido a condutores com um alto potencial elétrico existente ao seu redor. Todos os objetos podem também se tornar carregados eletrostaticamente se partículas carregadas ou moléculas ionizadas se acumularem sobre estes objetos.

A.1.2

Carregamento eletrostático por contato

O carregamento eletrostático por contato pode ocorrer nas interfaces de materiais sólido/sólido, líquido/líquido ou sólido/líquido. Os gases podem não ser carregados desta forma, mas se um gás contiver partículas sólidas ou gotículas de líquidos em suspensão, estas podem ser carregadas eletrostaticamente por contato, de forma que o gás pode acumular cargas eletrostáticas. A água congelada no ar ou os gases liquefeitos (como o dióxido de carbono) gerados por processos de expansão adiabática devido a liberação de gases altamente pressurizados apresentam o carregamento por contato. No caso de materiais sólidos diferentes inicialmente não carregados e normalmente no potencial do terra, uma pequena quantidade de carga eletrostática é transferida de um material para o outro, quando estes entram em contato. Os dois materiais são, desta forma, carregados eletrostaticamente com cargas opostas e consequentemente existe um campo elétrico entre eles. Se os materiais são então separados, uma força tem que ser aplicada para superar a força de atração entre as cargas opostas e a diferença de potencial entre eles, a qual aumenta linearmente com a distância. Esta diferença de potencial mais elevada tende a carregar novamente qualquer ponto de contato residual. No caso de os dois materiais serem condutivos, a recombinação de cargas é completa e nenhuma quantidade significativa de carga eletrostática permanece em qualquer dos dois materiais após a separação. Se um ou ambos dos materiais for não condutivo, a recombinação pode não ocorrer completamente e os materiais separados reter parte de sua carga eletrostática. Em função da distância entre as cargas quando o contato for extremamente pequeno, o potencial gerado na separação pode facilmente alcançar muitos quilovolts, independentemente da pequena quantidade de cargas eletrostáticas envolvidas. Nos casos práticos de superfícies rugosas, o carregamento é aumentado se o contato e a separação envolver o atrito, uma vez que a área real do contato é aumentada.

A.1.3

Carregamento eletrostático por contato em líquidos

O carregamento eletrostático por contato em líquidos é essencialmente o mesmo processo que ocorre em sólidos, mas pode depender da presença de íons ou de partículas microscópicas carregadas. 138/206




Íons (ou partículas) de uma polaridade podem ser adsorvidas na interface e estas então atraem íons de polaridade oposta, as quais formam uma camada difusa de carga no líquido, próxima da interface. Exemplos típicos são o fluxo de um líquido em uma parede sólida (por exemplo, uma tubulação, uma bomba ou um filtro), a agitação ou atomização do líquido. Se o líquido contém uma segunda fase imiscível na forma de sólidos finos em suspensão, líquidos finamente dispersos ou bolhas de ar, o carregamento eletrostático é elevado de forma significativa, em função do aumento da área real de interface. Como no caso dos sólidos, uma alta-tensão é gerada pela força necessária para provocar a separação, desde que o líquido seja suficientemente isolante para impedir a recombinação. Estes processos podem ocorrer tanto nas interfaces sólido/líquido quanto líquido/líquido. Um nível perigoso de carregamento eletrostático é encontrado principalmente com líquidos de baixa condutividade elétrica. Devido ao rápido processo de separação de carga, no entanto, a pulverização de líquidos pode criar uma névoa ou pulverização altamente carregada, independentemente da condutividade do líquido. Embora os líquidos de alta condutividade normalmente carreguem muito pouco, existem líquidos condutivos altamente carregáveis, especialmente alguns acetatos orgânicos, éteres e cetonas mais altas, que podem necessitar de medidas adicionais de segurança. Estes líquidos incluem acetato etílico e acetato isopropilico, mas não acetona. Os biocombustíveis são tratados em C.8.

A.1.4 A.1.4.1

Geração de cargas eletrostáticas em líquidos fluindo em tubulações Tubulações de diâmetro fixo

Quando um líquido flui por de uma tubulação, ocorre a separação de carga resultando no carregamento eletrostático do líquido e um carregamento igual e oposto da parede (as cargas da parede são imediatamente dissipadas se a tubulação for condutiva e estiver aterrada). O fluxo turbulento gera mais carga eletrostática que o fluxo laminar. Como o tipo de fluxo em instalações industriais é geralmente turbulento, apenas os casos mais severos são considerados neste documento. Para fluxo turbulento, o carregamento eletrostático (geração de corrente elétrica) em uma tubulação longa é aproximadamente proporcional ao quadrado da velocidade. NOTA O carregamento eletrostático para fluxo laminar (geração de corrente elétrica) é diretamente proporcional à velocidade do fluxo.

Se um líquido flui em uma tubulação, não eletrostaticamente carregada, a densidade de carga e a transmissão da corrente transportada pelo líquido aumenta à medida que se desloca ao longo de uma tubulação, e caso seja suficientemente longa, o carregamento se aproximará gradualmente de um valor estacionário. Para a maioria dos líquidos de baixa condutividade, em particular líquidos saturados de hidrocarbonetos, o valor estacionário da densidade de carga ρ∞ não depende de forma significativa da condutividade ou permissividade do líquido e é aproximadamente proporcional à velocidade do fluxo, v, dividido pelo diâmetro, d: ρ∞ ≈ K v/d onde K é a constante com dimensão C s m–3. NOTA Outras expressões foram previamente sugeridas e ρ∞ ≈ K v (Lei de Schön) é historicamente utilizada com mais frequência do que a expressão proposta anteriormente e leva à expressão de limitações de fluxo como limites vd. No entanto, ρ∞ ≈ K v/d parece combinar melhor com as medidas relatadas (Walmsley e NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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Mills 1992, Britton e Smith 2012), está mais próximo das expressões teóricas para o carregamento de tubulações (Koszman e Gavis 1962, Walmsley 1982) e a escolha adequada da constante, K, pode ser realizada para dar as mesmas correntes para condições bem conhecidas. O maior valor da constante de Schön foi originado a partir de medições em tubulações de diâmetro relativamente pequenas (≤ 50 mm) e considera as correntes mais altas medidas em tubulações maiores (por exemplo, 100 mm). Quando esses dados são combinados com a expressão anterior, a dependência do diâmetro inverso resulta em menor carregamento em tubulações grandes e se aplicam melhor aos dados obtidos de tubulações grandes.

Vários valores foram propostos para K. Um valor de 1,0 µC s m–3 parece ser um valor razoável para a maioria dos hidrocarbonetos, embora valores maiores possam ser necessários para outros tipos de líquidos, menos documentados, ou onde aditivos antiestáticos estejam presentes. Um valor de 1,6 µC s m–3 abrange todos os níveis de carregamento reportados normalmente em tubulações. A faixa útil de velocidade e diâmetro do tubo (v = 1 m/s a 10 m/s, d = 0,025 m a 0,2 m) possibilita uma carga de densidade entre 5 μC/m3 e 400 μC/m3. Para fins práticos, o tubo pode ser considerado de comprimento infinito, se L ≥ 3 vτ com τ = εr εo/ γ

onde L é o comprimento do tubo, expresso em metros (m); τ

é o tempo de relaxamento do líquido, expresso em segundos (s);

εr é a permissividade relativa do líquido (εr ~ 2 para hidrocarboneto); εo é a permissividade do espaço livre (8,85 × 10–12 F/m); γ

é a condutividade elétrica do líquido (S/m)

Há evidências de que a densidade de carga gerada pelo fluxo da tubulação é proporcional à condutividade sob um limite de condutividade dependendo do combustível. Portanto, as maiores densidades de carga não são encontradas nas condutividades mais baixas. O limiar de condutividade para este comportamento varia inversamente com a viscosidade. Por exemplo, Hearn (2002) e Walmsley (2011) relataram o carregamento eletrostático da gasolina proporcional à condutividade, em condutividades de até 50 pS/m e ~200 pS/m respectivamente, enquanto os dados de Walmsley e Mills (1992) para o diesel, que tem aproximadamente dez vezes a viscosidade da gasolina, apresenta densidades de carga proporcionais à condutividade até cerca de 7 pS/m, e os óleos lubrificantes (luboils), que têm viscosidades ainda mais altas, podem resultar em elevado carregamento eletrostático mesmo em condutividades muito baixas (ver 7.4). Para combustíveis e solventes com viscosidades não superiores às do diesel automotivo, portanto, é possível supor que o carregamento eletrostático começará a diminuir com uma condutividade de 3 pS/m como valor de pior caso. NOTA Isto permite uma margem abaixo dos dados do diesel citados anteriormente; para líquidos de baixa viscosidade, como gasolina, essa margem pode ser grande.

Líquidos de alta viscosidade, como os lubrificantes, são casos especiais e considerados separadamente em 7.4. Para esses líquidos, espera-se que a queda do carregamento eletrostático ocorra em condutividade muito baixa. Consequentemente, não convém considerar a redução na corrente abaixo de 3 pS/m como aplicável a qualquer líquido mais viscoso que o diesel automotivo.

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Embora a utilização de tubos isolantes não seja geralmente recomendada, eles são utilizados para algumas finalidades específicas. Poucos dados publicados estão disponíveis para carregamento eletrostático por fluxo de líquido em tubos isolantes ou mangueiras. No entanto, para líquidos de baixa condutividade, < 25 εr pS/m, fluindo através de tubos isolantes, as correntes de fluxo são similares àquelas produzidas em tubos condutivos e a densidade de carga de um tubo infinitamente longo pode ser estimada a partir da mesma expressão para tubos condutivos. Quando líquidos contendo uma segunda fase imiscível, como líquidos dispersos ou sólidos suspensos, são bombeados através de tubos, a taxa de geração de carga é muito maior do que com uma única fase. Devido ao grande número de influência de fatores, no entanto, esse nível de geração de carga é imprevisível. A.1.4.2

Tubulação com seções múltiplas de diferentes diâmetros

Se o tubo principal de um tanque variar de diâmetro ao longo de seu comprimento, de modo que haja N segmentos de diâmetros diferentes, assumindo o comportamento de relaxamento exponencial (Lei de Ohm), a contribuição do segmento j para a densidade de carga de entrada do tanque será: ρj = K(vj /dj n) [1 – exp(–Lj / vjτ)] exp(–tresj / τ) onde vj, dj e Lj são a velocidade de fluxo, diâmetro e comprimento para o segmento j, tresj é o tempo de residência entre a extremidade a jusante do segmento j e o tanque e τ é o tempo de relaxamento do líquido. A potência n permite a análise recomendada (n = 1, densidade de carga proporcional a v/d) ou a análise da Lei de Schön (n = 0, densidade de carga proporcional a v). A análise da Lei de Schön geralmente não é recomendada, mas ainda é necessária quando são usados limites vd. No caso de tresj > 3τ, muito pouco da carga do segmento j permanece na entrada do tanque, de modo que segmentos maiores que 3τ no percurso do fluxo a montante do tanque podem ser ignorados. Isto é permitido para um tempo máximo de relaxamento efetivo de 10 s devido ao relaxamento hiperbólico, conforme a definição da região de relaxamento usada em 7.3.2.3.5.2. A densidade de carga de entrada total no tanque é a soma de todas as contribuições dos segmentos dentro da região de relaxamento, ou seja: ρ = Σ j=Nj=1 ρj = K Σ j=Nj=1 (vj / dj n) [1 – exp(–Lj / vjτ)] exp (–tresj / τ) Essa expressão é complexa para uso prático e, portanto, é simplificada ao ignorar os termos exponenciais e aplicando o carregamento no pior dos casos (segmento “crítico”) à linha inteira. Ambas as simplificações aumentam a densidade de carga estimada acima do valor real e, portanto, adicionam uma margem de segurança, além de simplificar o resultado estimado. Sem os termos exponenciais, a contribuição simplificada do segmento j é: ρ = K (vj / dj n) = (4K / π) (FT / dj n+2) onde FT é a vazão volumétrica para o tanque. Isso mostra que o pior dos casos (segmento “crítico”) é aquele com o menor diâmetro. Aplicando a densidade de carga para o segmento crítico em toda a linha, a densidade de carga estimada na entrada do tanque é: ρ = (4K / π) (FT / dw n+2) = kVw / dw n+2


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onde w indica o pior segmento (menor diâmetro). O fluxo da corrente correspondente na entrada do tanque é: I = (π K / 4) vw 2 dw 2–n


A.1.4.3

Tubulações ramificadas com seções múltiplas de diferentes diâmetros

Uma tubulação ramificada é aquela em que uma única seção a montante se divide, em um ou mais estágios, em várias seções a jusante, cada uma das quais alimenta um tanque individual. Com esta disposição, o cálculo da contribuição de um segmento específico para a densidade de carga de entrada de um tanque específico é um pouco mais complexo, pois a vazão pode ser maior nos segmentos a montante quando vários tanques estão sendo preenchidos simultaneamente. Neste caso, a contribuição simplificada do segmento j para a densidade de carga de entrada é ρ = k Vj / dj n

e o segmento crítico continua sendo aquele com o maior valor de vj/djn, mas agora a velocidade vj deve ser calculada a partir de Fs, que é a taxa de vazão mais alta possível através do segmento quando vários tanques estão sendo preenchidos simultaneamente, em vez de FT, isto para a taxa de fluxo do tanque individual a ser avaliado. A pior contribuição de um segmento a montante para o fluxo da corrente na entrada do tanque é: I = (π K / 4) vw 2 dw 2–n / Ns

onde Ns=Fs/FT é a relação entre a vazão máxima possível no segmento da tubulação e a vazão no tanque que está sendo avaliado. Portanto, a velocidade máxima ou o limite vd (com base em n = 0 no caso do limite vd) que pode ser aceito em um segmento de tubo crítico, que alimenta vários tanques simultaneamente é aumentado por um fator Ns1/2 do valor-padrão estabelecido para o tanque (linha não ramificada).

A.1.5

Geração de carga eletrostática em filtros

Os filtros em uma tubulação podem representar poderosos geradores de cargas eletrostáticas. Enquanto os filtros de malhas maiores provocam a geração de cargas eletrostáticas similar àquelas encontradas no fluxo em uma tubulação, filtros micrométricos podem exceder a geração de cargas eletrostáticas em um fluxo em uma tubulação por várias vezes. As densidades de cargas eletrostáticas geradas pelos filtros finos podem permanecer elevadas em líquidos com condutividade abaixo de 1 pS/m. Este elevado carregamento eletrostático não é normal de ser encontrado em um fluxo de líquido em tubulações. As cargas eletrostáticas que chegam a um tanque geradas a partir de um filtro podem, desta forma, possuir uma grande densidade de carga e um tempo de relaxamento muito grande, resultando em elevados potenciais eletrostáticos não usuais. Desta forma é importante que a localização dos filtros finos esteja a uma distância adequada à montante dos tanques, de forma que o tempo de residência proporcionado pela tubulação a jusante do filtro e pelo relaxamento proporcionado pelo tanque seja, pelo menos, três vezes o tempo de relaxamento, permitindo que as cargas eletrostáticas possam ser dissipadas a níveis seguros. Dependendo da malha do filtro, um tempo de residência típico de 30 s a 100 s é considerado para representar os casos práticos mais críticos. (ver 7.5).

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A.1.6

Geração de carga eletrostática durante agitação e mistura de líquidos

Os processos envolvendo agitadores e misturadores geram um movimento relativo entre os líquidos e as superfícies sólidas que estejam em contato. As cargas eletrostáticas resultantes que são geradas são normalmente moderadas, desde que o líquido não contenha uma segunda fase imiscível. Os líquidos que são agitados que contenham líquidos dispersos ou sólidos suspensos são propensos à geração de cargas eletrostáticas extremamente elevadas caso a fase contínua possua uma baixa condutividade.

A.1.7

Potenciais de sedimentação

A deposição de partículas sólidas ou de gotículas de líquidos suspensas em um líquido com baixa condutividade podem levar a um carregamento eletrostático por separação, desta forma gerando uma diferença de potencial através do líquido, na direção da força da gravidade. Em tanques de grandes dimensões, por exemplo, após uma mistura de água e óleo ser bombeada para o interior de um tanque ou a água de fundo ter sido agitada, o potencial eletrostático da sedimentação resultante pode constituir um risco de ignição. A aeração de líquidos, como as bolhas de ar que circulam em sentido ascendente, são também capazes de causar a agitação da água acumulada ou outros materiais depositados no fundo dos tanques, desta forma aumentando os campos eletrostáticos no interior dos tanques.

A.1.8

Dispersão de jatos de líquidos

A desintegração de um jato de líquido em pequenas partículas, por exemplo, quando o jato atinge um obstáculo durante as atividades de limpeza de um tanque podem produzir uma neblina ou spray altamente carregado, independente da condutividade do líquido. Em geral, quanto mais condutivo for o líquido, maior é a geração de cargas eletrostáticas. Por exemplo, um jato de água produz mais carga eletrostática do que um jato de óleo, embora misturas de água e óleo possam gerar um maior carregamento eletrostático que a água ou o óleo.

A.1.9

Carregamento eletrostático por contato de poeiras

As cargas eletrostáticas que são acumuladas por unidade de massa da poeira (razão carga/massa) são normalmente um importante parâmetro quando da avaliação do acúmulo de cargas eletrostáticas em poeiras. Para poeiras com média resistividade e poeiras isolantes (ver definições em 9.1), os valores típicos ficam entre 10 pC/kg e 1 mC/kg, sendo que estes valores dependem principalmente das características do processo (como a velocidade de separação após o contato), sobre a granulometria das poeiras (área superficial específica) e sobre as suas composições químicas, incluindo contaminações (resistividade e permissividade relativa). A Tabela A.1 apresenta dados de medições sobre os níveis de carregamento eletrostático de poeiras de média resistividade, proveniente de diferentes tipos de processos. Tabela A.1 – Carregamento eletrostático em poeiras (continua) Densidade da carga de massa (μC kg –1)

Operação Revestimento triboelétrico de poeira (carregamento por atrito) Transporte pneumático

10 000 a 1 000 1 000 a 0,1

Microredução (micronização)

100 a 0,1 NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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Tabela A.1 (conclusão) Densidade da carga de massa (μC kg –1)


Operação Esmerilhamento

1 a 0,1

Transferência de material por rolagem

1 a 0,01

Derramamento

1 a 0,001

Peneiramento

0,001 a 0,000 01

A.1.10 Carregamento eletrostático por indução Existe um campo elétrico ao redor do objeto carregado eletrostaticamente. Um material condutor introduzido no interior deste campo altera a distribuição do potencial neste campo e em suas redondezas, causando a separação das cargas opostas dentro do material condutor. Se o material condutor estiver isolado do terra, este se carrega de um potencial que depende de sua posição no campo, se tornando carregado por indução. Em função de seu potencial, causado pelas cargas separadas que o material condutor carrega, este pode produzir centelhas eletrostáticas. Se um material condutor que esteja isolado for momentaneamente aterrado enquanto este se encontra em um campo elétrico, ocorre uma centelha de descarga. Esta centelha reduz o potencial do material condutor a zero, porém adquire uma carga eletrostática para causar esta redução do seu potencial. Esta carga remanescente pode causar uma segunda centelha, quando o material condutor isolado for removido das proximidades do objeto originalmente carregado. Este tipo de centelhamento por indução pode representar um risco, por exemplo, quando uma pessoa isolada se move em locais próximos a materiais eletrostaticamente carregados.

