Mejora de la seguridad y el control de procesos en entornos de polvo combustible con certificación EX Rheonics Densímetros y viscosímetros

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Tabla de Contenido

• 1. El desafío generalizado del polvo combustible: garantizar la seguridad mediante la monitorización certificada de procesos
• 2. Navegación por las clasificaciones de áreas peligrosas para polvo combustible: marcos ATEX e IECEx
• 2.1. Definición de zonas de polvo (ATEX e IECEx)
• 2.2. Comprensión de los grupos de polvo (ATEX/IECEx)
• 2.3. Niveles de protección de equipos (EPL) para polvo (IECEx) y categorías (ATEX)
• 2.4. Clasificaciones de clase de temperatura (T) y temperatura máxima de superficie para polvo
• 3. Seguridad intrínseca (Ex i): una estrategia de protección de primer nivel para entornos con mucho polvo
• 3.1. Niveles de seguridad intrínseca (ia, ib, ic)
• 3.2. Ventajas de utilizar equipos con certificación IS en áreas peligrosas con polvo
• 4. Rheonics SRD y SRV: sensores de densidad y viscosidad intrínsecamente seguros con certificación robusta para polvo
• 5. Transformación del control de procesos en industrias con riesgo de polvo: aplicaciones de Rheonics Sensores con certificación EX
• 6. Tabla de referencia: Rheonics Adecuación del sensor en aplicaciones con polvo combustible
• 7. Consideraciones de instalación y funcionamiento para sensores con certificación EX
• Requisitos del sistema de seguridad intrínseca
• 8. Conclusión: Promoción de la seguridad y la excelencia operativa en entornos polvorientos con Rheonics Sensores certificados
• 9. Referencia
• 10. Descargo de responsabilidad

El riesgo de explosiones de polvo es una preocupación importante en muchas industrias. Las partículas finas, o polvo, provenientes de materiales como granos, azúcar, madera, productos químicos y metales, pueden convertirse en una potente fuente de combustible cuando se encuentran suspendidas en el aire en la concentración adecuada y se exponen a una fuente de ignición. Para que se produzca una explosión de polvo, deben darse cinco condiciones: combustible (polvo combustible), oxígeno, confinamiento (en un recipiente o edificio), dispersión (una nube de polvo) y una fuente de ignición. Una explosión de polvo puede provocar aumentos rápidos de presión, daños catastróficos en las instalaciones y graves riesgos para el personal. Por lo tanto, el uso de equipos certificados que eliminen o controlen las posibles fuentes de ignición es fundamental para la seguridad industrial.

En este contexto, la monitorización precisa y en tiempo real de parámetros del proceso como densidad y viscosidad Desempeña un papel crucial. Estos parámetros son indicadores fundamentales de la consistencia, concentración y fluidez de un material. La monitorización continua en línea proporciona datos inmediatos, lo que ayuda a los operadores a optimizar los procesos, garantizar la calidad del producto y reducir el desperdicio. El muestreo manual, en cambio, puede ser lento para detectar desviaciones y puede conllevar riesgos o imprecisiones.

Más allá de la optimización de procesos y el control de calidad, los datos de densidad y viscosidad pueden proporcionar una capa adicional de información sobre seguridad. Por ejemplo, en la manipulación de granos, los cambios en la densidad del material pueden correlacionarse con cambios en el contenido de humedad. Se sabe que los niveles de humedad influyen en la generación de polvo y su explosividad. De igual manera, en los procesos basados ​​en lodos, las desviaciones en la densidad o la viscosidad pueden indicar problemas como la sedimentación de partículas o bloqueos. Si no se abordan, estas condiciones podrían provocar una acumulación anormal de polvo o interrupciones operativas, lo que indirectamente aumenta el riesgo general de la planta. Al utilizar sensores con certificación de seguridad para monitorear estas variables, los operadores no solo garantizan que el sensor en sí no represente un peligro de ignición, sino que también reciben una alerta temprana sobre condiciones que podrían contribuir a un riesgo más amplio de explosión de polvo, lo que permite una intervención proactiva.

