PANELES DE CONTROL DIGITAL A PRUEBA DE EXPLOSIONES
En las industrias actuales, los paneles de control digital encuentran una amplia gama de aplicaciones. Como controladores de sistemas en entornos industriales, son responsables de controlar y regular el funcionamiento de diversos equipos y dispositivos. Además de mejorar la eficiencia, la flexibilidad y la confiabilidad de los dispositivos en funcionamiento, los paneles como los paneles de control de temperatura permiten a los ingenieros y técnicos monitorear fácilmente el calor y otros parámetros, como la presión, el voltaje, etc.
En entornos potencialmente peligrosos, se utilizan paneles de control especialmente diseñados para reducir el riesgo de explosión. Existen
varios estándares y pautas que se utilizan en el diseño y la fabricación de paneles de control a prueba de explosión. -Para comenzar, la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA, por sus siglas en inglés) proporciona un conjunto de pautas que deben cumplirse al diseñar cajas para aplicaciones industriales.
En Norteamérica, el Código Eléctrico Nacional (NEC) define las normas que deben seguirse para garantizar una instalación segura de los equipos y el cableado eléctrico. Atmosphères Explosives (ATEX) proporciona normas que describen el uso de equipos en atmósferas explosivas. Además, existen varias agencias que prueban los equipos para asegurarse de que cumplen con las normas aplicables. Los equipos de prueba de Underwriters Laboratories (UL) y Factory Mutual (FM) emiten certificaciones de cumplimiento. Aunque la lista de organismos y agencias que definen las normas es prácticamente infinita, las reglas y pautas que proporcionan son similares en muchos aspectos.
Mecanismos de protección
En entornos industriales propensos a explosiones, como los peligrosos entornos del petróleo y el gas, las fuentes de ignición pueden desencadenar fácilmente la combustión de sustancias inflamables como vapores, gases, polvos, etc. Dichas fuentes de ignición incluyen arcos eléctricos, superficies calientes, chispas de termita, llamas, radiación electromagnética, depósitos ardientes y chispas electrostáticas. Para evitar la explosión de estas fuentes de ignición, se utilizan diferentes mecanismos de protección.
Se utilizan varios conceptos de protección al diseñar paneles de control para entornos industriales peligrosos. La capa de protección a prueba de explosiones es uno de los mecanismos ampliamente utilizados. Este mecanismo emplea cajas especialmente diseñadas para contener paneles de control digital. Para paneles grandes, el método de purga y presurización se utiliza para aislarlos del entorno peligroso. La tercera capa de protección, la seguridad intrínseca, funciona limitando la energía para garantizar que no se produzca la ignición. Este mecanismo de protección asegura que los componentes de cualquier panel sean incapaces de producir suficiente energía para provocar la combustión de gases inflamables.
Diseño y fabricación de paneles de control a prueba de explosiones
Una caja a prueba de explosiones debe ser capaz de contener la sobrepresión inicial resultante de la ignición interna. En segundo lugar, la caja debe haber diseñado cuidadosamente rutas de llama para permitir que el gas expandido escape. Además de cumplir con estas condiciones, se espera que un diseño a prueba de explosiones produzca una temperatura por debajo de lo que es capaz de incendiar gas y polvo en el entorno circundante. Esto significa que la temperatura de funcionamiento de los paneles de control a prueba de explosiones debe ser inferior a la temperatura mínima requerida para que se produzca la ignición de gases combustibles en el entorno.
¿Cómo evita un diseño a prueba de explosiones que ocurra una explosión? La presencia de series de espacios cuidadosamente calculados en un recinto proporciona gas expansible con una ruta de escape. A medida que el gas expandido escapa de la caja al entorno externo, se enfría y pierde la mayor parte de su energía. El proceso de enfriamiento hace que sea incapaz de causar una explosión, lo que garantiza que las instalaciones sean seguras.
La mayoría de las cajas a prueba de explosiones están fabricadas con metal fundido, acero forjado, acero inoxidable, aluminio fundido o fibra de vidrio. Se espera que cada caja resista una presión hidrostática que sea al menos dos veces la presión de explosión máxima. Este parámetro, junto con los requisitos de ruta de llama, varía de una división/área de protección a otra. Las cajas están diseñadas para cumplir con las especificaciones NEMA 7, 8, 9 o 10 en función de su entorno de aplicación.
Los paneles de control a prueba de explosiones encuentran aplicaciones en industrias que tienen requisitos de seguridad exigentes. Son ampliamente utilizados en las industrias del petróleo y el gas, industrias de aguas residuales, industrias manufactureras y otras industrias de procesamiento. En todos estos casos, las cajas pueden diferir en diseño dependiendo de las especificaciones de NEMA que estén diseñados para cumplir.
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