A.1.11 Transferência de carregamento eletrostático por condução Sempre que ocorre o toque de um objeto eletrostaticamente carregado com outro objeto que não esteja carregado, a carga eletrostática é dividida entre eles. Isto pode representar uma fonte de carregamento eletrostático, sendo citados como exemplo os sprays carregados, névoas ou poeiras que são projetadas ou depositadas sobre objetos sólidos. Uma transferência similar de cargas eletrostáticas pode também ocorrer quando uma corrente de íons gasosos se acumula sobre um objeto inicialmente não carregado eletrostaticamente.

A.1.12 Carregamento eletrostático por efeito corona Um método para o carregamento eletrostático de objetos é o de pulverizar elétrons a partir de uma ponta metálica que esteja a um elevado potencial negativo da ordem de algumas dezenas de kV. Este mecanismo de carregamento eletrostático pode também ocorrer acidentalmente, por exemplo, a partir de pontas com alta-tensão de equipamentos de pulverização eletrostática ou de descargas coronas a partir de extremidades pontiagudas de um Container FIBC (Flexible Intermediate Bulk Containers) do tipo D.

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A.2 Acúmulo de carga eletrostática A.2.1

Generalidades

Após a separação das cargas, durante o processo de carregamento eletrostático, as cargas eletrostáticas podem rapidamente se recombinar, tanto diretamente por contato ou por aterramento. As cargas eletrostáticas sobre um objeto isolante são mantidas devido à resistência do material do próprio objeto. Porém, para um objeto condutor permanecer carregado eletrostaticamente este tem que estar isolado de outros objetos condutores ou do terra. Sob condições normais, os gases puros são isolantes e desta forma as cargas eletrostáticas que possam existir em partículas suspensas em nuvens de poeiras, névoas ou sprays podem ser mantidas frequentemente por longos períodos, independentemente da condutividade das próprias partículas. Em todos os casos, as cargas eletrostáticas se descarregam a uma taxa determinada pelas resistências dos materiais não condutores existentes no sistema; este processo é conhecido por relaxamento. Os níveis de resistência, resistividade ou condutividade que podem levar a situações de risco de centelhamento eletrostático depende em grande parte do processo industrial envolvido, o que é abordado e é apresentado a seguir. Em muitos processos industriais existe uma geração contínua de cargas eletrostáticas que se acumulam em um material condutor isolado. Por exemplo, quando uma corrente de um líquido ou uma poeira carregada flui para o interior de um contêiner metálico isolado, o potencial de tensão sobre o material condutor isolado é o resultado de um balanço entre a taxa de entrada da carga eletrostática e a taxa de descarregamento. O circuito elétrico equivalente é mostrado na Figura A.1 e o potencial de tensão do material condutor é dado pela equação: V = I R {1 – exp (– t / R C)} onde V é o potencial do material condutor, expresso em volts (V); C é a capacitância, expressa em farads (F); R é a resistência de fuga para o terra expressa em ohms (Ω); I

é a corrente da descarga eletrostática, expressa em ampères (A);

t

é o tempo do início do carregamento eletrostática, expresso em segundos (s).

O potencial máximo Vmáx. é atingido quando t é grande e portanto: Vmáx. = I R


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Corrente de carga, I

Resistência de descarga, R

Capacitância, C

Corrente de descarga

Figura A.1 – Circuito elétrico equivalente para um material condutor eletrostaticamente carregado

A resistência de descarregamento e a capacitância de um material condutor isolado pode frequentemente ser medida e estes valores podem ser utilizados para estabelecer se níveis de risco de cargas eletrostáticas acumuladas podem estar aumentando. Entretanto, esta avaliação pode não ser executada para poeiras e névoas suspensas no ar.

A.2.2

Acúmulo de cargas eletrostáticas em líquidos

O acúmulo de carga em líquidos é determinado por dois efeitos opostos da geração e relaxamento da carga. O relaxamento da carga em um recipiente de líquido depende da sua condutividade elétrica. Na ausência de geração de carga, a densidade de carga no líquido decai exponencialmente, de acordo com uma lei de relaxamento, com o tempo de relaxamento característico: τ = εr εo / γ

onde τ

é o tempo de relaxamento;

εr é a permissividade relativa do líquido (cerca de 2 para hidrocarbonetos líquidos saturados); εo é a permissividade do espaço livre (8,85 × 10–12 F/m); γ

é a condutividade elétrica do líquido.

Relaxamento exponencial significa que dentro do tempo de relaxamento a carga decai cerca de 37 % (mais precisamente: para 1/e, onde e é a base do logaritmo natural) do seu valor original. Por exemplo, para um hidrocarboneto líquido com condutividade de γ = 1 pS/m (10–12 S/m) o tempo de relaxamento é τ = 18 s. o tempo de decaimento da carga para 50 % do seu valor original é 0,7 τ = 13 s. A condutividade de um líquido com condutividade muito baixa é significantemente maior quando o líquido tem uma alta densidade de carga do que quando ele está descarregado. Isto leva ao que é conhecido como “relaxamento hiperbólico”. Isto resulta em uma carga sendo dissipada mais rapidamente de líquidos com condutividade muito baixa e alta densidade de carga do que seria esperado na base de cálculo anterior. 146/206




Isto tem um efeito benéfico: significa que, independentemente da condutividade ou de densidades de cargas muito altas, os tempos de permanência de 100 s são suficientes para reduzir a densidade de carga em tanques receptores na frente dos filtros finos até o nível encontrado no fluxo da tubulação. As condutividades dos líquidos são classificadas como alta (γ > 10 000 pS/m), média (100 pS/m < γ < 10 000 pS/m) ou baixa (γ < 100 pS/m). No caso de hidrocarbonetos 50 pS/m é utilizado como máximo limite para baixa condutividade (ver 7.1.4). As condutividades e tempos de relaxamento para vários líquidos são dados na Tabela 7. Níveis perigosos de acúmulo de carga estão associados principalmente com líquidos de baixa condutividade. Estes níveis podem também ocorrer com líquidos de média condutividade quando a taxa de carregamento é alta, por exemplo, altas velocidades de fluxo ou agitação de certas suspensões (ver 7.7 e 7.9). Níveis perigosos são virtualmente desconhecidos em líquidos de alta condutividade desde que os líquidos estejam aterrados. Suspensões de gotículas carregadas em névoas ou jatos retêm sua carga porque a atmosfera circundante é altamente isolante. O relaxamento da carga não se dá por condução elétrica, mas por processos como: sedimentação ou choque das gotículas na estrutura do tanque; e, em altos níveis de densidade de carga, efeito corona das saliências no tanque. Por estas razões relaxamento de cargas em névoas carregadas é geralmente lento, independentemente da condutividade do líquido.

A.2.3

Acúmulo de cargas eletrostáticas em poeiras

Se a resistividade volumétrica da poeira a granel for alta, a carga pode ser acumulada na poeira mesmo se estiver em um recipiente aterrado ou em contato com metal aterrado. O tempo necessário para a carga decair a 1/e do valor original (onde e é 2,718) é conhecido como tempo de relaxamento. Isto é dado pela equação: τ = S εr εo onde εr é a permissividade relativa da poeira; εo é a permissividade do espaço livre (8,85 × 10–12 F/m); S é a resistividade volumétrica da poeira. A resistividade volumétrica de 10 GΩm e a permissividade relativa de 2 dá um tempo de relaxamento de aproximadamente 0,2 s. Isto significa que após 0,2 s cerca de dois terços da carga da poeira foi liberada para o terra. Como o ar é altamente isolante, o decaimento da carga de uma poeira em suspensão no ar (nuvem de poeira) não é influenciado pela resistividade volumétrica da poeira. A carga eletrostática permanece a mesma nas partículas de poeira até elas interagirem umas com as outras ou com o equipamento. Nestas circunstâncias, o decaimento da carga é principalmente afetado pelo movimento das partículas causado pelo fluxo de ar, gravidade e cargas elétricas no sistema. Tanto para poeira a granel como para poeira em suspensão no ar, os níveis de cargas eletrostáticas são limitados pelo início de ocorrência das descargas. Estas ocorrem quando o campo elétrico, que é mais elevado na fronteira do monte ou pilha da poeira ou da nuvem da poeira, atinge a rigidez dielétrica do ar, de 3 MV/m. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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A.3 Descargas eletrostáticas A.3.1

Introdução


A carga em um líquido ou em um sólido cria um risco somente se é descarregada para outro corpo ou, mais comumente, para a terra. Estas descargas variam grandemente em tipo e incidência. Estas estão descritas em A.3.2 a A.3.7.

A.3.2

Centelhas

Uma centelha é uma descarga entre dois materiais condutores, líquidos ou sólidos. Isto é caracterizada por um canal de descarga luminosa bem definida carregando uma corrente de alta densidade. Ionização do gás no canal é completa em todo seu comprimento. A descarga é muito rápida e dá origem a um estalo agudo. Uma centelha ocorre entre materiais condutores quando a força do campo entre eles excede a rigidez dielétrica da atmosfera. A diferença de potencial entre os materiais condutores necessária para causar a ruptura da rigidez depende da forma de ambos e da distância entre os materiais condutores. Como orientação, a força de ruptura para superfícies planas ou de grandes raios com 10 mm ou mais é de cerca de 3 MVm–1 em ar normal e aumenta conforme a diminuição da distância de separação. Como os objetos entre os quais a centelha a são materiais condutores, a maioria da carga eletrostática armazenada a através da centelha. Na maioria dos casos práticos, a centelha dissipa a maioria da energia armazenada. A energia de uma centelha entre um material condutor e um material condutivo aterrado pode ser calculada utilizando a seguinte equação: W = ½ Q V = ½ C V 2

onde W é a energia dissipada, expressa em joules (J); Q é a quantidade de carga no material condutor, expressa em coulombs (C); V é o potencial, expressa em volts (V); C é a capacitância, expressa em farads (F).

Este é o valor máximo da energia e a energia na centelha é menor se existir resistência no caminho da descarga para o terra. Valores típicos de capacitância para materiais condutores são apresentados na Tabela A.2 Tabela A.2 – Valores de capacitância para materiais condutores típicos (continua) Objeto

Capacitância pF a

Itens metálicos pequenos (tampas para coberturas, bocais de mangueiras)

10 a 20

Recipientes pequenos (baldes, tambores de 50 L)

10 a 100

Recipientes médios (250 L a 500 L)

50 a 300

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Tabela A.2 (conclusão) Objeto

Capacitância pF a

Principais equipamentos da planta industrial (vasos de processo) imediatamente cercado por estruturas aterradas

100 a 1 000

Corpo humano

100 a 200

a

1 pF = 1 × 10–12 F

Um exemplo de cálculo da energia de descarga centelhante é dado a seguir: Um tambor metálico não aterrado é preenchido com poeira de uma unidade de moagem. Nesta situação, a corrente de carga, I, pode ser de 100 nA; a resistência de fuga do tambor para o terra R, 100 GΩ; e sua capacitância C, 50 pF. A máxima tensão no tambor é: Vmáx. = I R = 10 kV e a energia máxima liberada em uma descarga centelhantes seria: Wmáx. = ½ C Vmáx.2 = 2,5 mJ

A.3.3

Efeito corona

Este tipo de descarga eletrostática ocorre em partes com formatos pontiagudos ou extremidades dos materiais condutores, como superfícies com raios pequenos ou com curvaturas. As descargas eletrostáticas por efeito corona podem ocorrer quando estes materiais condutores são aterrados e movimentados no sentido de encontro a um objeto altamente carregado eletrostaticamente ou, alternativamente, se o material condutor é elevado a um alto potencial de tensão. As descargas são originadas devido ao fato que o campo elétrico nas superfícies pontiagudas é muito alto (acima de 3 MV/M). Uma vez que o campo elétrico afastado da superfície do objeto decai rapidamente, a região de ionização não se estende para um local distante do material. O campo elétrico pode ser direcionado para o objeto carregado ou, no caso de um material condutor com um elevado potencial, ele pode simplesmente ser direcionado para longe do material condutor. As descargas eletrostáticas por efeito corona são difíceis de serem visualizadas, mas sob iluminação reduzida (como no interior de uma câmara escura) pontos iluminados podem ser vistos, adjacentes aos pontos pontiagudos do objeto carregado. Fora desta região ionizada, os íons podem se afastar, sendo sua polaridade dependente da direção do campo eletrostático. A densidade de energia na descarga eletrostática por efeito corona é muito menor que em uma centelha e, por esta razão, as descargas corona não são normalmente capazes de gerar uma ignição. Entretanto, sob determinadas circunstâncias, por exemplo, se existir um aumento no potencial de um material condutor pontiagudo, as descargas corona podem se desenvolver em forma de centelhas entre o objeto carregado e outros objetos.

A.3.4

Descargas ramificadas

Estas descargas ramificadas podem ocorrer quando objetos aterrados arredondados (de forma oposta aos objetos pontiagudos) são movimentados de encontro a objetos isolantes eletrostaticamente carregados, por exemplo, entre os dedos de uma pessoa e superfícies plásticas, ou entre um objeto metálico aterrado e a superfície de um líquido em um tanque.


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Estas descargas são eventos de curta duração as quais, sob condições adequadas, podem ser visualizadas ou ouvidas. Diferentemente das descargas centelhantes, as descargas ramificadas tendem a envolver somente uma pequena fração da carga associada com o sistema e a descarga não interliga os dois objetos envolvidos. Apesar disto, descargas ramificadas podem causar a ignição da maioria dos gases, vapores e misturas híbridas. O presente estado de conhecimento indica, entretanto, que independentemente de sua MIE, as poeiras combustíveis podem não entrar em processo de ignição por descargas ramificadas, desde que não haja a presença de gases ou vapores inflamáveis. Ensaios experimentais em laboratórios mostram que descargas ramificadas são capazes de causar a ignição de atmosferas de gases inflamáveis com MIE até 3,6 mJ, quando então estas descargas se transformam em descargas centelhantes por meio do gás. Estes experimentos, entretanto, não apresentam qualquer informação com relação à capacidade de causar a ignição de descargas ramificadas para poeiras combustíveis. NOTA Descargas ramificadas mostram uma distribuição de energia significativamente diferente no espaço e no tempo, quando comparada com as descargas centelhantes. Este fato resulta em diferenças na capacidade de descargas ramificadas em causar uma ignição em gases e vapores inflamáveis, quando comparada com a sua capacidade de causar uma ignição em poeiras combustíveis.

A.3.5

Descargas ramificadas propagantes

Para a ocorrência deste tipo de descargas ramificadas propagantes, é necessário a existência de uma folha (ou camada) de um material com alta resistividade e com alta resistência dielétrica, estando as duas superfícies altamente carregadas (alta densidade superficial de carga), porém com polaridades opostas. As descargas ramificadas propagantes são iniciadas por meio de uma conexão elétrica (ocorrência de um curto-circuito) entre as duas superfícies. Estas descargas apresentam frequentemente uma aparência parecida com uma árvore iluminada e são acompanhadas pelo som de um forte estalo. A folha bipolar pode estar em um “espaço livre” no ar ou, como ocorre em situações mais comuns na prática, possuírem uma superfície em contato direto com um material condutivo (normalmente aterrado). O curto circuito pode ser alcançado: a) Pelo contato da superfície (mecanicamente ou por uma ruptura do isolamento elétrico); b) Pela aproximação de ambas as superfícies, simultaneamente, por meio de dois eletrodos eletricamente conectados; ou c) Quando uma das superfícies é aterrada, pelo toque em outra superfície de um material condutor aterrado. A descarga absorve a maior parte das cargas distribuídas da superfície isolante e as direcionam para onde ocorre o curto-circuito. As condições necessárias para este tipo de descarga podem ser difíceis de atingir, particularmente para folhas com elevadas espessuras. Na maioria das circunstâncias, uma espessura maior que 10 mm é suficiente para evitar descargas ramificadas propagantes. Para folhas com baixas espessuras, uma carga superficial de pelo menos 250 µC/m2 é requerida. Um requisito adicional é que a tensão de ruptura através da folha carregada necessita ser maior que 4 kV, mesmo para superfícies como filmes, telas e folhas e maior que 6 kV para tecidos. Isto significa que o acúmulo de cargas eletrostáticas em camadas de pintura normalmente não origina descargas ramificadas propagantes. NOTA Camadas espessas de tecidos ou materiais porosos podem ar tensões de ruptura acima de 4 kV, mas não são capazes de gerar descargas ramificadas propagantes, a menos que estes materiais incorporem uma camada de material impermeável, ou seja, um material capaz de ar tensões de ruptura acima de 4 kV.

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A energia liberada nestas descargas ramificadas propagantes podem ser elevadas (1 J ou mais), dependendo da área superficial, espessura e densidade de carga superficial da folha carregada eletrostaticamente. Estas descargas eletrostáticas podem causar a ignição de atmosferas explosivas formadas por gases ou vapores inflamáveis ou poeiras combustíveis.

A.3.6

Descargas atmosféricas

A princípio, descargas como as que ocorrem na atmosfera podem ocorrer também dentro de nuvens eletrostaticamente carregadas ou a partir destas nuvens para o terra, quando a rigidez do campo devido às partículas carregadas for suficientemente elevada. Estas descargas têm sido observadas, por exemplo, em grandes nuvens de cinzas, durante as ocorrências de erupções em vulcões. Estas descargas são obviamente capazes de causar a ignição de uma atmosfera explosiva, embora nunca tenham sido observadas em nuvens carregadas com as dimensões encontradas em operações industriais. De acordo com experimentos laboratoriais, estas descargas são improváveis de ocorrer no interior de silos com volumes menores que 100 m3 ou em silos com diâmetros menores que 3 m, com qualquer altura. Estas dimensões não são necessariamente os limites máximos seguros, e representam somente uma base sobre os tamanhos e dimensões avaliadas nas investigações mencionadas. Além disto, nenhuma descarga, como as descargas atmosféricas, tem sido observada durante a lavagem de tanques de navios com capacidade de até 30.000 m3 em volume. Estas descargas são improváveis de ocorrer em grandes silos ou em contêineres, desde que a rigidez média do campo eletrostático permaneça abaixo de 500 kV/m.