Rheonics Ofrecemos densímetros de proceso en línea (SRD) y viscosímetros (SRV) diseñados para estos exigentes entornos industriales. Una característica clave de estos sensores es su certificación EX, que incluye aprobaciones para su uso en áreas con presencia de polvos combustibles. Esto garantiza su integración segura en los procesos sin convertirse en una fuente de ignición.

Para garantizar el uso seguro de equipos en atmósferas potencialmente explosivas, se han establecido marcos regulatorios y de certificación integrales. Dos de los más reconocidos son la Directiva ATEX en Europa y el Sistema IECEx a nivel internacional. Ambos marcos están diseñados para armonizar las normas de seguridad y garantizar que los equipos destinados a áreas peligrosas cumplan con estrictos requisitos de seguridad.

La Directiva ATEX consta de dos partes principales: la Directiva 1999/92/CE (también conocida como ATEX 137), que describe las obligaciones de los empleadores para proteger a los trabajadores de los riesgos de las atmósferas explosivas, incluyendo la clasificación de las zonas peligrosas; y la Directiva 2014/34/UE (también conocida como ATEX 114), que especifica los requisitos esenciales de salud y seguridad y los procedimientos de evaluación de la conformidad para los equipos y sistemas de protección destinados a utilizarse en estas zonas. El Sistema IECEx proporciona un sistema internacional para la certificación de equipos, facilitando el comercio global al garantizar el cumplimiento de las normas IEC.

Para entornos con riesgos de polvo combustible, tanto ATEX como IECEx definen zonas según la frecuencia y duración de la presencia de una mezcla explosiva de polvo y aire:

• Zona-20Área donde una atmósfera explosiva en forma de nube de polvo combustible en el aire está presente de forma continua, prolongada o frecuente. Esta zona exige el máximo nivel de protección de equipos (ATEX Categoría 1D / IECEx EPL Da).
• Zona-21Área donde es probable que se produzca ocasionalmente una atmósfera explosiva en forma de nube de polvo combustible en el aire durante el funcionamiento normal. Esto requiere equipo ATEX Categoría 2D / IECEx EPL Db.
• Zona-22Área donde no es probable que se produzca una atmósfera explosiva en forma de nube de polvo combustible en el aire durante el funcionamiento normal, pero, de producirse, persistirá solo durante un breve periodo. Los equipos ATEX Categoría 3D / IECEx EPL DC son adecuados para esta zona.

• Grupo IIIA:Partículas volantes inflamables (partículas más grandes, que normalmente no requieren el mismo nivel de protección que los polvos más finos).
• Grupo IIIBPolvos no conductores. Este grupo incluye una amplia gama de polvos industriales comunes, como harina, cereales, azúcar, madera, la mayoría de los plásticos y numerosos polvos químicos no metálicos.
• Grupo IIICPolvos conductores. Este grupo incluye materiales como polvos metálicos (p. ej., aluminio, magnesio), polvo de carbón y negro de humo. Los polvos conductores representan un peligro adicional, ya que pueden causar cortocircuitos o crear vías conductoras, lo que podría provocar ignición. Para contextualizar, el sistema norteamericano clasifica los polvos explosivos en la Clase II: el Grupo E para polvos metálicos, el Grupo F para polvos carbonosos (como carbón vegetal) y el Grupo G para otros polvos como harina, granos y plásticos.

El nivel de protección que ofrece el equipo está designado por las EPL según IECEx y las categorías según ATEX:

Un aspecto crucial de la certificación de áreas peligrosas es garantizar que la temperatura superficial máxima de cualquier equipo se mantenga de forma segura por debajo de la temperatura de autoignición de la atmósfera explosiva circundante. En el caso de polvos combustibles, esto es especialmente delicado. La temperatura de ignición de una capa de polvo puede ser significativamente inferior a la de una nube de polvo. El polvo puede acumularse en el equipo, formando capas aislantes que pueden arder o inflamarse a temperaturas inferiores a las de una nube dispersa. Por lo tanto, los equipos destinados a áreas polvorientas deben clasificarse con base en una temperatura superficial máxima que sea segura tanto para la ignición de la nube como de la capa, siendo la temperatura de ignición de la capa a menudo el valor más restrictivo.