A.3.7

Descargas cônicas

Quando poeiras isolantes altamente carregadas eletrostaticamente são transportadas para o interior de silos ou de grandes contêineres, estas geram uma região com densidade de carga muito alta, dentro do monte ou da pilha da poeira a granel. Isto leva a existência de elevados campos elétricos no topo da pilha de poeira. Sob estas circunstâncias, grandes descargas trafegando (radialmente, em caso de contêineres ou silos cilíndricos) ao longo da superfície têm sido observadas. As condições necessárias para este tipo de descargas (cônicas) são complexas; os fatores que influenciam são a resistividade da poeira a granel, a corrente de carregamento, o volume e a geometria da poeira a granel e o tamanho das partículas. Tem sido reportado que atmosferas explosivas de gases ou vapores inflamáveis bem como de poeiras combustíveis com elevada sensibilidade, podem entrar em ignição por este tipo de descarga. Com base em experimentos extensivos, executados em silos condutivos aterrados, a energia liberada em tais descargas depende do diâmetro do silo e do tamanho das partículas (massa média) dos produtos que formam o monte de poeira. Para silos com diâmetro na faixa de 0,5 m a 30 m e para poeiras com tamanho médio de 0,1 mm a 3,0 mm, a energia máxima liberada em descargas cônicas pode ser estimada pela utilização da seguinte equação: W = 5,22 × D 3,36 × d 1,46 onde W é o limite superior da energia da descarga cônica, expresso em milijoules (mJ); D é o diâmetro do silo condutivo aterrado, expresso em metros (m); d é a massa média do tamanho da partícula distribuída da poeira formando o cone, expressa em milímetros (mm). NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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Para silos com diâmetros maiores que 3 m e poeiras com um tamanho médio maior que 3 mm, a aplicação da equação anterior não tem sido validada por medições ou experimentos. Com base em evidências práticas, a efetividade de ignição é mais baixa e desta forma a energia equivalente das descargas cônicas também é mais baixa, do que aquela indicada pela equação anterior. Sob tais circunstâncias é recomendada uma consulta a um profissional com experiência. Como consequência da equação indicada anteriormente, as descargas cônicas formadas a partir de poeiras grossas são muito mais elevadas do que aquelas formados a partir de poeiras finas. Desta forma, a situação de maior risco é quando grãos altamente isolantes são transportados ou manuseados ou processados em conjunto com poeiras finas, formando uma nuvem de poeira com baixa energia mínima de ignição (MIE). Nos casos de silos fabricados de material isolante, necessita ser utilizado na equação anterior, duas vezes o valor do diâmetro, para o cálculo da energia equivalente de descargas cônicas. Esta recomendação não tem como base dados experimentais, mas tem como base o fato de que, ao contrário dos silos fabricados com material condutivo aterrado, onde o potencial mais alto é normalmente no eixo central, a parede do silo não está no potencial zero. Se um lado é forçado a possuir um potencial zero, o lado oposto pode estar no potencial máximo e consequentemente a descarga cônica pode saltar sobre o diâmetro completo, acumulando desta forma muito mais carga eletrostática em comparação com um silo condutivo de dimensões similares.

A.4 Medições para avaliação de risco Medições são frequentemente necessárias para a identificação dos riscos de cargas eletrostáticas e a avaliação dos riscos de uma ignição. Além disto, estas medições podem verificar se precauções, que tiverem sido implantadas contra os riscos, funcionam de forma adequada. Modelamentos computacionais da distribuição de potencial e de campo elétrico com base na medição de resistências, carregamento da massa ou densidades de cargas no espaço podem ser úteis para auxiliar uma avaliação de risco quando do manuseio ou processamento de fluídos como líquidos ou poeiras. Métodos gerais para a medição dos fenômenos eletrostáticos (carga, densidade de carga, potencial, campo elétrico, carregabilidade, decaimento de carga, corrente e capacitância) e as propriedades dos materiais relacionados (resistividade e rigidez elétrica) para uma avaliação de risco são descritas na IEC 61340-1. As medições das cargas transferidas são descritas na ABNT NBR IEC 60079-0:2013, Seção 26.14. NOTA

É prevista a revisão deste método e sua relocação para a IEC 60079-32-28

Uma outra prática comum é a medição da tensão superficial com um voltímetro eletrostático sem contato ou medidor de campo, de forma a localizar a carga eletrostática de risco sobre um material condutor ou não condutor. O risco de ignição associado com os valores medidos necessita ser avaliados pela comparação com os níveis seguros recomendados neste documento. Em medições de campo, cuidados necessitam ser levados em consideração antes da introdução de um instrumento aterrado em ambientes altamente carregados eletrostaticamente, de forma a evitar a ocorrência de uma descarga e o risco de uma ignição necessita ser avaliado de forma específica para tais medições.

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A ser publicada.

NOTA BRASILEIRA

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A avaliação do aterramento e da equipotencialização necessita ser executada por meio de uma medição da resistência, tanto para a terra como entre as partes interligadas e equipotencializadas. As medições das resistências podem ser utilizadas para avaliar o estado das conexões elétricas, as quais são sujeitas aos efeitos de corrosão, afrouxamento devido a movimentação ou vibração, dispositivos de junção, revestimentos isolantes etc. Para testar o aterramento de pessoas, métodos de medição da resistência para pisos e calçados são apresentados na IEC 61340-4-1 e 61340-4-3. Procedimentos adequados para as medições das propriedades eletrostáticas dos materiais, como a resistividade (condutividade) e rigidez elétrica são apresentados nas seguintes normas: a) Para a resistividade e condutividade de materiais sólidos: IEC 60093, IEC 60167 e IEC 61340-2-3. Outras normas técnicas alternativas incluem ASTM D257, BS 7506-2, JNIOSH TR 42 e DIN 54345-5. b) Para condutividade de líquidos: ISO 6297. Outras normas técnicas alternativas incluem ASTM D2624-07a, ASTM D4308-95, JNIOSH TR 42, DIN 51412-1 e DIN 51412-2. c) Para resistividade de poeiras: IEC 61241-2-2. Outra norma técnica alternativa inclui a JNIOSH TR 42. d) Para rigidez elétrica de ruptura: IEC 60243-1 e IEC 60243-2. NOTA

Um resumo abrangente de todos estes métodos é apresentado na IEC 60079-32-28.

Convém que cuidados sejam levados em consideração uma vez que os valores medidos de resistência e de resistividade dependem da configuração do eletrodo utilizado no instrumento de medição. Por exemplo, a resistência de superfície medida com uma configuração de eletrodo descrita na Nota de 3.21 apresenta um valor dez vezes mais baixo do que a resistividade de superfície. Convém que as energias mínimas de ignição e limites de explosividade dos materiais utilizados sejam medidos por um profissional especializado, em condições práticas da aplicação, de forma a avaliar seu potencial de gerar uma ignição em uma atmosfera explosiva. As Normas relacionadas com os métodos de ensaio são as ASTM E582-88, para gases, IEC 61241-2-3, ASTM E2019-03 e EN 13821, para poeiras.


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Anexo B (informativo)


Descargas eletrostáticas em situações específicas

B.1 Descargas acendíveis envolvendo materiais sólidos isolantes B.1.1

Generalidades

Materiais isolantes podem dar origem a vários tipos de descarga eletrostática, seja diretamente de suas superfícies ou pela isolação das partes condutivas e permitindo que elas se tornem eletrostaticamente carregadas.

B.1.2

Centelhas a partir de objetos condutores isolados

A utilização de materiais isolantes pode isolar componentes metálicos de plantas industriais ou outros objetos condutores do aterramento. Por estarem próximos ao material carregado, estes objetos condutores podem se tornar carregados por indução, compartilhamentos de cargas ou pelo acúmulo de cargas pulverizadas ou partículas carregadas. Esses objetos condutores podem adquirir uma grande quantidade de carga e energia e podem armazená-lo por um longo período. A maior parte dessa energia pode eventualmente ser liberada como uma centelha para o terra. Por esta razão, é importante evitar a ocorrência de objetos condutores isolados; estes objetos devem estar equipotencializados e aterrados (ver Seção 13).

B.1.3

Descargas ramificadas a partir de materiais sólidos isolantes

Descargas ramificadas podem ocorrer quando objetos condutivos aterrados se aproximam de materiais isolantes altamente carregados. Estes materiais, normalmente plásticos, são muito comuns e são amplamente utilizados na indústria. Os exemplos são baldes, tubos, pás, sacos e todos os tipos de recipientes, cintos, revestimentos de pisos e paredes, recipientes de instrumentos e muitos materiais de construção. Eles podem se tornar carregados de várias maneiras: por serem manipulados; por serem esfregados; por ter fluxo de materiais dentro, através, ou fora deles; e pela coleta de partículas carregadas em suas superfícies. A inflamabilidade das descargas ramificadas depende de vários parâmetros, em particular do tamanho da área carregada, mas é praticamente independente do tipo de material carregado. É, no entanto, bem conhecido que as descargas ramificadas são capazes de causar a ignição de misturas gasosas com MIE abaixo de aproximadamente 4 mJ. É conhecido atualmente que, independentemente de seu MIE, as poeiras combustíveis não são capazes de entrar em ignição pelas descargas ramificadas, desde que não exista a presença de gases ou vapores inflamáveis. As energias equivalentes das descargas ramificadas foram determinadas transformando-as em descargas centelhantes através de gases. Estes experimentos, portanto, não fornecem nenhuma informação sobre a inflamabilidade das descargas ramificadas para poeira combustível. As descargas ramificadas de objetos ou materiais carregados positivamente, por exemplo, um líquido positivamente carregado, são menos inflamáveis do que aqueles objetos carregados negativamente. 154/206




Se o material carregado estiver na forma de uma folha com a superfície não carregada em contato com uma chapa de metal aterrada, as descargas ramificadas são muito fracas (ver, no entanto, B.1.4). As medições para a avaliação do risco de ignição de descargas ramificadas são dadas em A.4 e 6.3.9.

B.1.4

Propagação de descargas ramificadas a partir de materiais sólidos isolantes

Na presença de mecanismos de alta produção de cargas (por exemplo, transferência pneumática de poeiras, pulverização de carga no processo de pintura com poeira) podem ser gerados níveis muito elevados de carga eletrostática superficial em uma lâmina isolada ou camada com e de metal aterrado. Se a força de ruptura da camada for suficiente para ar a grande força de campo na camada, as densidades de carga superficial na ordem de 300 μC/m2 permitem que a descarga mude de uma descarga ramificada para uma descarga ramificada propagante. Uma descarga ramificada propagante pode liberar muita energia. É, portanto, capaz de inflamar quase todos os gases, vapores e poeiras combustíveis e pode causar choques eletrostáticos graves. Em casos especiais, o carregamento bipolar da lâmina isolante também pode ser obtido sem o e de metal.

B.2 Descargas acendíveis produzidas durante manuseio de líquidos B.2.1

Generalidades

Quando um tanque estiver sendo preenchido com um líquido de baixa condutividade carregado eletrostaticamente, a carga acumulada no líquido dentro do tanque pode criar altos potenciais na superfície do líquido e altos campos elétricos no espaço acima da superfície do líquido. A força de campo e as distribuições de potencial dependem do tamanho e da forma do tanque, da profundidade do líquido e da constante dielétrica. Eles são proporcionais à quantidade de carga acumulada e também dependem de como a carga é distribuída dentro do líquido. Com altos potenciais na superfície líquida, podem ocorrer descargas ramificadas acendíveis entre a superfície do líquido e saliências metálicas no espaço acima da superfície do líquido. Para um líquido carregado negativamente, uma atmosfera otimizada de hidrocarboneto/ar e uma saliência esférica ideal de 12,8 mm de diâmetro, os experimentos têm demonstrado que as descargas ramificadas podem ser acendíveis se o potencial da superfície adjacente à saliência exceder cerca de –25 kV. Um risco de ignição pode surgir em potenciais muito mais baixos se objetos condutores isolados estiverem presentes no tanque. Por exemplo, uma lata flutuando na superfície do líquido pode adquirir o potencial ao seu redor e dar origem a uma centelha se esta se movesse próximo a uma saliência de metal aterrada ou à parede do tanque. Para muitas situações, regras de carregamento seguras foram alcançadas empiricamente (por exemplo, para carregamento de caminhão-tanque e vagão-tanque), mas as regras para o carregamento de tanques médios fixos de eixo vertical foram derivadas teoricamente (com resultados bastante semelhantes aos métodos empíricos) e dados empíricos de medição não estão disponíveis para este tipo de tanque. O método teórico é resumido em B.2.2.


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B.2.2 Cálculo da máxima velocidade segura de fluxo de carregamento de tanques de armazenamento com eixos verticais de médio porte


A máxima velocidade segura de fluxo é a velocidade que apenas mantém a tensão superficial máxima abaixo do limite de risco especificado (25 kV) em todo o preenchimento. Foi calculado (Britton e Smith (2012), Britton e Walmsley (2012)) a fim de obter os limites de velocidade recomendados em 7.3.2.3.5.3 para o carregamento de tanques com eixo vertical de médio porte. Os cálculos geralmente não são úteis para tanques grandes (diâmetro >10 m) porque, nestes, a consideração de densidade de carga uniforme, que é usada nos cálculos, tende a ser uma aproximação ruim. Eles poderiam ser aplicados para o carregamento de pequenos recipientes metálicos, como tambores e IBC metálicos, mas, para estes, os benefícios para o carregamento através de um tubo localizado perto do eixo do recipiente geralmente precisam ser considerados e as taxas de vazão dos equipamentos para o carregamento padrão são geralmente baixas o suficiente para que não sejam necessárias restrições específicas de velocidade. Os resultados dos cálculos não são bem ajustados pelos limites vd e, consequentemente, a abordagem adotada tem sido calcular e tabelar diretamente a velocidade máxima segura e a correspondente vazão máxima segura em função do diâmetro do tanque e do tubo. O cálculo da velocidade máxima segura tem como base: a) Um potencial de superfície máximo de 25 kV na superfície do líquido a qualquer momento durante o carregamento (ver B.2.1). b) Uma densidade de carga de entrada proveniente do carregamento de fluxo de tubulação utilizando a expressão indicada em A.1.4 com compensação de condutividade abaixo de 3 pS/m e uma constante empírica de 1,0 μC s. m–3. c) Um modelo de relaxamento da Lei de Ohm para derivar a densidade de carga interna (uniforme) do tanque a partir da densidade de carga de entrada usando um tempo de relaxamento efetivo, τeff, que é o dobro do tempo de relaxamento derivado diretamente da condutividade restante do combustível. Para a maioria dos casos práticos, a carga total de líquido está próxima de Iτeff, onde I é a corrente de fluxo de entrada (densidade de carga × fluxo). Para o caso onde a carga total não esteja próxima de Iτeff, Iτeff é menor, portanto a utilização de Iτeff fornece o pior caso. As velocidades seguras máximas calculadas são, portanto, com base em uma carga líquida total de Iτeff. Abaixo de 3 pS/m, a densidade de carga (corrente de fluxo contínuo) é proporcional à condutividade e o tempo de relaxamento efetivo é inversamente proporcional à corrente de fluxo, portanto a carga total e a tensão superficial são independentes da condutividade. A tensão obtida em 3 pS/m (dando τeff = 12 s) é assim igual ao pior caso e os cálculos foram realizados com esta condutividade. d) Uma expressão derivada independentemente por Asano (1979) e Britton e Smith (1988) para a tensão no centro da superfície do líquido em um tanque de armazenamento metálico cilíndrico de eixo vertical que é parcialmente preenchido com um líquido uniformemente carregado. e) Trabalho de Britton e Smith (2012) que realizaram muitos cálculos com a expressão de Asano/Britton e Smith e utilizaram uma análise empírica dos dados resultantes para extrair resultados simplificados para o potencial máximo na superfície do líquido nas diferentes condições de preenchimento.

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Resulta da equação (12) de Britton e Smith (2012) e da equação de densidade de carga em A.1.4 que a velocidade máxima de carregamento seguro v que é dada por: v = K(D / d) 0,5 onde K é uma constante com as dimensões de velocidade que depende muito pouco da constante dielétrica, εL, do líquido e pode ser expressa (Britton e Walmsley 2012) como: K < 0,6 { (1+εL) /εL }1/2 Diâmetro do tanque (m)

7

Máxima velocidade do fluxo (m/s)



6

1,0 1,5

5

2,0 2,5

4

3,0 4,0

3

5,0

2

6,0

1

10

8,0

0 0

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

Diâmetro interno do tubo (m)

Figura B.1 – Cálculo da máxima velocidade segura de fluxo de carregamento de tanques de armazenamento com eixos verticais de médio porte (ver 7.3.2.2.5.2) Para εL = 2,2, K apresenta o valor 0,72 m/s. A Figura B.1 apresenta as velocidades-limite obtidas com esta expressão para uma faixa de diferentes diâmetros de tubos e tanques. As incertezas na análise (por exemplo, é a carga uniformemente distribuída no líquido) não assegura a utilização de um valor altamente preciso para a constante, de modo que para simplificar em 7.3.2.3.5.3 no texto principal a constante foi arredondada para K = 0,7 m/s.

B.3 Descargas capazes de gerar ignição produzidas durante manuseio e estocagem de poeiras B.3.1

Generalidades

Salvo poucas exceções, todas as partículas, incluindo na forma de pedaços e granulados, são facilmente carregadas eletrostaticamente durante o transporte através de tubos e dutos. Isto é especialmente verdadeiro quando as partículas permanecem bem separadas umas das outras, como no transporte pneumático. A retenção de carga na poeira ou equipamento se torna um perigo, somente se a carga for repentinamente liberada em uma descarga, dando origem a uma energia de alta densidade local e, assim, agindo como uma possível fonte de ignição. As descargas provenientes de poeira e de equipamentos carregados variam muito em tipo e capacidade de gerar ignição (ver A.3.2 a A.3.7). NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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B.3.2

Descargas a partir de poeiras a granel


Quando partículas altamente carregadas são acumuladas a granel em um contêiner ou silo, podem ocorrer descargas cônicas entre a poeira e o contêiner ou silo (ver A.3.7) e estas descargas podem causar uma ignição se houver poeira em suspensão no ar. Não há risco de ignição com sistemas contendo apenas materiais granulados (tamanho de partícula > 500 μm), exceto onde existe a presença de gás inflamável ou uma fração fina de poeira combustível (por exemplo, resina impregnada com material inflamável ou poeira contendo resíduos de solvente ou uma poeira fina causada por desgaste). No entanto, as misturas de granulados e poeira fina são potencialmente perigosas, visto que em ambos os casos, podem ocorrer descargas ramificadas e descargas cônicas com maior capacidade de causar ignição. Essas descargas podem também ser observadas com distribuições de partículas sem granulados, porem é menor sua frequência de ocorrência.

B.3.3

Descargas provenientes de nuvens de poeiras

Em princípio, as descargas podem ocorrer dentro de nuvens de poeira ou entre as nuvens de poeira e as paredes do contêiner, se a força do campo for suficientemente alta devido às partículas carregadas eletrostaticamente. Trabalhos recentes envolvendo operações como o transporte pneumático em silos de tamanho médio indicaram que estas descargas são ramificadas ou de efeito corona. Não têm sido detectadas ou verificadas descargas ou centelhas provenientes de nuvens de poeira. As evidências até agora indicam que, com a possível exceção de atmosferas sensíveis, o risco de uma ignição devido a descargas de nuvem de poeira é muito baixo.

B.3.4

Descargas envolvendo contêineres isolantes e pessoas

Poeiras carregadas dentro de um contêiner isolante, ou pessoas próximas a um contêiner desse tipo, também podem levar a descargas eletrostáticas que podem causar ignições. Descargas de poeira para a parede interna de um contêiner isolante podem levar à polarização através da parede do contêiner. Se uma pessoa ou um condutor aterrado tocar a superfície, pode ocorrer risco de uma descarga ramificada propagante. Esta descarga não é somente capaz de causar ignição, mas pode causar um choque eletrostático. Contêineres isolantes também podem ser carregados externamente por fricção ou por outros mecanismos de geração de carga eletrostática, como impacto por vapor; essas cargas podem representar um perigo de ignição.

B.3.5

A utilização de revestimentos em processos contendo poeiras

Em algumas operações, particularmente durante o manuseio de poeiras secas em tambores, é conveniente utilizar um revestimento interno, como um saco plástico, para proteção contra contaminação. Revestimentos internos isolantes podem ser carregados eletrostaticamente durante o carregamento e descarregamento. A separação de cargas que ocorre quando estes revestimentos são removidos dos recipientes pode causar descargas capazes de gerar ignição. No entanto, centelhas geradas por pessoas inadequadamente aterradas representam um perigo mais significativo. Em alguns processos, por exemplo, ao encher um contêiner com uma poeira de alta resistividade e eletrostaticamente carregada, pode ainda produzir descargas ramificadas propagantes a partir do revestimento. Estas descargas são capazes de gerar ignição e causar choques eletrostáticos, desta forma precauções devem ser adotadas para evitar sua ocorrência. Outra consequência da utilização de revestimentos isolantes é que eles isolam o material que está sendo manuseado, mesmo quando o recipiente externo for condutivo e estiver aterrado. 158/206




B.3.6

Descargas centelhantes em processos com poeiras

As descargas centelhantes podem ocorrer devido ao carregamento de peças condutoras eletricamente isoladas de equipamentos, pessoas ou acúmulo de poeiras de baixa resistividade. Na maioria dos casos, toda a energia eletrostática armazenada é dissipada na centelha. As descargas centelhantes capazes de gerar uma ignição podem ser avaliadas, comparando a energia armazenada medida por ½ C V2 (ver A.3.2), com a energia mínima de ignição (MIE) da poeira combustível em questão (ver C.6) ou medindo a carga transferida e comparando-a com os limites conhecidos (ver 6.3.9). NOTA Para a avaliação de perigos eletrostáticos de condutores isolados, o valor mais relevante de MIE é aquele que for determinado utilizando um circuito capacitivo sem uma indutância adicional (ver C.6).

B.3.7

Descargas ramificadas em processos com poeiras

Descargas ramificadas podem ocorrer a partir das pontas de objetos aterrados, por exemplo, projeções de equipamentos, sondas de medição, ferramentas de trabalho, a ponta do dedo de uma pessoa etc., que estão em campos elétricos elevados. Estes campos podem ser gerados por superfícies isolantes carregadas de equipamento, material de embalagem ou poeira isolante carregada, a granel ou em suspensão no ar. O conhecimento atual com base nas experiências práticas, na evidência experimental e na ausência de incidentes indica que as descargas ramificadas não causam a ignição das nuvens de poeira, a menos que estejam misturadas com gases e vapores inflamáveis (ver A.3.4). Convém ter cuidado ao manusear poeiras úmidas de solvente, que podem liberar gases inflamáveis durante um longo período de tempo, com um MIE muito mais baixo do que da poeira pura. Ao manusear grandes quantidades de poeiras médias ou isolantes, as descargas ramificadas capazes de gerar ignição da atmosfera de gás circundante podem não ser evitadas. Considerações necessitam também ser feitas se os resultados de MIE inferiores a 1 mJ para as poeiras são causados pela existência de atmosfera de gás inflamável circundante e não apenas pela poeira combustível. NOTA A presença de contaminantes (por exemplo, solvente, graxa ou umidade) pode afetar o perigo potencial de ignição quando materiais isolantes são utilizados na presença da poeira combustível.

B.3.8

Descargas corona em processos com poeiras

As descargas corona ocorrem na presença de um campo elétrico suficientemente forte quando o eletrodo é muito pequeno e pontiagudo, ou tem uma borda afiada (ver A.3.3). A capacidade de gerar ignição devido a uma descarga corona é muito baixa para a ignição de poeiras combustíveis. Ao manusear grandes quantidades de poeiras médias ou isolantes, as descargas corona podem não ser evitadas, mas estas descargas não criam um perigo de ignição, a menos que estejam presentes atmosferas explosivas específicas, por exemplo, causada pelo enriquecimento por oxigênio, pela presença de hidrogênio ou outros gases com um MIE muito baixo.

B.3.9

Propagação de descargas ramificadas em processos com poeiras

A propagação de descargas ramificadas pode ocorrer a partir das superfícies de paredes isolantes de contêineres ou de revestimentos no equipamento (ver A.3.5). A alta densidade de carga de superfície necessária para estas descargas pode ser gerada quando as partículas de poeira atingem estas superfícies. Isto pode ocorrer, por exemplo, durante o transporte pneumático de poeira através de NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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tubos de material isolante ou através de tubos metálicos com um revestimento isolante. Cargas de alta densidade de superfície também podem resultar da deposição de íons como os produzidos durante a deposição de poeira isolante carregada.


As descargas ramificadas propagantes não ocorrem normalmente devido à carga eletrostática nas camadas de poeira; sendo necessária a presença de uma camada de material com alta rigidez dielétrica. A energia liberada em uma descarga ramificada propagante pode ser estimada assumindo que a folha carregada (bipolar) se comporta como um capacitor de placa paralela com a folha como dielétrico. Por exemplo, uma folha com permissividade relativa ε = 2, densidade de carga superficial σ = 1 × 10–3 C/m2, espessura d = 150 μm e área A = 0,25 m2, a energia armazenada W é calculada por: A d σ2 W = 12 C V 2 = = 1J 2 ε ε0

As descargas ramificadas propagantes podem ser evitadas pela utilização somente de materiais condutivos ou dissipativos nas paredes de equipamentos e revestimentos ou assegurando que a tensão de ruptura em todas as paredes e revestimentos isolantes seja menor que 4 kV (ver A.3.5).

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Anexo C (informativo) Propriedade de inflamabilidade de substâncias

C.1 Generalidades A maioria dos hidrocarbonetos e muitas outras substâncias utilizadas na indústria são inflamáveis. Estas substâncias, na forma de gás, vapor, gotas líquidas ou em poeira, quando misturadas com ar ou algum outro agente oxidante podem ter ignição por descargas eletrostáticas. A facilidade com que podem ser inflamados depende de um número de fatores, alguns dos quais são encontradas em C.2 a C.8.

C.2 Efeito da concentração do oxigênio e das condições ambientes As propriedades de ignição são muito afetadas pela concentração de oxigênio, temperatura e pressão da atmosfera. A maioria dos comentários e os valores mencionados em C.3 a C.8 são referentes às condições atmosféricas normais. Estas são misturas com o ar à temperatura de –20 °C a 60 °C e pressão de 0,8 bar a 1,1 bar. Operando em condições que não sejam a do ambiente, em particular condições com temperaturas elevadas ou níveis de oxigênio acima de 21 %, pode ter um efeito severo e adverso sobre as características de inflamabilidade, em particular a energia mínima de ignição (MIE – Minimum Ignition Energy).

C.3 Limites de explosividade para gases e líquidos Para cada substância, existem limites superiores e inferiores de explosividade e apenas misturas dentro destes limites podem ser inflamadas. Para os hidrocarbonetos no ar, estes limites estão situados entre cerca de 1 % e 15 % em volume. Substâncias com amplos limites de explosividade, por exemplo, hidrogênio, acetileno, e dissulfeto de carbono, são particularmente perigosos. A ventilação é muitas vezes a maneira mais eficaz de reduzir a mistura para abaixo do seu limite inferior de explosividade de forma que não ocorra a ignição.

C.4 Inertização Um gás inerte é um gás que é não inflamável, contém pouco ou nenhum oxigênio, e não é capaz de ar uma combustão. Exemplos de gases inertes incluem o nitrogênio, gás de combustão de caldeira, o vapor d´água e o dióxido de carbono. A adição do gás inerte em uma atmosfera inflamável pode reduzir a concentração de oxigênio a um nível tão baixo que a ignição não seja possível, em qualquer que seja a concentração da substância inflamável. Alguns de concentração limites de oxigênio (LOC – Limiting Oxygen Concentration), com diluente de nitrogênio são de 10 % em volume para o metano, 8 % para o etileno e 3 % em volume para hidrogênio. É normal incluir um fator de segurança e um teor máximo de oxigênio de 5 % a 6 % em volume que é frequentemente especificado para hidrocarbonetos. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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Uma atmosfera inerte pode se tornar inflamável novamente, se o ar for adicionado. Por isso, é importante saber que é possível causar a ignição do gás ou vapor que estiver vazando do recipiente inerte para a atmosfera externa.


A NFPA 69, Norma de Sistemas de Prevenção de Explosão, pode ajudar com a definição de controles para evitar a formação de atmosferas inflamáveis, para obter mais informações e fornecer um fator de segurança para prevenção contra a ocorrência de explosões que depende das LOC (Concentração Limite de Oxigênio) e do tipo de sistema de controle de oxigênio utilizado. NOTA A diminuição do teor de oxigênio no ar por deslocamento com o gás inerte é um potencial perigo para as pessoas. A exposição a atmosferas contendo 12 % ou menos oxigênio causa inconsciência, tão rapidamente que o indivíduo não pode ajudar ou se proteger. A exposição a atmosferas contendo entre 12 % e 14 % de oxigênio terá os seguintes efeitos físicos nas pessoas: aumento do esforço na respiração, pulsação elevada e coordenação, percepção e julgamento prejudicados. A exposição a atmosferas contendo entre 15 % e 19 % de oxigênio pode prejudicar a coordenação de pessoas e podem induzir sintomas precoces em pessoas com problemas coronários, pulmonares ou circulatórios. Podem ser consultadas normas nacionais, códigos industriais relacionados com este tema ou aplicações específicas, caso existam.

O dióxido de carbono é conhecido às vezes, por se tornar uma fonte de oxigênio na combustão. Portanto, convém que cuidados sejam tomados quando o dióxido de carbono for usado para tornar inerte uma atmosfera.

C.5 Ponto de fulgor Normalmente não é possível inflamar a mistura de vapor/ar sobre um líquido, que está abaixo do seu ponto de fulgor. No entanto para evitar a inflamação, é aconselhável manter a temperatura do líquido em pelo menos 5 °C abaixo do seu ponto de fulgor e, para as misturas que contêm líquidos com ampla faixa de volatilidades, isto deve ser aumentado em pelo menos 11 °C. Em geral, é preferível utilizar um solvente de alto ponto de fulgor em vez de um solvente de baixo ponto de fulgor.

NOTA Para uma discussão dos fatores de segurança do ponto de fulgor, incluindo correções para elevação acima do nível do mar, ver Britton e Smith (2012).

Convém estar atento que sprays ou névoas finas de líquidos inflamáveis podem ser inflamados a temperaturas bem abaixo do seu ponto de fulgor (por exemplo, em um queimador de óleo combustível).

C.6 Energia mínima de ignição Os gases, vapores e poeiras inflamáveis são muitas vezes classificados de acordo com as suas energias mínimas de ignição (MIE). Estes valores se referem normalmente à concentração mais facilmente explosiva da substância inflamável da substância e do ar, e são obtidas utilizando descargas centelhantes. Eles fornecem um guia útil de como facilmente a substância pode ser inflamada por descargas eletrostáticas. Para a maioria dos gases e vapores, a MIE se encontra entre 0,1 mJ e 0,3 mJ. O valor para poeiras varia de 1 mJ até mais de 10 J. A capacidade de ignição das descargas centelhantes varia de faíscas produzidas a partir de circuitos elétricos contendo diferentes valores de indutância, resistência e tipos de capacitores. Em algumas circunstâncias ignições podem ocorrer a energias mais baixas do que os valores de MIE obtidos principalmente com circuitos capacitivos. É necessário assegurar que os valores utilizados na avaliação de risco foram determinados com um circuito adequado. Para uma avaliação dos perigos eletrostáticos, são utilizados os valores obtidos a partir de um circuito de descarga capacitiva sem indutância 162/206




ou resistência adicional, como descrito para misturas gasosas na norma ASTM E 582 (Standard test method for minimum ignition energy and quenching distance in gaseous mixtures) e para nuvens de poeira em IEC 61241-2-3 (Method for determining minimum ignition energy of dust/air mixtures) e ASTM E 2019-03 (Standard test method for minimum ignition energy of a dust cloud in air). NOTA 1 A ASTM E 582 indica a reprodutibilidade como ± 10 %. NOTA 2 Cuidado especial é necessário para vapores condensáveis cujas fases líquidas são condutivas.

O metano apresenta o maior MIE de qualquer hidrocarboneto (0,28 mJ). O Etileno (0,082 mJ) é usado em ensaios por ser distinto dos gases de ensaio de parafina, como propano. O hidrogênio é usado em ensaios por ser distinto do etileno. Benzeno (0,20 mJ) tem o MIE de menor valor de qualquer hidrocarboneto não contendo ligações duplas ou triplas ou torção em anel molecular. Desta forma, é possível definir vários intervalos de MIE, como mostrado na Tabela C.1: Tabela C.1 – Intervalos típicos de MIE com exemplos Nome

Valor Mínimo

Valor Máximo

MIE Alto

> 10 mJ

−

MIE Elevado

> 0,28 mJ

10 mJ

MIE Normal

0,20 mJ

0,28 mJ

Hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos sem ligações duplas

MIE Baixo

0,08 mJ

≤ 0,20 mJ

Eteno, butadieno, ciclopropano, acetaldeido, eter dietílico, estireno

MIE Muito Baixo

−

< 0,08 mJ

Hidrogênio, eteno, arsina, clorosilanos, disulfeto de carbono, oxido de etileno, misturas combustíveis com oxigênio.

Exemplos Amônia, diclorometano, tricloroetileno Orgânicos halogenados

Existem alguns valores medidos de MIE para sprays ou gotículas dispersas (por exemplo, 7 mJ para nuvens em repouso de solventes orgânicos com ponto de fulgor de 38 °C a 150 °C, e > 150 mJ para os mais turbulentos). Estes valores são superiores aos das misturas de vapor/ar equivalentes uma vez que o calor de vaporização deve ser fornecido. Nos anos 1960 e 1970, os líquidos que produzem vapores inflamáveis eram frequentemente classificados segundo o interstício máximo experimental seguro (MESG − Maximum Experimental Safety Gap), porque esta unidade levou a três agrupamentos de dados significativamente separados ao dimensionar o MESG contra o risco de ignição. Em 1978, estes três grupos foram classificados em IIA, IIB e IIC na EN 50014. Uma verificação posterior de valores de MESG antigos indicou que muitos eram elevados. Como consequência alguns líquidos IIA Tabela C.1 (1,2-etanodiol, etanol, propanol, butanol, hexanol, heptanol, etilbenzeno, éster etílico do ácido 3-oxobutanóico) foram transferidos para a região de IIB. Em 1981, estes líquidos foram reclassificados como IIA / IIB para indicar que, apesar de seus MESG estarem na região de IIB, eles precisavam das mesmas precauções de segurança como os líquidos IIA. Em 2003, estes líquidos foram novamente classificados como IIB, mas comparáveis a líquidos IIA. No entanto, como esta expressão não é muito rigorosa, muitas propostas têm sido feitas para superar este NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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problema (por exemplo, movendo o limite de fronteira MESG de 0,90 mm para 0,88 mm, usando um limite de fronteira MIE de 0,20 mJ ou 0,18 mJ). Como os valores de MIE e MESG podem ser medidos apenas com um grau relativamente elevado de incerteza, nenhuma destas propostas é realmente satisfatória. Por esse motivo, todo o líquido previamente classificado como IIA / IIB (ver acima) foi simplesmente adicionado ao grupo de explosão IIA. A Tabela C.2 contém valores para energia mínima de ignição (MIE) e carga mínima de ignição (MIQ − Minimum Ignition Charge) de misturas de ignição otimizada a 25 °C e à pressão atmosférica, foi publicado pela Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig, , no Apêndice do German Technische Regeln Betriebssicherheit TRBS 2.153, de 2009. Notar especialmente que o MIE do metanol foi redeterminado como 0,20 mJ que contrária o valor extrapolado mais antigo de 0,14 mJ. Alguns valores foram adicionados a partir da NFPA77 (2004). Estes valores são marcados com um a. Tabela C.2 – Energia Mínima de Ignição (MIE) e Carga Mínima de Ignição (MIQ) (continua) Substância

MIE [mJ]

MIQ [nC]

Ignição Ideal [Vol.–%]

Grupo de Gases de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-20-1

Acetaldeído

0,38

–

–

IIA

Éster etílico de ácido acético

0,46

120

5,2

IIA

Acetona

0,55

127

6,5

IIA

Acroleina a

0,13

–

–

IIB

Acrinolitrila

0,16

–

9,0

IIB

Cloreto de alila a

0,77

–

–

IIA

Amônia

14

1 500

20

IIA

Benzeno

0,20

45

4,7

IIA

1,3-Butadieno

0,13

–

5,2

IIB

Butano

0,25

60

4,7

IIA

2-Butanona

0,27

–

5,3

IIB

2-Cloreto de butila a

1,24

–

–

IIA

Dissulfeto de carbono

0,009

–

7,8

IIC

Ciclohexano

0,22

–

3,8

IIA

Ciclopropano

0,17

–

6,3

IIB

1,2-Dicloroetano

1,0

–

10,5

IIA

Diclorometano

9.300

880 000

18

IIA

Éter dietílico

0,19

40

5,1

IIB

Éter dietílico no oxigênio a

0,0012

–

–

–b

2,2-Dimetilbutano

0,25

70

3,4

IIA

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Tabela C.2 (continuação) Substância

MIE [mJ]

MIQ [nC]

Ignição Ideal [Vol.–%]

Grupo de Gases de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-20-1

Etano

0,25

70

6,5

IIA

Etanol

0,28

60

6,4

IIB

Etileno

0,082

32

8,0

IIB

Etileno no oxigênio a

0,000 9

–

–

–b

Etíno (Acetileno)

0,019

–

7,7

IIC

Etíno no oxigênio a

0,000 2

–

–

–b

Óxido de etileno

0,061

–

10,8

IIB

Heptano

0,24

60

3,4

IIA

Hexano

0,24

60

3,8

IIA

Hidrogênio

0,016

12

22

IIC

Hidrogênio no oxigênio a

0,0012

–

–

–b

Metano

0,28

70

8,5

IIA

Metanol

0,20

50

14,7

IIA

2-Metilbutano

0,21

63

3,8

IIA

Metilciclohexano

0,27

70

3,5

IIA

Pentano

0,28

63

3,3

IIA

cis-2-Penteno

0,18

–

4,4

IIB

Trans-2-Penteno

0,18

–

4,4

IIB

Propano

0,25

70

5,2

IIA

Propano no oxigênio a

0,0021

–

–

–b

1-Propino (metil acetileno)

0,11

–

6,5

IIB

Óxido de propileno

0,13

–

7,5

IIB

Tetrafluoroeteno

4,1

–

–

IIA

Tetraidro-2H-pirano

0,22

60

4,7

IIA

Tolueno a

0,24

–

–

IIA

1,1,1-Tricloroetano

4.800

700.000

12

IIA

Tricloroetileno

510

150.000

26

IIA

Triclorossilano a

0,017

–

–

IIC


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Tabela C.2 (conclusão) Xileno a a


b

0,20

–

–

IIA

Da NFPA77, 2007 De acordo com a ABNT NBR IEC 60079-20-1, o método de medição para os valores do MESG, em que a classificação no grupo de gases é considerada, é válido somente para misturas de gases e vapores com ar.