En lugar de las clases T1-T6 comúnmente utilizadas para gases, las certificaciones de polvo suelen especificar directamente la temperatura máxima de la superficie, como Tmáx. 85 °C o Tmáx. 135 °C. Esta marca de temperatura explícita es crucial para que los usuarios adapten correctamente el equipo a las características específicas de ignición del polvo presente en sus instalaciones. La certificación para Rheonics Los sensores, por ejemplo, incluyen un rango de temperaturas superficiales máximas específicas (p. ej., T85 °C, T100 °C, etc., como parte del marcado «Ex ia IIIC T… Da»). Esto indica que la selección debe realizarse cuidadosamente en función de las propiedades del polvo presente y las condiciones ambientales de funcionamiento. Esto garantiza que la superficie del sensor no se convierta en una fuente de ignición para las capas de polvo acumuladas.

La Seguridad Intrínseca (SI), o «Ex i», es una técnica de protección aplicada a equipos y cableado eléctrico en áreas peligrosas. Su principio fundamental es limitar la energía eléctrica y térmica disponible dentro del equipo y su cableado a un nivel inferior al que pueda causar la ignición de una mezcla atmosférica peligrosa específica, ya sea gas, vapor o polvo combustible.

Esta limitación de energía se implementa mediante barreras Zener, instaladas en una zona no peligrosa (segura) o dentro de un recinto certificado. Estas barreras incluyen componentes como diodos Zener para restringir el voltaje, resistencias para limitar la corriente y fusibles para proteger los elementos del circuito. Rheonics sensores, el transmisor debe colocarse fuera de la zona peligrosa, mientras que la sonda puede instalarse en la zona 0/zona 20.

La seguridad intrínseca se clasifica en tres niveles, que indican la integridad de la seguridad mantenida en condiciones de falla:

La aplicación de la seguridad intrínseca ofrece varios beneficios importantes, especialmente en entornos cargados de polvo combustible:

La eficacia de un sistema de seguridad intrínseca depende del diseño y la instalación correctos de todo el “circuito IS”, que incluye el aparato intrínsecamente seguro en el área peligrosa (por ejemplo, el Rheonics sensor), el aparato asociado (barrera) en la zona segura y el cableado de interconexión. Los parámetros del cable (como su capacitancia e inductancia máximas) y las características del sensor y la barrera deben ser compatibles y estar dentro de los límites especificados en la documentación de certificación. Manuales – Rheonics

Rheonics Ofrece una gama de sensores de proceso en línea, incluyendo el SRD (Densímetro y Viscosímetro Simultáneos) y el SRV (Viscosímetro en Línea), diseñados para aplicaciones industriales exigentes, incluyendo aquellas con riesgo de polvo combustible. Estos sensores utilizan una tecnología patentada de resonador torsional balanceado. El SRD mide la densidad del fluido basándose en el cambio en la frecuencia natural del resonador, mientras que tanto el SRD como el SRV determinan la viscosidad midiendo el efecto de amortiguación que el fluido ejerce sobre el elemento resonante.

Características clave de Rheonics Los sensores SRD y SRV incluyen una construcción totalmente metálica (con opciones de acero inoxidable 316L o Hastelloy C22 para las piezas en contacto con el fluido), diseños herméticos sin elastómeros y una insensibilidad inherente a la orientación de montaje y las vibraciones. También incorporan medición de temperatura del fluido, lo que proporciona datos completos para el control de procesos.

En áreas con peligro de polvo (zonas 20, 21 o 22), Esto se vuelve particularmente importante porque la clasificación de temperatura de superficie certificada del sensor está directamente vinculada a su rango operativo definido.Si el sensor se utiliza fuera de sus límites especificados, puede superar su temperatura superficial permitida y representar un riesgo de ignición para el polvo combustible en la atmósfera circundante.

Por lo tanto, si bien el enfoque principal es seleccionar un sensor que funcione dentro de las condiciones reales del proceso, esto también garantiza que el sensor mantenga su clasificación certificada de temperatura superficial. Siempre consulte Rheonics documentación para confirmar la compatibilidad con las condiciones de temperatura y las propiedades de ignición del polvo presente en su instalación.