C.7 Poeiras combustíveis

Todos os materiais combustíveis sólidos, incluindo metais podem criar uma atmosfera inflamável quando finamente dispersos no ar na forma de uma nuvem de poeira. O risco de explosão de uma poeira pode existir se o tamanho da partícula for inferior a 0,5 mm e a concentração de poeira den-tro dos limites de explosividade (para a maioria das poeiras orgânicas, tipicamente cerca de 20 g/m3 a vários kg/m3). O risco de explosão (sensibilidade à explosão e sua energia) para uma dada substância depende do tamanho das partículas e muitos outros fatores. É mais alto no caso de poeiras muito finas. NOTA O MIE de poeiras combustíveis é por vezes inferior quando são depositados sobre uma superfície do que quando estão em suspensão no ar. Portanto, o risco de ignição eletrostática destas poeiras combustíveis quando depositado é maior do que a das poeiras em suspensão no ar.

C.8 Biocombustíveis O biocombustível é qualquer combustível composto de um biossistema renovável. Eles são denominados de acordo com o seu biocomponente (E = etanol, M = metanol, B = biodiesel) e o seu conteúdo em volume de combustível em porcentagem. Atualmente (2012) os biodieseis fabricados a partir de óleos vegetais naturais e de biogasolina que contêm etanol produzido pela oxidação alcoólica de biomassa, já estão em uso. Os biocombustíveis são, no entanto, não limitados apenas às misturas de etanol/gasolina e óleos vegetais, mas podem ser obtidos de outras misturas no futuro. Como é difícil generalizar o que vai aparecer no futuro as seguintes declarações são limitadas a misturas bioetanol/gasolina: a) Se o etanol for adicionado à gasolina isto tende a limpar o sistema. Isto pode levar a um aumento do teor de água e de combustível sólido no fluxo quanto no aumento do carregamento eletrostático. b) Quanto mais etanol for adicionado à gasolina, maior será a sua condutividade e menor o carregamento eletrostático. c) Como consequência a) e b) do carregamento eletrostático de um biocombustível geralmente aumenta na seguinte sequência: E100 < E10 < E0 < E5. d) De E50 a E100 os combustíveis podem criar uma atmosfera explosiva em tanques sob certas condições, especialmente quando o tanque fica vazio. Por esta razão, os veículos do tipo flexfuel podem precisar estar equipados de um tanque especial, por exemplo, com corta-chamas no tubo de abastecimento. Também um supressor de chama muito fino pode, contudo, causar outros problemas, por exemplo, devido a bloqueios.

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Anexo D (informativo) Classificação de áreas

D.1 Conceito de zonas O grau de risco (por exemplo, a probabilidade) de ocorrência de explosão devido ao carregamento eletrostático depende não apenas da probabilidade de que possa gerar um centelhamento, mas também da probabilidade da ocorrência da atmosfera inflamável. As medidas de proteção consideradas necessárias para evitar o carregamento eletrostático quando houver uma atmosfera inflamável podem ser desnecessárias, quando tal atmosfera ocorre com pouca frequência. O conceito de zoneamento divide as áreas em Zonas de acordo com a probabilidade de ocorrência de uma atmosfera inflamável.

D.2 Classificação De acordo com a ABNT NBR IEC 60079-10-1 e ABNT NBR IEC 60079-10-2, as áreas classificadas são divididas nas seguintes Zonas: a) Zona 0: local no qual uma atmosfera explosiva consiste de uma mistura de substâncias inflamáveis com o ar na forma de gás, vapor ou névoa e está presente continuamente ou por longos períodos de tempo ou frequentemente. b) Zona 1: local no qual uma atmosfera explosiva consiste de uma mistura de substâncias inflamáveis com o ar na forma de gás, vapor ou névoa e pode ocorrer ocasionalmente em condições normais de operação. c) Zona 2: local no qual uma atmosfera explosiva consiste de uma mistura de substâncias inflamáveis com o ar na forma de gás, vapor ou névoa não é provável de ocorrer em condições normais de operação, mas, se ocorrer, irá existir somente por um curto período de tempo. d) Zona 20: local no qual uma atmosfera explosiva, na forma de nuvem de poeiras combustíveis no ar, está presente continuamente ou por longos períodos de tempo ou frequentemente por curtos períodos. NOTA Locais onde camadas de poeira estão presentes, porém as nuvens de poeira não estão presentes continuamente, ou por longos períodos de tempo, ou frequentemente, não estão incluídos nesta Zona.

e) Zona 21: local no qual uma atmosfera explosiva, na forma de nuvem de poeiras combustíveis no ar e pode ocorrer ocasionalmente em condições normais de operação. f)

Zona 22: local no qual uma atmosfera explosiva, na forma de nuvem de poeiras combustíveis no ar, não é provável de ocorrer em condições normais de operação, mas, se ocorrer, irá existir somente por um curto período de tempo.


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D.3 Grupos D.3.1

Generalidades


De acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0, substâncias que geram gases e vapores inflamáveis e poeiras combustíveis são classificadas nos seguintes grupos de explosão.

D.3.2

Grupo I

Equipamentos do grupo I são projetados para serem utilizados em minas sujeitas ao grisu. NOTA Os tipos de proteção do Grupo I consideram a ignição tanto do gris quanto de poeiras de carvão em conjunto com proteção física apropriada para equipamentos utilizados em minas.

Convém que os equipamentos projetados para minas onde a atmosfera, adicionalmente ao grisu, pode conter significativas proporções de outros gases inflamáveis (isto é, outros além do metano), sejam fabricados e ensaiados de acordo com os requisitos definidos para o Grupo I e também para os subgrupos do Grupo II correspondentes aos outros gases inflamáveis significativos. Convém que os equipamentos sejam marcados de forma apropriada (por exemplo, “Ex d I/IIB T3” ou “Ex d I/II (NH3)”).

D.3.3

Grupo II

Equipamentos do Grupo II são projetados para serem utilizados em locais com atmosferas explosivas de gás ou vapor, que não sejam as minas sujeitas ao grisu. Equipamentos de Grupo II são subdivididos de acordo com as características da atmosfera explosiva de gás ou vapor para as quais são projetados. Subgrupos do Grupo II: IIA: O gás típico é o propano e o vapor típico é o hexano. IIB: O gás típico é o etileno e o vapor típico é o éter dietílico. IIC: O gás típico é o hidrogênio e o vapor típico é o dissulfeto de carbono.

NOTA 1 Estes subgrupos são com base no máximo interstício experimentalmente seguro (MESG) ou pela taxa da corrente mínima de ignição (taxa MIC) da atmosfera explosiva na qual o equipamento pode ser instalado. Ver ABNT NBR IEC 60079-20-1.

NOTA 2 O equipamento marcado como IIB é adequado para aplicações projetadas para grupo IIA. Similarmente, o equipamento marcado como IIC é adequado para aplicações projetadas para equipamentos dos grupos IIA ou IIB.

D.3.4

Grupo III

Equipamentos do Grupo III são projetados para utilização em uma atmosfera explosiva de poeira combustível, que não sejam as minas sujeitas ao grisu. Equipamentos do Grupo III são subdivididos de acordo com as características da atmosfera explosiva de poeira combustível na qual são projetados.

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Subgrupos do Grupo III: IIIA: Fibras combustíveis (por exemplo, fibras de lã). IIIB: Poeiras não condutivas (por exemplo, poeiras de carvão). IIIC: Poeiras condutivas (por exemplo, poeiras metálicas) NOTA O equipamento marcado como IIIB é adequado para aplicações projetadas para grupo IIIA. Similarmente, o equipamento marcado como IIIC é adequado para aplicações projetadas para equipamentos dos grupos IIIA ou IIIB.


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Anexo E (informativo)


Classificação dos níveis de proteção dos equipamentos (EPL) De acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0, os equipamentos para uso em atmosferas explosivas são classificados nos seguintes níveis de proteção de equipamentos (EPL): EPL Ma Equipamento para instalação em uma mina suscetível ao grisu, tendo um nível de proteção “muito alto”, o qual possui segurança suficiente para não se tornar uma fonte de ignição em operação normal, durante mau funcionamento previsto ou durante maus funcionamentos raros, mesmo quando deixado energizado na presença de um surto de gás. EPL Mb Equipamento para instalação em uma mina suscetível ao grisu, tendo um “alto” nível de proteção, o qual possui segurança suficiente de que é improvável se tornar uma fonte de ignição em operação normal ou durante mau funcionamento previsto ou durante o intervalo de tempo entre um surto de gás e o equipamento sendo desenergizado. EPL Ga Equipamento para atmosfera explosiva de gás, tendo um nível de proteção “muito alto”, o qual não é uma fonte de ignição em operação normal, durante maus funcionamentos previstos ou durante maus funcionamentos raros. EPL Gb Equipamento para atmosferas explosivas de gás, tendo um nível de proteção “alto”, o qual não é uma fonte de ignição em operação normal ou durante maus funcionamentos previstos. EPL Gc Equipamento para atmosfera explosiva de gás, tendo um nível de proteção “elevado”, o qual não é uma fonte de ignição em operação normal e que pode ter alguma proteção adicional para assegurar que este permaneça como uma fonte de ignição inativa no caso de ocorrência regular prevista (por exemplo, falha de uma lâmpada). EPL Da Equipamento para atmosfera explosiva de poeira, tendo um nível de proteção “muito alto”, o qual não é uma fonte de ignição em operação normal, durante maus funcionamentos previstos ou durante maus funcionamentos raros. EPL Db Equipamento para atmosfera explosiva de poeira, tendo um nível de proteção “alto”, o qual não é uma fonte de ignição em operação normal ou durante maus funcionamentos previstos. 170/206




EPL Dc Equipamento para atmosfera explosiva de poeira, tendo um nível de proteção “elevado”, o qual não é uma fonte de ignição em operação normal e que pode ter alguma proteção adicional para assegurar que esta permaneça como uma fonte de ignição inativa no caso de ocorrência regular prevista (por exemplo, falha de uma lâmpada).


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Anexo F (informativo)


Fluxograma para uma avaliação eletrostática Esta Especificação Técnica é extensa e para pessoas menos experientes, pode parecer complexa e difícil para trabalhar. Para facilitar o entendimento, o fluxograma da Figura F.1 foi desenvolvido para ajudar a encontrar um procedimento sistemático para uma avaliação do risco eletrostático de qualquer produto ou processo. O fluxograma é dividido em dois caminhos: O primeiro para avaliação de todos os materiais, peças e conexões condutivas ou dissipativas, o segundo para avaliação de todas as peças isolantes. Todos os caminhos terminam em “Aprovado” ou no respectivo tipo de descarga que se espera ocorrer nas condições estabelecidas. Este fluxograma foi desenvolvido de uma forma que é amplamente aplicável. Entretanto, pode ocorrer situações onde pode não ser utilizado. Neste caso, convém que o usuário procure uma seção em outro local desta Especificação Técnica que trate da situação específica.

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Carga eletrostática devida a processos de separação (por exemplo: fricção manual), partículas carregadas (por exemplo: eletrodos de AT), ou esperados objetos carregados por indução? 1°

N

Peças isoladas (13) e capacitância excedem a Tabela 2?

S Extremidades pontiagudas condutoras presente (A.3.3)?

N

S

Providenciar um aviso “Limpe apenas com pano úmido e deixe secar naturalmente” (6.3.2)

Ensaios para materiais isolantes e peças de acordo com a Tabela 1

APROVADO

1. A área de superfície excede os valores limites (Tabela 3) e o grupo I ou II, ou 2. Revestimento (por exemplo : tinta, plástico etc.), ou 3. Fluxo de poeira ou líquido isolante?

S

Aprovado no ensaio de carregamento experimental (6.3.9)?

2°

Sim (abaixo)

Ensaios para materiais condutivos / dissipativos, peças e conexões de acordo com a Tabela 1

N

APROVADO

S N

Revestimento contendo material condutor (6.3.4)?

Líquidos e poeiras presentes e manipulados de forma segura (7 e 9)?

N

S Espessura dentro dos valores limites da (6.3.4.3) ou grupo III?

S N

Alta geração de cargas por fricção manual (6.3.4.2)?

N

APROVADO

Nenhuma das medidas de segurança 6.3.4.3 de a) até d) etc é requerida?

N

S DESCARGAS RAMIFICADAS PROPAGANTES Severa ignição e risco para a saúde

N

S

S

DESCARGAS CENTELHANTES Risco de ignição para gases vapores e poeiras

N

Aprovado no ensaio de carregamento experimental (6.3.9)?

S

DESCARGAS TIPO CORONA Sem risco de ignição

Não (lado)

Poeiras presentes e enchimento inseguro de contêiner ou silo (9.4.4)?

N

S DESCARGAS TIPO CONE Risco de ignição para gases vapores e poeiras

DESCARGAS RAMIFICADAS Risco de ignição para gases e vapores

Figura F.1 – Fluxograma para uma avaliação eletrostática sistemática


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Anexo G (informativo)


Ensaios eletrostáticos Na elaboração da ABNT IEC TS 60079-32-1, a IEC 60079-32-29, Atmosferas explosivas – Parte 32-2: Riscos da eletrostática – Ensaios, encontrava-se o processo de elaboração. Os métodos de ensaios especificados na IEC 60079-32-2 apresentam como base os princípios relacionados a seguir:

G.1 Generalidades Variações podem ser obtidas nos resultados das medições das propriedades eletrostáticas dos materiais devidos principalmente a variações nas amostras (como não homogeneidade das superfícies, geometria e estado do material) e não devido a incertezas nos valores de tensão, corrente, geometria dos eletrodos ou incertezas dos dispositivos de medição. Estas variações são devidas ao fato de que as propriedades eletrostáticas são fortemente influenciadas por diferenças muito pequenas, de forma que os efeitos estatísticos representam um importante papel.

Tipicamente a precisão e a reprodutibilidade das medições eletrostáticas são de cerca de 20 % a 30 %. Isto é muito mais elevado que as medições elétricas típicas, que são da ordem de menos de 1 %. Por esta razão, os limites eletrostáticos contêm uma certa margem de segurança para compensar a ocorrência de variações estatísticas. Para obter resultados comparáveis em todo o mundo, convém que as amostras sejam climatizadas e medidas na umidade relativa e temperatura indicadas (geralmente 24 h a (23 ± 2) °C e (25 ± 5) % de umidade relativa). Em países em que possam existir níveis menores ou maiores de temperatura e de umidade relativa, um valor adicional nos valores locais mais altos ou baixos de temperatura e de umidade relativa pode ser razoável (por exemplo, (40 ± 2) °C e (90 ± 5) % de umidade relativa para países tropicais e (23 ± 2) °C e (15 ± 5) % de umidade relativa para climas polares).

G.2 Resistência de superfície G.2.1

Generalidades

Superfícies que possuam uma resistência de superfície suficientemente baixa podem não ser eletrostaticamente carregada quando em contato com o terra. Por esta razão, a resistência de superfície é uma propriedade básica relacionada com o carregamento eletrostático. Como as resistências superficiais normalmente aumentam com a diminuição da umidade relativa, uma baixa umidade relativa é necessária durante a medição, de forma a replicar as condições de pior caso.

9

A ser publicada.

NOTA BRASILEIRA

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G.2.2

Princípio

A superfície da amostra sob ensaio é colocada em contato com dois eletrodos de comprimentos e distâncias diferentes e a resistência entre os dois eletrodos é medida. Uma vez que altas resistências normalmente diminuem com o aumento da tensão, convém que a tensão aplicada seja aumentada para pelo menos 500 V, preferencialmente 1 000 V para resistências elevadas.

G.2.3

Equipamentos

O equipamento de medição de acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0 consiste de dois eletrodos paralelos com as dimensões indicadas na Figura G.1. Este equipamento pode ser fabricado com eletrodos pintados com prata através de uma superfície adequada (stencil), eletrodos com tiras de borracha macia condutiva sobre linguetas de metal montadas em mola ou tiras de espuma condutiva montadas sobre um e isolante. Dimensões em milímetros

Figura G.1 – Amostra de ensaio com eletrodos aplicados NOTA 1 A resistência de superfície depende da configuração do eletrodo. NOTA 2 Esta configuração de eletrodo é também utilizada, por exemplo, na IEC 60167 e na CENELEC TR 50404. NOTA 3 Eletrodos com tiras de borracha macia condutiva são preferíveis a eletrodos pintados com prata, de forma a limitar interações químicas superficiais indesejáveis. NOTA 4 Em casos de amostras não uniformes, eletrodos pintados com prata são preferíveis a eletrodos com tiras de borracha macia condutiva em função de sua melhor adaptação à geometria da amostra. NOTA 5 Em caso de amostras pequenas, a área ao redor dos eletrodos pode ser menor que 25 mm, como indicado na Figura G1.

Os eletrodos são conectados a um medidor de teraohm. Um eletrodo guarda de blindagem pode ser posicionado sobre os eletrodos para minimizar o ruído elétrico. Durante o ensaio, convém que a tensão permaneça suficientemente estável de forma que a corrente de carga devida à flutuação de tensão seja desprezível, quando comparada com a corrente que flui através da amostra de ensaio.


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Convém que o medidor de teraohm seja regularmente verificado com base na medição de uma resistência de valor conhecido. Também convém que a geometria da borracha condutiva ou espuma de eletrodos seja regularmente verificados por meio da medição de sua impressão ou estampa. Se a pressão do eletrodo para alcançar a resistência mínima for maior que 20 N, convém que os eletrodos de borracha sejam substituídos por eletrodos mais macios.

G.2.4

Amostra de ensaio

Convém que a resistência de superfície seja medida sobre as partes da amostra se o tamanho permitir, ou sobre uma amostra de ensaio composta de uma placa retangular com dimensões de acordo com a Figura G.1. Convém que a amostra de ensaio possua uma superfície limpa e intacta. Como os solventes podem deixar resíduos condutivos sobre a superfície, é melhor limpar a superfície somente com uma escova. Isto é especialmente importante em casos onde a superfície for tratada com agentes especiais antiestáticos. Se, entretanto, marcas de dedos ou outras sujeiras forem visíveis sobre a superfície e agentes especiais antiestáticos não forem utilizados sobre a superfície, convém que a amostra de ensaio seja limpa com água destilada, depois com álcool isopropílico (ou qualquer outro solvente que possa ser misturado com água e não afete o material de amostra de ensaio e os eletrodos), e depois limpa mais uma vez com água destilada, antes de ser seca. Sem que seja tocada por mãos, convém que a superfície seja condicionada por pelo menos 24 h a (23 ± 2) °C e (25 ± 5) % de umidade relativa.