Rheonics Los sensores SRD y SRV, con certificación EX, son ideales para una amplia gama de aplicaciones en industrias donde el polvo combustible representa un riesgo significativo. Su capacidad para proporcionar datos de densidad y/o viscosidad en línea y en tiempo real permite un mejor control del proceso, una mejor calidad del producto, mayor eficiencia y, fundamentalmente, operaciones más seguras.

Solicitud SRD/SRV:

Solicitud SRD/SRV:

Solicitud SRD/SRV:

Solicitud SRD/SRV:

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Solicitud SRD/SRV:

Solicitud SRD/SRV:

Solicitud SRD/SRV:

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La siguiente tabla proporciona una descripción general consolidada de la idoneidad de Rheonics Sensores SRD (densímetro y viscosímetro en línea) y SRV (viscosímetro en línea) con certificación EX para aplicaciones clave en entornos con polvo combustible. Esta tabla sirve como guía de referencia rápida para ingenieros y profesionales de la seguridad.

Tabla de referencia: Idoneidad de Rheonics Sensores certificados SRD y SRV EX para aplicaciones en entornos con polvo combustible

Segmento de la industria	Aplicación/proceso específico	Tipos y características comunes de polvo combustible	Grupo de polvo típico (ATEX/IECEx)	Zona peligrosa típica (ATEX/IECEx)	Recomendado Rheonics Sensor	Parámetros clave del proceso monitoreados	Notas sobre beneficios y idoneidad para Rheonics Sensor	Pertinente Rheonics Aspecto de certificación de polvo
Alimentación y agricultura	Molienda de harina - Acondicionamiento de granos y mezcla de masa	Harina de trigo, almidón de maíz - fino, orgánico	IIIB	Zona 20, 21, 22	SRD, SRV	Inferencia de densidad, viscosidad, temperatura y humedad	Optimice la humedad para la molienda mediante la densidad; controle la viscosidad de la masa para lograr consistencia. Diseño higiénico disponible. Seguro para presencia continua de polvo.	Ex ia IIIC T135∘C Da (ejemplo, verificar T específico según la aplicación)
	Refinación de azúcar: cristalización y concentración de jarabe	Polvo de azúcar - fino, orgánico	IIIB	Zona 20, 21	SRD	Densidad, concentración (Brix), viscosidad	Monitorea el crecimiento de cristales y controla la concentración de jarabe. Diseño higiénico. Seguro en zonas con mucho polvo.	Ex ia IIIC T100∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
	Producción de leche en polvo: secado por aspersión y manipulación del polvo	Leche en polvo - fina, orgánica	IIIB	Zona 20, 21	SRD	Densidad, viscosidad (del concentrado)	Control de la alimentación de concentrado al secador; monitorización de la densidad aparente del polvo. Higiénico. Seguro para polvo explosivo.	Ex ia IIIC T135∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
Farmacéuticos	Mezcla y granulación de polvos	API, excipientes (lactosa, almidón): finos y potentes	IIIB (potencialmente IIIC para algunos excipientes)	Zona 20, 21	SRD, SRV	Densidad, viscosidad, homogeneidad de la mezcla	Garantiza la uniformidad de la mezcla mediante la densidad; controla la viscosidad del líquido de granulación. IS para una limpieza fácil. Máxima seguridad para polvos potentes.	Ex ia IIIC T85∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
	Recubrimiento de tabletas	Polímeros de recubrimiento, pigmentos - finos	IIIB	Zona 21, 22	SRV	Viscosidad, Temperatura	Mantenga una viscosidad constante de la solución de recubrimiento para lograr un aumento de peso y una apariencia uniformes de la tableta.	Ex ia IIIC T85∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
Tratamiento de Productos Químicos	Producción y manipulación de polvo de polímero	Polvos de polietileno y polipropileno - finos	IIIB	Zona 20, 21	SRD	Densidad aparente, propiedades de flujo (inferidas)	Monitoree la densidad del polvo para verificar su consistencia y compactación. Seguro para polvos de polímeros inflamables.	Ex ia IIIC T135∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