G.2.5

Procedimento de medição

O procedimento de medição está a seguir: a) Executar os ensaios sob as mesmas condições climáticas do précondicionamento. b) Colocar os eletrodos sobre a superfície. c) Aplicar uma pressão de 20 N sobre os eletrodos (não necessário nos casos de eletrodos pintados). d) Aplicar uma tensão de medição de (10 ± 0,5) V para (15 ± 5) s entre os eletrodos. e) Medir a resistência entre os dois eletrodos e registrar o valor ao final do tempo de medição. NOTA Começar com baixa tensão de medição é necessário de forma a evitar danos nos eletrodos causados por altas correntes, quando da medição de amostras com baixa resistência.

f)

Se a resistência estiver entre 1 MΩ e 10 MΩ, convém que a tensão de medição seja aumentada para (100 ± 5) V. Para resistências entre 10 MΩ e 100 MΩ, convém que sejam medidas com (500 ± 25) V. Em caso de superfície com resistências acima de 100 MΩ, aplicar uma tensão de pelo menos (500 ± 25) V, preferencialmente (1 000 ± 50) V, durante (65 ± 5) s.

NOTA Na IEC 61340-4-1, 100 V são aplicados para resistência entre 1 MΩ e 100 MΩ e 500 V são aplicados para resistências mais elevadas. Como as altas resistências normalmente diminuem com o aumento da tensão e necessitam de um tempo mais longo para a obtenção de resultados mais estáveis, este documento indica tensões e tempos de medição ainda mais elevados para altas resistências em relação à IEC 61340-4-1 anteriormente indicada.

g) Repetir a medição nove vezes. Se o objeto não for suficientemente grande para permitir nove medições adicionais, uma quantidade menor de repetições é aceitável. 176/206




G.2.6

Critério de aceitação

A resistência de superfície é o quociente da tensão direta aplicada nos eletrodos pela corrente que flui entre eles. Os respectivos limites podem ser encontrados na Tabela 1. Convém que as amostras de ensaios sejam classificadas de acordo com a resistência medida na tensão de medição mais elevada. Por exemplo, se a resistência a 10 V é de 1,5 MΩ e a 100 V é de 900 kΩ, convém que a amostra de ensaio seja classificada como possuindo uma resistência de 900 kΩ.

G.2.7

Relatório de ensaios

Convém que o relatório de ensaio inclua pelo menos as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, —— temperatura e umidade relativa, —— descrição e identificação da amostra, —— resultados de ensaios, —— tensão de medição aplicada, —— quantidade de medições, —— resistência média geométrica, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente bem como da próxima calibração, —— número desta Norma.

G.3 Resistividade de superfície A resistividade de superfície é dez vezes mais alta que a resistência de superfície medida de acordo com G.2.

G.4 Resistência de fuga G.4.1

Generalidades

A resistência de fuga de um objeto é uma importante característica de segurança eletrostática. Existem diversas normas publicadas com diferentes métodos de medição para ensaio de resistência de fuga de um piso, os quais podem ser aplicados também a outros tipos de objetos (por exemplo cilindros rotativos, invólucros e sacos com um ponto de aterramento). Na IEC 61340-4-1, o ensaio é executado com um eletrodo circular de (65 ± 5) mm de diâmetro pressionado contra o piso com (2,5 ± 0,25) kg (piso duro) ou (5,0 ± 0,25) kg (piso macio). Na ISO 10965, a medição é executada com um eletrodo circular de (65 ± 2) mm de diâmetro pressionado contra o piso com (5,0 ± 0,1) kg. A ASTM F150 utiliza um eletrodo circular com 63,5 mm de diâmetro pressionado contra o piso com 2,5 kg. A EN 1081 utiliza NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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um eletrodo com três pés pressionado contra o piso por uma pessoa de pé sobre ele. Uma vez que cada método resulta em valores diferentes de resistência, é importante que o método de medição utilizado seja declarado na especificação do produto e nos relatórios de ensaio.


NOTA Em casos ideais, as diferenças entre as resistências medidas pelos diferentes métodos descritos anteriormente são pequenas. Na realidade, superfícies rugosas, como por exemplo pisos de concreto com conteúdo significativo de pedra podem influenciar a medição da resistência medida dependendo do eletrodo utilizado e da pressão aplicada. Resultados melhores podem ser obtidos com placas de espumas condutivas de acordo com os eletrodos indicados na IEC 61340-4-1, de forma a elevar a rugosidade a muitos milímetros. Entretanto, isto pode não reproduzir a situação prática de uma pisada de uma pessoa com calçado de sola dura.

G.4.2

Princípios

O piso ou o objeto é colocado em contato com um eletrodo especificado e a resistência entre o eletrodo e o terra é medida.

G.4.3

Equipamentos

Normalmente um eletrodo circular com (65 ± 5) mm de diâmetro com uma superfície de borracha condutiva é pressionado ao objeto com 2,5 kg, ou 5 kg, o valor que estiver dentro da especificação do eletrodo ou próximo das normas citadas em G.4.1. Entretanto, os eletrodos com três pés descritos na EN 1081 podem ser mais adequados se a simulação da pressão do corpo sobre o piso for importante. NOTA A resistência medida tende a diminuir com o aumento da pressão do eletrodo, porém somente até determinado ponto, após o qual um aumento na pressão do eletrodo possui pouca influência na resistência medida. Tem sido verificado que para muitos materiais utilizados em pisos, a pressão aplicada por uma massa de 5 kg, um eletrodo com diâmetro de 65 mm é adequado para uma medição precisa.

Os eletrodos são conectados a um medidor de teraohm. Um eletrodo de proteção blindado pode ser posicionado sobre os eletrodos para minimizar o ruído elétrico. Durante o ensaio, convém que a tensão permaneça suficientemente estável de forma que a corrente de carga devida à flutuação de tensão seja desprezível, quando comparada com a corrente que flui através da amostra de ensaio. Convém que o medidor de teraohm seja regularmente verificado com base na medição de uma resistência de valor conhecido. Se a pressão do eletrodo para alcançar a resistência mínima for maior que 20 N, convém que os eletrodos de borracha sejam substituídos por eletrodos mais macios.

G.4.4

Amostra de ensaio

Convém que a amostra do piso para o ensaio possua uma superfície limpa e intacta. Se o piso ou o objeto a ser medido estiver localizado ao tempo (por exemplo superfícies em postos de serviços de combustíveis) convém que não haja presença de tempo chuvoso ou de névoa no período de 24 h antes do período de medição (umidade relativa próxima a 50 % ou mesmo menor). Para pisos ou objetos destinados a serem utilizados em ambientes internos convém que sejam condicionados a (23 ± 2) °C e (25 ± 5) % de umidade relativa durante 24 h para as medições laboratoriais, ou sob condições ambientes para medições in loco. Um tempo de condicionamento adicional pode ser requerido para pisos de revestimentos e outros materiais que absorvam rapidamente a umidade (ver ISO 10965).

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G.4.5

Procedimento

Convém que o ensaio seja realizado de acordo com G.2.5, com exceção que a medição seja realizada entre um eletrodo e o terra. Em casos de medição em pisos, um valor de medição por metro quadrado é suficiente.

G.4.6


A resistência de fuga é o quociente da tensão direta aplicada aos eletrodos pela corrente total que flui entre o eletrodo e o terra. Os respectivos limites são indicados na Tabela 1.

G.4.7


Convém que o relatório de ensaio inclua pelo menos as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, —— temperatura e umidade relativa, —— descrição e identificação da amostra, —— resultados de ensaios, —— tensão de medição, —— descrição do eletrodo, —— pressão aplicada, —— resistência mediana, —— quantidade de medições efetuadas, —— resistência média geométrica, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente bem como da próxima calibração, —— número desta Norma.

G.5 Ensaio de calçado em utilização G.5.1

Generalidades

Os ensaios de laboratórios para calçados são descritos na IEC 61340-4-3. Para ensaios diários de rotina a resistência de fuga de uma pessoa utilizando um calçado pode ser normalmente determinada com aparelhos de ensaio de condutividade de calçados (instrumentos de ensaio de aterramento pessoal). Se este tipo de dispositivo não estiver disponível, convém que esta resistência seja medida de acordo com as seguintes seções. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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G.5.2

Princípio


A resistência entre um objeto portátil e uma placa de metal onde uma pessoa pise em cima com ambos os pés é medida. A resistência da pessoa é considerada como sendo desprezível comparada com a resistência do calçado.

G.5.3

Equipamentos

O dispositivo de medição consiste de uma placa de metal sobre o piso e um objeto metálico manual (por exemplo, uma barra metálica com 20 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento ou uma esfera metálica de 50 mm de diâmetro). Um medidor de teraohm é conectado entre os dois eletrodos, medindo a resistência entre o objeto metálico manual e a placa metálica através do corpo e o pé. Convém que o medidor de teraohm seja regularmente verificado pela medição de uma resistência de valor conhecido. Convém que a medição de tensão seja inferior a 100 V de forma a evitar um choque elétrico. Quando da medição com 100 V, convém que um resistor de proteção de cerca de 1 MΩ seja inserido no circuito. Este resistor pode ser omitido quando da medição de baixas resistências com tensão de 10 V.

G.5.4

Procedimento

O procedimento de medição está a seguir: a) Efetuar a medição a (23 ± 2) °C e (25 ± 5) % de umidade relativa. Se a umidade relativa for excedida, registrar pelo menos a umidade. b) Colocar os calçados a serem ensaiados. c) Esperar por 5 min de forma a obter uma umidade suficiente nos calçados e nas meias. d) Ficar de pé sobre a placa metálica com ambos os pés e segurar firmemente o objeto metálico manual com uma mão nua. e) Registrar a resistência indicada do calçado.

G.5.5


Os respectivos limites são indicados na Tabela 1.

G.5.6


Em caso de controles de rotina de resistência de calçados, a indicação do resultado na forma de acendimento de uma lâmpada verde ou vermelha é suficiente. Em outros casos, convém que o relatório de ensaio inclua, pelo menos, as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, —— temperatura e umidade relativa, —— descrição e identificação da amostra, 180/206




—— resultados de ensaios, —— tensão de medição, —— quantidade de medições efetuadas, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente bem como da próxima calibração, —— número desta Norma.

G.6 Ensaio de luvas em utilização G.6.1

Generalidades

Os ensaios de luvas são descritos na EN 420. Para ensaios regulares diários, a resistência das luvas pode ser medida em conjunto com a resistência do calçado. Infelizmente esta resistência total nem sempre pode ser medida com os instrumentos de medição de condutividade de calçados (Instrumentos de medição de aterramento de pessoas). Desta forma pode ser necessária a medição das resistências de acordo com os seguintes parágrafos. NOTA

G.6.2

Encontra-se em elaboração uma norma CEN, identificada atualmente como WI 00162317:2011.

Princípios

A resistência entre uma luva colocada na mão e um objeto metálico manual através do corpo e do pé para uma placa metálica sobre a qual a pessoa fica de pé com ambos os pés é medida de acordo com G.5.4. Se a resistência do calçado não for conhecida, convém que a resistência do objeto metálico segurado com a luva e uma fita de pulso de resistência conhecida sobre o braço da pessoa seja medida.

G.6.3

Equipamentos

Os mesmos de G.5.3.

G.6.4

Procedimento

O procedimento de medição para pessoas aterradas através de seus calçados é o indicado a seguir: a) Medir a resistência do calçado utilizado de acordo com G.5.4. b) Repetir a medição com as luvas colocadas nas mãos. c) Registrar ambos os valores e o seu quociente. O procedimento de medição de pessoas aterradas através de tiras de pulso é o indicado a seguir: a) Aterrar a pessoa através de uma tira de pulso de resistência conhecida. b) Medir a resistência entre um objeto metálico segurado com a luva e a tira de pulso. c) Registrar ambos os valores e a sua diferença. NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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G.6.5


Os respectivos limites podem ser encontrados na Tabela 1.


G.6.6


Convém que o relatório de ensaio inclua pelo menos as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, —— temperatura e umidade relativa, —— resistência da fita de pulso ou do calçado, —— descrição e identificação da amostra, —— resultados de ensaios, —— tensão de medição, —— descrição do eletrodo, —— pressão aplicada, —— resistência mediana, —— quantidade de medições efetuadas, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente bem como da próxima calibração, —— número desta Norma.

G.7 Resistividade de poeiras G.7.1

Generalidades

Existem diferentes métodos de medição para a resistividade de poeiras por meio de células de medição: de acordo com a IEC/TS 61241-2-2 (célula do tipo ranhura), de acordo com a IEC 60093 (célula do tipo selo) e de acordo com documentos (Lucas, 2011, Stahmer et al, 2012), célula concêntrica com um eletrodo em anel interno e externo. De acordo com Stahmer et al, uma célula do tipo ranhura e uma célula concêntrica oferecem os mesmos resultados. Entretanto, como uma consequência da compressão da poeira, a célula do tipo selo apresenta resistências até dez vezes mais baixas quando comparado com a medição de poeiras compressíveis. Por estas razões, convém que a resistividade da poeira seja medida de acordo com o procedimento indicado a seguir, com base na IEC/TS 61241-2-2. NOTA BRASILEIRA A ISO/IEC 80079-20-2, publicada em 2016, cancelou e substituiu a IEC/TS 61241-2-2. Foi publicada a ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-2 em 2018.

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G.7.2

Princípio

Um volume constante de poeira é colocado em uma célula de medição específica com dois eletrodos. A resistência entre ambos os eletrodos é medida.

G.7.3

Equipamentos

De acordo com a ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-2 convém que uma célula de medição (célula do tipo ranhura), consistindo de dois eletrodos opostos, fabricados de barras de aço inoxidável polido (1), com altura de 10 mm, comprimento de 100 mm e distância de 10 mm, montados em conjunto com duas paredes opostas de barras de vidro isolante (2), com 10 mm de altura, sobre uma base isolante (3), seja utilizada (Figura G.2). Convém que a espessura dos eletrodos esteja entre 5 mm e 10 mm. Convém que a resistência R entre os eletrodos seja maior que 100 TΩ. Os valores exatos das dimensões da célula têm que ser conhecidos para o fator de correção geométrico em 4.7.4.

3

Figura G.2 – Célula de medição para resistividade de poeiras Os eletrodos são conectados a um medidor de Teraohm. Convém que este medidor de Teraohm seja regularmente verificado pela medição de uma resistência de valor conhecido. Um eletrodo de proteção blindado pode ser posicionado sobre os eletrodos para minimizar o ruído elétrico. Durante o ensaio, convém que a tensão permaneça suficientemente estável, de forma que a corrente de carga devida à flutuação de tensão seja desprezível, quando comparada com a corrente que flui através da amostra de ensaio.

G.7.4

Procedimento

O procedimento de medição é indicado a seguir: a) Condicionar a poeira de ensaio em (23 ± 2) °C a (25 ± 5) % de umidade relativa pelo menos por 24 h. Poeiras que apresentem características significativas de secagem ou absorção de umidade, para a qual a resistência da poeira durante um processo tecnológico específico seja importante, convém que sejam medidas nas condições climáticas deste processo. b) Colocar uma quantidade da poeira sem tratamento entre os dois eletrodos (3). c) Remover o excesso de poeira ando uma espátula ao longo do topo das barras de aço inoxidável (1). NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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d) Medir a resistência R da célula de ensaio preenchida com poeira entre os eletrodos (1) com os seguintes valores de tensão c.c. aplicadas durante 10 s: (105 ± 10) V, (500 ± 25) V, (1 000 ± 50) V. A mesma amostra de poeira na célula de ensaio pode ser utilizada para todos os ensaios em qualquer dos valores de tensão. Se nenhum valor constante de medição for obtido após 10 s, convém que o tempo de medição seja prolongado para 65 ± 5) s. NOTA Na maioria dos casos, a tensão de ensaio (105 ± 10) V é suficiente. Tensões mais elevadas podem levar a efeitos físicos e químicos não desejados.

e) Calcular a resistividade ρ em todas as tensões de ensaio utilizando a seguinte equação:

f)

—— ρ = 0,001 × R × H × W/L —— onde ρ é a resistividade em Ωm, H é a altura do eletrodo em milímetros (mm), W é a largura do eletrodo em milímetros (mm) e L é o espaço entre os eletrodos em milímetros (mm). Repetir as etapas b) até e) duas vezes e calcular os valores médios

G.7.5


As faixas de resistividade estão indicadas em 9.1.

G.7.6


Convém que o relatório de ensaios inclua pelo menos as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, —— temperatura e umidade relativa, —— descrição e identificação da amostra, —— resultados dos ensaios, —— tensão de medição, —— quantidade de medições efetuadas, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente, bem como da próxima calibração, —— número desta Norma.

G.8 Condutividade de líquidos G.8.1

Generalidades

Normalmente os medidores de condutividade com eletrodos de imersão são suficientemente exatos para os objetivos eletrostáticos. Em todos os casos, convém que a temperatura também seja registrada, em função da condutividade ser fortemente dependente da temperatura. 184/206


Se valores mais exatos forem necessários, convém que uma célula específica de ensaio, como a célula descrita a seguir seja utilizada. A célula pode ser utilizada para líquidos de uma fase ou multifase. Alternativamente, a condutividade pode ser determinada de acordo com a IEC 60247.

G.8.2

Princípio

Um volume constante de líquido é colocado em uma célula específica de medição com dois eletrodos. A resistência entre os dois eletrodos é medida.

G.8.3

Equipamentos

A Figura G.3 descreve a célula de medição de acordo com a DIN 51412-1 com uma constante de célula K de 1/m. Outras dimensões da célula são possíveis, mas a constante da célula deste arranjo tem que ser determinada por geometria. Convém que uma tensão U de (100 ± 1) V seja aplicada entre o eletrodo interior e o eletrodo exterior e convém que a corrente resultante I seja registrada com um picoamperímetro acoplado a um osciloscópio ou computador pessoal. Dimensões em milímetros ∅50,45 ± 0,05

∅30,65 ± 0,05

Eletrodo interno (alumínio)

90



Eletrodo externo (alumínio)

Anel isolante (PTFE)

BNC

Batente (Cu-Ni alloy)

Figura G.3 – Célula de medição de condutividade de líquidos


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G.8.4

Procedimento

O procedimento de medição é indicado a seguir:


a) Colocar (100 ± 0,5) cm3 do líquido sem tratamento na célula de medição e fechar a célula com a tampa. b) Registrar a corrente I, da célula de ensaio totalmente preenchida, entre os eletrodos a 100 V, pelo período de tempo t, com um osciloscópio ou computador pessoal acoplado a um picoamperímetro.

NOTA Na maioria dos casos, uma tensão de 100 V é suficiente. Tensões mais elevadas podem levar a efeitos físicos ou químicos não desejados.

c) Extrapolar a corrente Io para o tempo t = 0 a partir da excursão registrada de I. d) Calcular a condutividade σ em S/m de acordo com a seguinte fórmula σ = K × Io / U —— 1 pS/m = 10–12 S/m = 1 uc (unidade de condutividade)

e) Repetir o procedimento duas vezes.

G.8.5


Os respectivos limites estão indicados em 7.1.4.

G.8.6


Convém que o relatório de ensaio inclua pelo menos as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, —— temperatura, —— descrição e identificação da amostra, —— condutividade mediana, —— resultados de ensaios, —— tensão de medição, —— quantidade de medições efetuadas, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente bem como da próxima calibração, —— número desta Norma.

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G.9 Capacitância G.9.1

Generalidades

Evitar a utilização de objetos condutores isolados é uma das regras eletrostáticas mais importantes. Por esta razão, somente pequenos objetos condutivos isolados com baixas capacitâncias são de instalação permitida em atmosferas explosivas. Para verificar se o objeto condutivo sob avaliação (por exemplo, parafusos metálicos em um invólucro e tomadas metálicas de conexão em equipamentos manuais) está dentro dos limites permitidos, convém que o seguinte ensaio seja executado. Tomadas e contatos metálicos que estejam situados no interior do invólucro, onde as descargas de aproximação de objetos aterrados não sejam previstas, não necessitam ser ensaiados.

G.9.2

Princípio

A amostra de ensaio é colocada sobre uma placa metálica não aterrada e a capacitância entre as partes condutivas expostas e a placa metálica é medida com um medidor de capacitância.

G.9.3

Equipamentos

O dispositivo de medição consiste de uma placa metálica não aterrada que exceda de forma significativa a área da amostra de ensaio e um medidor de capacitância capaz de medir entre 1 e 10 pF com uma incerteza de medição de menos de 0,5 pF na frequência de medição de pelo menos 1 000 Hz. A tensão aplicada necessita estar entre 1 V e 9 V. O terminal negativo de medição é conectado à placa de metal. O terminal positivo permanece livre para a medição da capacitância. Os cabos de conexão necessitam ser tão curtos quanto possível para evitar correntes de fuga. Placas metálicas com superfícies oxidadas necessitam ser evitadas, uma vez que isto pode provocar resultados errados. NOTA Um medidor de capacitância alimentado com bateria pode ser necessário para assegurar leituras estáveis sem loops de terra.

Convém que outros equipamentos elétricos, especialmente lâmpadas fluorescentes, sejam mantidos pelo menos 2 m afastados da amostra de ensaio.

G.9.4

Amostra de ensaio

Convém que o ensaio seja realizado em uma amostra do equipamento totalmente montado. Convém que a amostra seja condicionada em uma câmara climática durante pelo menos 1 h em uma temperatura de (23 ± 2) °C e uma umidade relativa de (25 ± 5) %.

G.9.5

Procedimento para partes móveis

Convém que a capacitância entre cada parte metálica exposta sobre a amostra de ensaio e a placa de metal seja medida da seguinte forma: a) Colocar a amostra sobre a placa de metal. A parte condutiva da amostra a ser medida deve permanecer isolada da placa. Se a amostra requerer um e, esta pode ser mantida na posição por meio de es fabricados com material isolante, mas não convém que sejam mantidos suspensos com a mão. b) As posições das amostras são tais que o ponto metálico exposto de ensaio sendo medido seja tão próximo quanto possível da placa metálica não aterrada, sem entrar em contato com a mesma. Entretanto, se a parte metálica externa estiver em contato elétrico com as partes metálicas NÃO TEM VALOR NORMATIVO

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internas, é necessário medir a capacitância em todas as direções do equipamento de forma a assegurar que a capacitância máxima tenha sido determinada. NOTA 1 Se a parte metálica não for facilmente ível para os terminais do instrumento de medição, um parafuso pode ser inserido para estender a parte e criar um ponto de ensaio. Convém que o parafuso seja pequeno quando comparado com a parte metálica e pode não fazer contato elétrico com qualquer outra parte metálica interna. NOTA 2 Convém que capacitâncias parasitas sejam minimizadas, mantendo-se as partes condutivas e as partes do corpo humano afastadas de pelo menos 50 cm da amostra sob ensaio.

c) Conectar o terminal negativo do medidor de capacitância à placa metálica não aterrada. d) Posicionar o terminal positivo do medidor de capacitância entre 3 mm e 5 mm afastado do ponto metálico de ensaio e, tanto quanto possível, da placa metálica. Registrar o valor desta capacitância de fuga no ar ao valor aproximado em pF. e) Posicionar o terminal positivo do medidor de capacitância em contato com o ponto metálico de ensaio e registrar o valor da capacitância ao valor aproximado em pF. f)

Calcular a diferença entre as medições das etapas d) e e) e registrar o valor.

g) Repetir as etapas d) até f) duas vezes em cada ponto de ensaio. h) Calcular a capacitância média a partir das três medições obtidas por ponto de ensaio. i)

Convém que as capacitâncias calculadas menores que 2 pF sejam registradas como sendo < 2 pF.

Em casos onde a capacitância de uma parte metálica isolada é prevista ser mais alta em relação a outras partes metálicas do objeto para o terra, convém que esta capacitância seja adicionalmente medida e avaliada.

G.9.6

Procedimento para partes fixas

A capacitância entre cada parte metálica exposta sobre uma amostra de ensaio e a terra é para ser medida nas condições de montagem (por exemplo, partes metálicas no interior de um sistema de tanque metálico aterrado), nas condições mais desfavoráveis. Uma placa metálica não aterrada de e não é mais necessária. A medição da capacitância deve ser feita da seguinte forma: a) Conectar o terminal de medição negativo do medidor de capacitância a um ponto de terra. Convém que o cabo do terminal positivo do medidor de capacitância seja mantido tão afastado quanto possível do cabo do terminal negativo. b) Seguir as etapas d) até i) do procedimento de ensaio descrito em G.9.5.

G.9.7


A capacitância máxima permitida depende do tipo das Zonas de classificação de áreas, como indicado na Tabela 2.

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G.9.8


Convém que o relatório de ensaio inclua pelo menos as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, —— temperatura e umidade relativa, —— descrição e identificação da amostra, —— capacitância mediana, —— resultados de ensaios, —— tensão de medição, —— frequência de medição, —— quantidade de medições efetuadas, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente bem como da próxima calibração, —— número desta Norma.

G.10 Carga eletrostática transferida G.10.1 Generalidades De acordo com as ABNT NBR IEC 60079-0 e ABNT TS 60079-32-1, a área de superfície máxima permitida dos materiais isolantes é limitada em atmosferas explosivas. Entretanto, existem muitos casos onde um nível suficiente de segurança é ainda obtido com materiais isolantes. Estes casos incluem superfícies com pontas com efeitos corona, invólucros com placas de circuito impresso bem como materiais com tensão interna de ruptura de somente alguns quilovolts. Por esta razão, os seguintes ensaios de carregamento podem ser executados com o objeto avaliado, se os requisitos de área superficial não puderem ser atendidos. Em alguns casos o ensaio tem que ser modificado. Por exemplo, em caso de avaliação do material de um tubo para carregamento de motor de carros, uma medição da carga gerada sobre o tubo de carregamento pelo fluxo de combustíveis altamente carregáveis sob as condições mais severas é preferível. NOTA Um dos líquidos mais altamente carregáveis eletrostaticamente é o tolueno. Entretanto, o tolueno apresenta um risco significativo de incêndio. Desta forma, é proposto uma alternativa técnica na SAE J1645 uma nafta pesada hidrodessulfurizada, com ponto de ebulição de 145 °C a 200 °C, ponto de ignição 40 °C (nomes comerciais: White spirit, solvente Stoddard ou Testbenzin). Em caso de peças de vestuário, o ensaio pode gerar resultados que conflitem com outros métodos de ensaios estabelecidos. Por esta razão, as peças de vestuário são normalmente ensaiadas pelo método de decaimento indicado em G.12 e na EN 1149-3.


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G.10.2 Princípio


Centelhamento ocorre quando a capacitância C carregada com uma tensão U é descarregada através de um interstício de centelhamento. É conhecido da literatura que toda atmosfera explosiva possui um volume mínimo de ignição específico necessário para que possa ocorrer uma explosão devido a uma determinada energia mínima de ignição. Desta forma, dobrando o comprimento de um interstício de centelhamento resulta em metade da tensão U efetiva em um volume de ignição (segunda lei de Kirchoff). Devido a esta correlação linear entre a característica de capacidade de causar uma ignição (incendividade) e a tensão U, a carga transferida C × U correlaciona de uma forma melhor com a capacidade de causar uma ignição de uma descarga do que sua energia ½ C × U2. Estes fatos permitem a medição da carga transferida de descargas provocadas sob as condições mais desfavoráveis para avaliar os riscos de ignição eletrostática.

G.10.3 Equipamentos Os seguintes equipamentos são necessários: 1) Uma mesa ou uma chapa rígida de material dissipativo, por exemplo, madeira sem tratamento. NOTA A correta utilização de uma mesa com superfície dissipativa assegura um forte acúmulo de cargas eletrostáticas sobre a superfície carregada, devido aos efeitos de ligação entre as cargas. Após a elevação da amostra da mesa, as cargas não são mais circundadas por cargas de polaridade oposta da mesa, possuindo adequadas condições para o seu descarregamento.

2) Tecidos fabricados de materiais livres de fiapos fora das regiões de carregamento positivo ou negativo de uma série triboelétrica (geração de carregamento eletrostático por atrito), com tamanho suficiente para evitar, durante o processo de fricção, o contato entre o material da amostra e os dedos de uma luva ou de outra peça de couro natural macio que esteja sendo utilizado pela pessoa que executa o ensaio. NOTA.1 Ver a IEC/TR 61340-1 para as séries triboelétricas. NOTA 2 Materiais adequados para carregamento positivo de acordo com o tribocarregamento são, por exemplo, couro natural macio, feltro de lã de carneiro, tecidos de poliamida para capas de chuva, algodão e pelo de animais. Materiais adequados para carregamento negativo de acordo com o tribocarregamento são, por exemplo, toalhas de mesa feitas de poliuretano ou polietileno.

3) Um eletrodo de metal tipo agulha com uma única ponta ou múltiplas pontas que possuam uma conexão aos eletrodos de polo negativo de uma fonte de alta-tensão de 30 kV c.c. a 70 kV c.c. para carregamento por efeito corona. 4) Um dos seguintes equipamentos ou equivalente para medição de transferência de carga: a) Um eletrodo de metal polido com diâmetro de (25 ± 5) mm acoplado a uma entrada de um osciloscópio de 50 Ω com pelo menos 1 Gigasamples/s e largura de banda de 300 MHz, possuindo uma resistência de derivação aterrada (shunt) em arranjo circular de (0,25 ± 0,05) Ω de largura de banda de pelo menos 300 MHz (ver Bibliografia, von Pidoll), ou b) Um eletrodo de metal polido com diâmetro de (25 ± 5) mm acoplado ao sistema de aterramento através de um capacitor de (100 ± 10) nF com um resistor em paralelo de (15 ± 2) kΩ, ambos conectados à entrada de um voltímetro que automaticamente seja sensibilizado e apresente o valor mais elevado (triggering e holding) (ver Bibliografia, Schnier), ou 190/206




c) Um eletrodo de metal polido com diâmetro de (3 ± 1) mm acoplado a uma esfera oca aterrada com diâmetro de (25 ± 5) mm através de um orifício com borda suave com diâmetro de (5 ± 1) mm de, conectado a um sistema de aterramento através de um capacitor de (100 ± 10) nF na entrada de um medidor de carregamento eletrostático (Coloumb meter) (ver Bibliografia, Chubb). 5) Um disco circular plano, com espessura inferior a 3 mm, composto por PTFE, com uma área maior que 20 000 mm2 como uma referência de elevado carregamento (ver Bibliografia, von Pidoll).

G.10.4 Amostra de ensaio Convém que o ensaio seja realizado sobre uma amostra completa do produto ou um material com os mesmos parâmetros de fabricação. Não convém que esta amostra tenha sido previamente submetida a outros ensaios e pode consistir de qualquer combinação de materiais isolantes, condutivos ou dissipativos. NOTA É benéfico ensaiar o produto completamente montado porque os efeitos relacionados com o carregamento eletrostático, por exemplo, devido a partes condutivas internas, podem auxiliar a evitar os riscos de descargas eletrostáticas perigosas.

Convém que a amostra seja condicionada em uma câmara ambiental climática durante um período de pelo menos 24 h a uma temperatura de (23 ± 2) °C e uma umidade relativa de (25 ± 5) % UR. Convém que a amostra de ensaio tenha uma superfície limpa e intacta. Como os solventes podem deixar resíduos condutivos sobre a superfície, é melhor limpar a superfície somente com uma escova. Isto é especialmente importante em casos onde a superfície for tratada com agentes especiais antiestáticos. Se, entretanto, marcas de dedos ou outras sujidades sejam visíveis sobre a superfície e não forem uti lizados agentes especiais antiestáticos, convém que a amostra de ensaio seja limpa de acordo com G.2.4.

G.10.5 Procedimento Convém que todas as partes isolantes da amostra de ensaio sejam ensaiadas. Convém que as partes condutivas sejam aterradas durante o ensaio. O ensaio é conduzido como indicado a seguir: a) Convém que a correta operação do sistema de medição seja confirmada, por exemplo, pelo ensaio de pulsos, pela aplicação de aproximadamente 50 nC a partir de um eletrodo esférico em uma entrada de um voltímetro eletrostático calibrado com uma entrada de capacitância conhecida (por exemplo, 10 pF) e pela aplicação de uma tensão conhecida (por exemplo, 5 kV). Alternativamente, pelo medidor de carregamento eletrostático (capacitância de entrada típica de 100 nF) convém que a indicação da carga transferida (tipicamente 165 nC) em uma conexão de entrada muito curta com uma bateria de 1,5 V (tipicamente 1,65 V). b) Verificar as etapas 3 a 12 do ensaio adotando como referência o disco de PTFE e confirmar se é obtido pelo menos 100 nC. c) Esfregar a amostra de ensaio com um material de maior carregamento positivo da série triboelétrica. Continuar esfregando com pelo menos uma ada por segundo com força média (aproximadamente 40 N), em direção oposta da pessoa que está executando o ensaio. Não convém que


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a superfície do ensaio seja tocada com uma mão nua. Convém que a ação de esfregar continue durante (10 ± 1) s e encerre com uma esfregada forte. NOTA

A força média de 40 N pode ser controlada por uma máquina de pesagem.


d) Pegar a amostra de ensaio utilizando uma garra isolada, de forma a minimizar descargas inadvertidas. e) Suspender a amostra cuidadosamente pelo menos por 20 cm da mesa de ensaio, de forma a perder a menor quantidade possível de carga. f)

Descarregar a amostra o mais rapidamente possível por meio da aproximação lenta do eletrodo esférico de medição na direção da amostra do ensaio até que a descarga ocorra. Atenção especial no descarregamento das partes mais perigosas da amostra, por exemplo, as grandes áreas superficiais e as pequenas peças condutivas. NOTA Descargas que ocorram nos interstícios dos equipamentos à prova de explosão inferiores a 2 mm para o Grupo IIA, 1 mm para o Grupo IIB e 0,5 mm para o Grupo IIC são menos acendíveis do que o esperado pelas suas cargas transferidas, devido aos efeitos de resfriamento (“quenching”) nos eletrodos.

g) Remover imediatamente a amostra da proximidade do eletrodo. h) Efetuar a leitura ou registrar os dados obtidos (ajuste horizontal típico de 40 ns/div) e multiplicar pelo fator de calibração conhecido. NOTA

Pode ser necessária a consulta a um especialista no caso de registro de múltiplas descargas.

i)

Repetir o ensaio nove vezes.

j)

Repetir as etapas 3 a 9 com um material, de maior carregamento negativo da série triboelétrica.

k) Repetir as etapas 3 a 9 com um segundo material, de maior carregamento positivo da série triboelétrica. l)

Repetir as etapas 3 a 9 com um terceiro material, ou atritar a amostra cinco vezes com uma parte macia de uma luva de couro, repetindo o ensaio por dez vezes.

m) Verificar se a amostra de ensaio contém partes isolantes, tocando com um objeto condutor dissipativo ou condutivo. Se “sim” finalizar o ensaio, se “não” continuar o ensaio. NOTA Isto é necessário para assegurar que não ocorram descargas ramificadas propagantes, que possam danificar o equipamento de medição.

n) Carregar a amostra posicionando o eletrodo de efeito corona próximo da amostra de ensaio e carregá-la com um pequeno movimento circular. Afastar o eletrodo da amostra após 5 s enquanto a alta-tensão ainda estiver sendo aplicada, de forma a evitar o carregando reverso, da amostra carregada para o eletrodo. NOTA O movimento circular não é necessário no caso de eletrodo contendo múltiplas extremidades (multi-needle)

o) Continuar com as etapas 4 a 9. p) Fim do ensaio.

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G.10.6 Critério de aceitação Convém que o valor mais alto de todos os métodos de carregamento seja utilizado para o procedimento de avaliação. O máximo valor permitido depende das zonas de atmosferas explosivas indicados na Tabela 4. O carregamento eletrostático gerado por efeito corona e o toque com uma luva de couro são processos que geram fortes cargas eletrostáticas, quando comparados com uma máquina atrito mecânico, carregamento de elétrons na proximidade de ionizadores, equipamentos com névoa eletrostática ou carregamento por movimentações de líquidos ou poeiras.

G.10.7 Relatório de ensaios Convém que o relatório de ensaio inclua pelo menos as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, —— temperatura e umidade relativa, —— descrição e identificação da amostra, —— tipo de tecidos utilizados, —— tensão por efeito corona, —— valores máximos obtidos, —— quantidade de medições, —— valor máximo obtido com a amostra de referência, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente bem como da próxima calibração, —— número desta Norma. Se os resultados sobre o carregamento por efeito corona e o toque com uma luva de couro tiverem sido descartados, convém declarar que a amostra de ensaio pode não ser utilizada na presença de processos que gerem carregamentos eletrostáticos mais fortes do que o carregamento por atrito manual.

G.11 Ensaio de ignição G.11.1 Generalidades Uma segunda possibilidade para a avaliação da capacidade de ignição de descargas provocadas sob as condições mais adversas consiste na execução de experimentos ou ensaios com uma sonda de ignição que produza uma região da descarga eletrostática em uma atmosfera explosiva. Uma sonda de descarga adequada é descrita na IEC 61340-4-4 (Figuras G.4 e G.5).


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Um equipamento diferente daquele especificado pode ser utilizado se este equipamento reproduz os princípios do ensaio e possa proporcionar resultados comparáveis.

G.11.2 Equipamentos


A sonda de ignição, de acordo com a IEC 61340-4-4 consiste de um cilindro fabricado de material não condutivo, como o policarbonato ou acrílico, com um diâmetro interno de (70 ± 5) mm e um comprimento interno de (100 ± 5) mm (Figura G.4). Convém que o material utilizado para a fabricação da sonda possua uma espessura e uma rigidez suficiente para ar repetidas ignições sem trincar, distorcer ou apresentar outros tipos de falhas. Uma extremidade do cilindro é fechada por meio de uma entrada central que permita um fluxo de gás inflamável ao interior do cilindro. O tamanho da entrada não é crítico, mas não convém que seja grande o suficiente para permitir que a vazão seja alcançada sem aplicação de uma pressão excessiva. Convém que um corta-chama seja instalado na tubulação de entrada de gás, tão próximo quanto possível da sonda de ignição. Uma placa de metal é fixada à outra extremidade do cilindro, de forma a formar uma base para a fixação do eletrodo de descarga (Figura G.5). A placa de metal deve possuir furos com diâmetro de (5 ± 1) mm, de forma a permitir uma vazão uniforme de gás através e ao redor do eletrodo de descarga.