	Manejo del negro de carbón	Negro de carbón: muy fino, conductor	IIIC	Zona 20, 21	SRD	Densidad de la suspensión, densidad aparente	Monitorizar la densidad en producción y manipulación. Clasificación IIIC esencial para polvo conductor.	Ex ia IIIC T200∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
Minería y minerales	Transporte y preparación de lodos de carbón	Polvo de carbón: fino, conductor y abrasivo.	IIIC	Zona 20, 21	SRD	Densidad de la suspensión, contenido de sólidos, viscosidad	Optimice la densidad de la pulpa para el bombeo; supervise la seguridad. Resistente a abrasivos. Esencial IIIC y Da para carbón.	Ex ia IIIC T135∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
	Procesamiento de minerales metálicos (por ejemplo, circuitos de molienda)	Minerales de sulfuro metálico: finos, potencialmente conductores y abrasivos.	IIIC / IIIB	Zona 21, 22	SRD	Densidad de la suspensión, contenido de sólidos	Control de densidad del circuito de molienda para mayor eficiencia. Robusto. IIIC si es conductor.	Ex ia IIIC T200∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
Producción de alimentos para animales	Acondicionamiento del puré para peletización	Polvos de cereales, harinas proteicas - orgánicas	IIIB	Zona 21, 22	SRV, SRD	Viscosidad, densidad, humedad (inferida)	Optimice la viscosidad/densidad del puré controlando el vapor y la humedad para obtener pellets duraderos.	Ex ia IIIC T100∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
Procesamiento de madera y papel	Extracción de polvo de madera y almacenamiento en silos	Polvo de madera, aserrín - orgánico	IIIB	Zona 20, 21	SRD (para densidad/humedad del chip)	Densidad aparente, humedad (inferida)	Monitoree la densidad de virutas para la alimentación del digestor. Seguro para polvo de madera altamente inflamable.	Ex ia IIIC T135∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
	Preparación de pasta de papel	Fibras de celulosa - orgánicas	IIIA / IIIB	Zona 21, 22	SRD	Consistencia de la pulpa (densidad)	Controlar la consistencia de la pulpa para la alimentación de la máquina de papel.	Ex ia IIIC T100∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
Polvos metálicos y fabricación aditiva	Manipulación y tamizado de polvo de aluminio y titanio	Polvos de aluminio y titanio: muy finos y altamente conductores.	IIIC	Zona 20, 21	SRD, SRV (para lodos)	Densidad aparente, viscosidad/densidad de la suspensión	Seguridad crítica para la manipulación de polvos metálicos altamente explosivos. Requisitos esenciales de EPL e IIIC.	Ex ia IIIC T200∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
Pinturas y Recubrimientos	Fabricación de recubrimientos en polvo (molienda/mezcla)	Resinas poliméricas, pigmentos orgánicos	IIIB	Zona 20, 21	SRD (para densidad de mezcla), SRV (para precursores líquidos)	Densidad, viscosidad	Garantiza la homogeneidad de la mezcla; controla la viscosidad del precursor. Seguro para la producción de pintura en polvo.	Ex ia IIIC T135∘C Da (ejemplo, verificar T específico)
Fabricación de fertilizantes	Producción de fertilizantes granulares (secado/recubrimiento)	Polvos de nitrato de amonio, urea y potasa (orgánicos/inorgánicos)	IIIB	Zona 21, 22	SRD, SRV (para fundidos/lodos)	Densidad, viscosidad, humedad (inferida)	Controlar la viscosidad de la suspensión/fusión para la granulación; monitorear la densidad aparente de los gránulos.	Ex ia IIIC T135∘C Da (ejemplo, verificar T específico)

Nota: El valor Tmax específico (p. ej., T85 °C, T100 °C, T135 °C, T200 °C, T285 °C, T485 °C) de la certificación del sensor debe elegirse en función de la temperatura de ignición real del polvo específico y las temperaturas ambiente/de proceso máximas. Consulte Rheonics Documentación para una selección precisa.

El uso seguro y eficaz de cualquier equipo certificado EX, incluido Rheonics Los sensores SRD y SRV dependen de una correcta instalación, funcionamiento y mantenimiento en estricta conformidad con las instrucciones del fabricante y los estándares de áreas peligrosas pertinentes. Rheonics Manuales

Es imperativo que todo el personal involucrado en la instalación, puesta en servicio, operación y mantenimiento de Rheonics Sensores en áreas peligrosas. Lea atentamente y respete el manual de instalación EX específico proporcionado por RheonicsEstos manuales contienen información crítica sobre los procedimientos de cableado, la selección de aparatos asociados compatibles (barreras) y cualquier "condición especial para un uso seguro" que deba observarse. A menudo, los certificados EX llevan un sufijo 'X' (p. ej., TÜV 19 ATEX 8332 X o IECEx TUR 19.0005X). Esta "X" indica que existen condiciones específicas, detalladas en el programa del certificado o en el manual de instrucciones, que son esenciales para mantener la integridad de la seguridad de la instalación. Estas condiciones pueden incluir limitaciones en los parámetros del cable, requisitos de protección mecánica o rangos específicos de temperatura ambiente. El incumplimiento de estas condiciones puede invalidar la certificación y comprometer la seguridad.

Rheonics Los sensores SRD y SRV están certificados como dispositivos intrínsecamente seguros «Ex ia». Esto significa que forman parte de un sistema intrínsecamente seguro. Las consideraciones clave incluyen:

El riesgo que representa el polvo combustible en entornos industriales exige un enfoque riguroso en materia de seguridad, siendo la selección de equipos con la certificación adecuada un componente crucial. Es fundamental reconocer que no todas las certificaciones EX son equivalentes; consideraciones específicas del polvo, como las zonas de riesgo (20, 21, 22), los grupos de polvo (IIIA, IIIB, IIIC), los niveles de protección del equipo (Da, Db, Dc) y, fundamentalmente, los límites máximos de temperatura superficial considerando la ignición de la capa de polvo, son fundamentales para garantizar la seguridad.

Rheonics Los medidores de densidad y viscosidad en línea SRD y los viscosímetros en línea SRV ofrecen tecnología de medición avanzada combinada con una construcción robusta. Lo más importante para aplicaciones en entornos polvorientos es que estos sensores cuentan con certificaciones EX completas y de alto nivel, específicamente Ex ia IIIC T(rango)° C DaEsta marca indica su idoneidad para su uso con todo tipo de polvos combustibles, incluidos los conductores (Grupo IIIC), y en las ubicaciones más peligrosas de la Zona 20 (EPL Da), con seguridad intrínseca «ia» que proporciona el máximo nivel de tolerancia a fallos. El rango especificado de temperaturas superficiales máximas permite una adaptación precisa a las características de ignición del polvo específico.

La adopción de estos sensores certificados ofrece múltiples beneficios. El principal es la mayor seguridad, ya que el diseño de seguridad intrínseca evita que el sensor se convierta en una fuente de ignición. Además de esta función de seguridad principal, los datos de densidad y viscosidad en tiempo real proporcionados por Rheonics Los sensores permiten mejoras significativas en la eficiencia de los procesos y la consistencia de la calidad del producto, además de reducir los desperdicios y optimizar el uso de recursos. Las ventajas operativas, como la posibilidad de facilitar el mantenimiento gracias a la seguridad intrínseca, contribuyen aún más a su valor.

• [ 1 ] rheonics SRD » Medidor de densidad en línea, gravedad específica…, consultado el 2 de junio de 2025
• [2] Certificados » rheonics :: viscosímetro y densímetro, consultado el 2 de junio de 2025
• [ 3 ] Rheonics ahora es miembro del Investment Casting Institute, consultado el 2 de junio de 2025
• [ 4 ] Rheonics :: Densímetro y viscosímetro | Viscosidad y densidad de fluidos en línea, consultado el 2 de junio de 2025
• [ 5 ] Rheonics SRV » Viscosímetro en línea para el monitoreo de la viscosidad de fluidos, consultado el 2 de junio de 2025
• [6] Certificado Ex de Japón » rheonics :: viscosímetro y densímetro, consultado el 2 de junio de 2025