Um eletrodo esférico metálico com diâmetro de (20 ± 5) mm é montado na posição central da placa metálica. O eletrodo, a placa metálica e qualquer outro material metálico ou condutivo da sonda de ignição são conectados a um ponto de terra comum por meio de uma conexão de baixa impedância (< 10 Ω). Convém que o ponto de aterramento seja comum para as estruturas e os equipamentos locais. O ponto de aterramento comum pode ser conectado ao aterramento da fonte de alimentação elétrica. Convém que a conexão entre o eletrodo, a placa de metal e o conector do terra seja suficientemente robusta para ar impactos físicos e esforços térmicos. Convém que a continuidade elétrica entre o eletrodo de descarga e o conector do terra seja verificada antes da utilização. A sonda de ignição é preenchida com malhas fabricadas de vidro ou porcelana, com diâmetro nominal de 1 mm a 2 mm, os quais são fixadas por uma fina rede ou peneira metálica, em qualquer das extremidades do cilindro principal. Estas malhas auxiliam na mistura dos gases e também contribuem para evitar a propagação reversa de qualquer chama pela sonda. Uma camisa de proteção ajustável feita de material isolante é fixada ao cilindro para direcionar o gás sobre o eletrodo de descarga e para a região a frente do eletrodo de descarga, onde ocorre a descarga eletrostática. A abertura nesta camisa de proteção é de (40 ± 5) mm.

O gás inflamável é gerado pela mistura do gás do ensaio (pureza mínima de 99,5 %) com o ar. O ar utilizado necessita conter (21,0 ± 0,5) % de oxigênio e (79,0 ± 0,5) % de nitrogênio. O dispositivo de controle e mistura do gás é utilizado para direcioná-lo na proporção adequada para a sonda de ignição. As concentrações volumétricas do gás de ensaio utilizado são indicadas na Tabela G.1. Tabela G.1 – Concentrações volumétricas de misturas de gases inflamáveis (continua) Gás do ensaio

Concentração volumétrica

Energia mínima de ignição a

Grupo de gás

Hidrogênio

(22,0 ± 0,3) % em ar

0,016 mJ

IIC

Etileno

(8,0 ± 0,1) % em ar

0,082 mJ

IIB

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Tabela G.1 (conclusão) Gás do ensaio Propano b a b

Concentração volumétrica (5,2 ± 0,1) % em ar

Energia mínima de ignição a 0,25 mJ

Grupo de gás IIA

Ver C.6. Ver EN 50050.

Convém que o controle da mistura de gás dentro das tolerâncias especificadas seja verificado, por exemplo, por meio de um analisador de gás por infravermelho, com amostragem na tubulação de suprimento de gás. Se uma mistura de gás diferente daquela especificada na Tabela G.1 for utilizada, convém que a energia mínima de ignição da mistura seja verificada utilizando o método indicado na ASTM E582-2. É conveniente a utilização de cilindros de gás comprimido para o suprimento de gás, embora outras fontes de suprimento podem ser utilizadas. Caso seja necessário, convém que filtros com peneiras moleculares sejam utilizados para assegurar que os gases possuem baixa concentração de umidade. Este requisito é particularmente importante, por exemplo, quando da utilização de ar diretamente de um compressor. Cada suprimento de gás é controlado e monitorado utilizando medidores de vazão e válvulas. Convém que a vazão combinada de todos os gases através da sonda de ignição seja de (0,21 ± 0,04) l/s. Uma válvula de bloqueio (válvula de shut-off) de ação rápida é utilizada para fechar a vazão de gás de ensaio quando ocorre uma ignição. Convém que a válvula de bloqueio interrompa o suprimento de gás de ensaio enquanto deixa fluir o ar livremente, de forma a proporcionar o resfriamento e a secagem da sonda de ignição após uma ignição. Convém que o tipo e a localização da válvula de bloqueio sejam especificada para o projeto do equipamento completo.


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ABNT/CB-003 PROJETO ABNT IEC/TS 60079-32-1 NOV 2019 Dimensões em milímetros ∅40 ± 5


∅20 ± 5 1

2 35 ± 5

3

4

5

6

7

100 ± 5

5

8 9

∅70 ± 5

Legenda 1

eletrodo de descarga

5

rede ou peneira fina (por exemplo, cobre)

2

camisa de proteção ajustável feita de mate-rial isolante (por exemplo policarbonato ou acrílico)

6

malhas (por exemplo de vidro ou porcelana), diâmetro de 1 – 2 mm (nominal).

3

cilindro de material isolante (por exemplo policarbonato ou acrílico)

7

conexão rígida de aterramento

4

placa de metal perfurada (espessura nominal de 2 mm)

8

conector de aterramento

9

ponto de entrada de gás inflamável

Figura G.4 – Sonda de ignição

196/206



ABNT/CB-003 PROJETO ABNT IEC/TS 60079-32-1 NOV 2019 Dimensões em milímetros

1

2

3 20 ± 1

35 ± 1

50 ± 1

Legenda 1

furos com diâmetro de (5 ± 1) mm

2

furo de montagem para o eletrodo de descarga

3

parafuso para fixação da placa ao corpo da sonda de ignição

Figura G.5 – Placa perfurada da sonda de ignição

G.11.3 Procedimento Ensaios de ignição são executados pela aproximação da sonda de ignição da amostra de ensaio carregada eletrostaticamente, com uma mistura de gás inflamável fluindo através da sonda. Convém que o mesmo procedimento de ensaio como descrito em G.10.4, os 2 a 16, seja executado, com exceção de que a quantidade de sequência de ensaios recomendada seja pelo menos dobrada para compensar dispersões estatísticas.

G.11.4 Critério de aceitação Convém que qualquer ignição que ocorra seja descrita como uma falha do produto sob ensaio para o grupo de gás representado pela mistura específica de gás. O carregamento eletrostático gerado por efeito corona e o toque com uma luva de couro são processos que geram fortes cargas eletrostáticas, quando comparados com uma máquina atrito mecânico, carregamento de elétrons na proximidade de ionizadores, equipamentos com névoa eletrostática ou carregamento por movimentações de líquidos ou poeiras.

G.11.5 Relatório de ensaios Convém que o relatório de ensaio inclua pelo menos as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, NÃO TEM VALOR NORMATIVO

197/206


—— temperatura e umidade relativa, —— descrição e identificação da amostra, —— tipo de tecidos utilizados,


—— tensão por efeito corona, —— resultados dos ensaios de ignição, —— número de não ignições obtidas, —— ignição foi obtida com a amostra de referência, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente bem como da próxima calibração, —— número desta Norma.

G.12 Medição do decaimento da carga eletrostática G.12.1 Generalidades Uma outra possibilidade para avaliar o carregamento eletrostático de um material, e um que é preferível para o ensaio de peças de vestuário, é a medição do decaimento da carga eletrostática, de acordo com a IEC 61340-2-1. NOTA Na Europa, o método descrito na EN 1149-3 é utilizado para a determinação do decaimento da carga eletrostática em vestimentas de proteção.

G.12.2 Princípio O material é carregado por efeito corona e o decaimento de sua tensão de superfície equivalente, medida com um medidor de campo elétrico, é registrada entre um determinado intervalo de tensão.

G.12.3 Equipamentos Um exemplo de equipamentos é indicado na Figura G.6. Convém que a abertura do equipamento de ensaio para a deposição e medição do carregamento eletrostático possua um diâmetro de 50 mm ou uma área equivalente. Todos os pontos de aplicação do efeito corona são montados em um círculo com 10 mm de diâmetro, instalados sobre uma placa móvel posicionada a 10 mm acima do centro da abertura para ensaio. A abertura do sensor do medidor de campo elétrico necessita estar posicionado a 25 mm acima do centro da área de ensaio. Quando a placa com os pontos de aplicação do efeito corona é movida totalmente para fora, é recomendado que a área de ensaio esteja localizada no plano da abertura do sensor do medidor de campo. Convém que o medidor de campo elétrico seja do tipo field mil, capaz de medir a tensão da superfície com precisão de 5 V para tensões até abaixo de 40 V, com tempo de resposta de (10 % a 90 %) abaixo de 10 ms. É recomendado que a estabilidade de zero permita medições da tensão de superfície com esta precisão sobre o maior tempo de decaimento a ser medido. Convém que qualquer ionização residual na câmara de medição seja menor que 10 V, que pode ser avaliada com vestimentas totalmente condutivas. 198/206




Convém que o medidor de campo elétrico seja conectado a um computador pessoal ou a um osciloscópio para registrar o decaimento da carga eletrostática. NOTA Mais detalhes sobre este procedimento de medição bem como desenhos para o equipamento necessário podem ser encontrados na IEC 61340-2-1. Dimensões em milímetros

Legenda 1

pontos de aplicação de efeito corona com 10 mm de diâmetro

2

abertura para o sensor de medidor de campo elétrico

3

placa móvel: – placa isolante: para a montagem dos pontos de aplicação de efeito corona (resistência para a terra > 1014 Ω) – superfície superior aterrada: para a proteção do medidor de campo elétrico

4

invólucro aterrado

5

amostra para ensaio

6

e de apoio com abertura na proteção

NOTA

As dimensões são nominais.

Figura G.6 – Exemplo de um arranjo para medição de decaimento de carga eletrostática

G.12.4 Amostra de ensaio A amostra de ensaio é tipicamente um material de uma peça de vestuário de pelo menos 60 mm de diâmetro. Remover qualquer poeira depositada por meio de um leve escovamento ou sopragem com NÃO TEM VALOR NORMATIVO

199/206


ar limpo. Uma limpeza pode ser feita somente se isto for de comum acordo. Entretanto, não ensaiar partes obviamente contaminadas.


Convém que o ambiente para o condicionamento e ensaio seja de (23 ± 2) °C e (25 ± 5) % de umidade relativa. É recomendado que o tempo de condicionamento antes do ensaio seja de pelo menos 48 h, ou de outra forma acordado.

G.12.5 Procedimento O procedimento de ensaio é o seguinte: a) Fixar a peça de vestuário no equipamento. b) Mover a placa central de forma que os pontos de aplicação do efeito corona estejam efetivamente posicionados e que o medidor de campo elétrico esteja protegido. c) Aplicar de 5 kV a 10 kV com polaridade negativa sobre os pontos do efeito corona durante (1 ± 0,5) s. d) Remover a placa central de forma que o medidor de campo elétrico possa medir a superfície equivalente potencial da sonda. e) Medir o decaimento de carga eletrostática a partir da tensão inicial até o nível mínimo de tensão acordado. f)

Repetir as etapas b) a e) duas vezes sobre diferentes locais da peça.

g) Repetir as etapas a) a f) com polaridade positiva.

G.12.6 Critério de aceitação

O tempo de decaimento aceitável depende do processo de carregamento eletrostático envolvido na aplicação. Para processos manuais, onde o carregamento é dependente da atividade humana, um tempo de decaimento de 1 000 V para 100 V em torno de 1 s a 2 s é geralmente aceitável. Quando os carregamentos eletrostáticos são maiores, tempos de decaimento mais curtos podem ser requeridos.

G.12.7 Relatório de ensaios Convém que o relatório de ensaio inclua pelo menos as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, —— temperatura e umidade relativa, —— descrição e identificação da amostra, —— resultados dos ensaios, —— tipo de materiais das vestimentas de proteção utilizados, —— tensão de efeito corona aplicada, 200/206


—— tempo de carregamento eletrostático, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente bem como da próxima calibração, —— número desta Norma.

G.13 Tensão de ruptura G.13.1 Generalidades Convém que a tensão de ruptura elétrica seja medida de acordo com o ensaio de tempo curto (elevação rápida) indicado na IEC 60243-1, com os requisitos adicionais da IEC 60243-2 para ensaios com c.c.

G.13.2 Princípio A amostra de ensaio é colocada entre dois eletrodos metálicos. Uma tensão contínua (V c.c.) é aplicada e aumentada até que ocorra a ruptura elétrica.

G.13.3 Equipamentos Em casos de placas, discos e lâminas, a amostra é colocada entre dois cilindros metálicos. De acordo com a IEC 60243-1, o primeiro cilindro possui diâmetro de (25 ± 1) mm e altura de (25 ± 1) mm, pressionado com uma massa de 1 kg sobre a amostra, e o segundo cilindro possui um diâmetro de (75 ± 1) mm e altura de (10 ± 1) mm (Figura G.7). Convém que os cantos das extremidades dos cilíndricos metálicos sejam arredondados com um raio (3 ± 0,2) mm para permitir descargas por efeito corona. No caso de pequenas mangueiras, convém que os eletrodos possuam uma haste de metal em contato permanente com o interior da mangueira e uma fita metálica na parte externa da amostra. Dimensões em milímetros ∅ 25 ∅6

R3

≈ 25

Metal

R3

≈ 15 5



R3 R3

∅ 75

e do eletrodo

Figura G.7 – Eletrodos para a medição de tensão de ruptura de lâminas NÃO TEM VALOR NORMATIVO

201/206


Os eletrodos são conectados a um gerador de alta-tensão c.c. com telas para a indicação de tensão e corrente calibradas. Para os objetivos das cargas eletrostáticas normais, uma tensão máxima de 20 kV é suficiente. Entretanto, em caso de ensaios de tubos, é necessária uma tensão de 120 kV.


G.13.4 Procedimento de ensaio O procedimento de ensaio é o seguinte: a) Acondicionar as amostras a (23 ± 2) °C e (25 ± 5) % de umidade relativa, exceto quando outras condições tiverem sido acordadas. b) Colocar uma amostra entre os eletrodos nas mesmas condições ambientais. c) Aplicar uma tensão contínua (V c.c.) entre os eletrodos e lentamente elevar esta tensão a partir de 0 V em uma taxa de 100 V/s. d) Monitorar a corrente medida durante este procedimento. e) Parar o ensaio e registrar o valor da tensão seja devido um rápido aumento de corrente, frequentemente acompanhado da ocorrência de um som de “tiro” (ruptura) e fumaça, ou ter atingido o valor-limite superior de corrente de comum acordo. f)

Se a corrente de saída da fonte de tensão contínua (V c.c.) alcançar 1 mA antes que a tensão do eletrodo alcançar 4 kV (6 kV em caso de tecidos), convém que o material sob ensaio seja considerado como possuindo uma baixa tensão de ruptura.

NOTA Mais detalhes sobre este procedimento de ensaio podem ser encontrados nas IEC 60243-1 e IEC 60243-2.

G.13.5 Critério de aceitação A tensão máxima permitida depende das zonas de classificação de áreas e são indicados em 6.3.4.2 e 9.6.1

G.13.6 Relatório de ensaios Convém que o relatório de ensaio inclua pelo menos as seguintes informações: —— nome do laboratório de medição, —— data da medição, —— temperatura e umidade relativa, —— descrição e identificação da amostra, —— tensão de ruptura mediana ou limite para atingir 1 mA, o que for aplicável, —— identificação da instrumentação utilizada, —— data da calibração mais recente bem como da próxima calibração, —— número desta Norma. 202/206




Bibliografia [1] IEC 60243-1, Electrical strength of insulating materials – Test methods – Part 1: Tests at power frequencies [2] IEC 60243-2, Electric strength of insulating materials – Test methods – Part 2: Additional requirements for tests using direct voltage [3] IEC 60247, Insulating liquids – Measurement of relative permittivity, dielectric dissipation factor (tan d) and d.c. resistivity [4] ABNT NBR IEC 61241-2-3, Aparelhagem elétrica para utilização em presença de poeira combustível Parte 2: Métodos de ensaio – Seção 3: Método para determinação da energia mínima de ignição de misturas de poeira com o ar [5] IEC/TS 61241-2-2, Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust – Part 2: Test methods – Section 2: Method for determining the electrical resistivity of dust in layers NOTA BRASILEIRA A ABNT NBR IEC 61241-2-3 e a IEC/TS 61241-2-2 foram canceladas e substituídas pela ABNT NBR ISO/IEC 80079-20-2, publicada em 17.05.2018.

[6] IEC 61340-2-1, Electrostatics – Part 2-1: Measurement methods – Ability of materials and products to dissipate static electric charge [7] IEC 61340-4-5, Electrostatics – Part 4-5: Standard test methods for specific applications – Methods for characterizing the electrostatic protection of footwear and flooring in combination with a person [8] IEC 61340-4-7, Electrostatics – Part 4-7: Standard test methods for specific applications – Ionization [9] IEC/TR 61340-1, Electrostatics – Part 1: Electrostatic phenomena – Principles and measurements [10] ISO 1813, Belt drives – V-ribbed belts, ed V-belts and V-belts including wide section belts and hexagonal belts – Electrical conductivity of antistatic belts: Characteristics and methods of test [11] ISO 8028, Rubber and/or plastics hoses and hose assemblies for airless paint spraying – Specification [12] ISO 8330, Rubber and plastics hoses and hose assemblies – Vocabulary [13] ISO 10965, Textile floor coverings – determination of electrical resistance [14] ABNT NBR ISO 13688, Vestimentas de proteção – Requisitos gerais [15] ISO 20344, Personal protective equipment – Test methods for footwear [16] ISO 20345, Personal protective equipment – Safety footwear [17] API/IP RP 1540, Design, Construction, Operation and Maintenance of Aviation Fuelling Facilities NÃO TEM VALOR NORMATIVO

203/206


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[20] DIN 54345-5, Testing of textiles; electrostatic behavior; determination of electrical resistance of strips of textile fabrics [21] EC Directive 89/686/EEC, Personal Protective Equipment [22] EC Directive 99/92/EC, Minimum requirements for improving the safety and health protection of workers potentially at risk from explosive atmospheres [23] EN 1149-1, Protecting clothes – Electrostatic properties – Part 1: Test method for measuring the surface resistivity [24] EN 1149-2, Protecting clothes – Electrostatic properties – Part 2: Test method for measuring the volume resistivity [25] EN 13821, Potentially explosive atmospheres – Explosion prevention and protection – Determination of minimum ignition energy of dust/air mixtures [26] EN 50050, Electrical apparatus for potentially explosive atmospheres – Electrostatic hand-held spraying equipment [27] EN 50059, Specification for electrostatic hand-held spraying equipment for non-flammable material for painting and finishing [28] EN 50176, Automatic electrostatic spraying installations for flammable liquid spraying material [29] EN 50177, Automatic electrostatic spraying installations for flammable coating powder [30] EN 50223, Automatic electrostatic spraying installations for flammable flock material [31] NFPA 69, Standard on explosion prevention systems [32] NFPA 484, Standard for combustible metal [33] TRBS 215310, Avoidance of ignition hazards due to static electricity. Editor: Berufsgenossenschaft der Chemischen Industrie, Heidelberg, (available in German only) [34] BIA-Report 12/97: Burning and explosion characteristics of dusts, 1997 (in German language only). Editor: Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften e.V., St. Augustin, . [35] G. L. Hearn, Electrostatic ignition hazards arising from fuel flow in plastic pipelines, J. Loss Prevention, 15, (2002), 105-109.

10

Este documento substituiu o BGR 132:2004 e ZH1/200:1989.

204/206




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