¿Cómo seleccionar un transmisor de nivel por radar a prueba de explosiones? Guía de certificación, áreas peligrosas y selección de aplicaciones

1. ¿Qué es un transmisor de nivel por radar a prueba de explosiones?

Un transmisor de nivel por radar a prueba de explosiones no utiliza un principio de medición fundamentalmente diferente.

Sigue siendo un instrumento de medición de nivel por radar que utiliza ondas electromagnéticas para medir la distancia a la superficie del medio medido.

La diferencia es que:

El diseño eléctrico y mecánico del instrumento cumple con requisitos de seguridad específicos para entornos explosivos peligrosos y cuenta con la certificación de protección contra explosiones o marcado Ex requerido por el proyecto.

Las áreas peligrosas pueden contener:

• Gases inflamables;

• Vapores inflamables;

• Nieblas inflamables;

• Polvo combustible.

Según el marco europeo ATEX, puede producirse una atmósfera potencialmente explosiva cuando el aire se mezcla con gases, vapores, nieblas o polvo inflamables en determinadas condiciones y forma una mezcla que puede encenderse.

Por lo tanto, el objetivo principal de la protección contra explosiones no es hacer que el radar “mida con mayor precisión”, sino más bien:

Permitir que el instrumento se utilice de forma segura dentro del área peligrosa especificada.

2. ¿Qué industrias suelen requerir un radar a prueba de explosiones?

Las aplicaciones comunes incluyen:

• Petróleo;

• Gas natural;

• Refinación;

• Procesamiento químico;

• Almacenamiento de disolventes;

• Tanques de almacenamiento de productos petrolíferos;

• Alcohol y otros líquidos inflamables;

• Polvo de carbón;

• Grano;

• Cemento y determinados polvos combustibles;

• Polvos químicos;

• Materias primas farmacéuticas.

Sin embargo, no se puede determinar si se requiere protección contra explosiones únicamente a partir del nombre de la industria.

Si una instalación está ubicada en un área peligrosa y la clasificación específica de área peligrosa deben determinarse mediante el diseño del proyecto y la documentación de clasificación de área peligrosa.

3. ¿Por qué la tecnología de radar es adecuada para la medición de nivel en tanques de almacenamiento peligrosos?

El radar es una tecnología de medición de nivel continua sin contacto.

La antena normalmente se instala en la parte superior del tanque de almacenamiento y el proceso de medición no requiere flotadores ni componentes de transmisión mecánica que se muevan junto con el nivel del líquido.

Esto proporciona al radar un amplio potencial de aplicación en:

• Medios corrosivos;

• Medios volátiles;

• Aplicaciones de alta temperatura;

• Tanques de almacenamiento de alta presión;

• Silos polvorientos.

Los productos de radar industrial también están disponibles para condiciones extremas de temperatura y presión y para requisitos de certificación de áreas peligrosas. Por ejemplo, algunos productos de radar industrial de 26 GHz están disponibles con certificaciones ATEX, IECEx y otras, así como versiones de alta temperatura y alta presión.

Sin embargo, hay que subrayar un punto:

Un transmisor de radar estándar no puede considerarse automáticamente a prueba de explosiones simplemente porque utiliza medición sin contacto.

4. ¿Cuál es la diferencia entre ATEX e IECEx?

ATEX

ATEX se refiere principalmente a equipos destinados a ser utilizados en atmósferas potencialmente explosivas dentro de la Unión Europea.

El marco regulatorio actual de equipos relevantes es la Directiva 2014/34/UE, que regula los equipos y sistemas de protección comercializados en el mercado de la UE para su uso en atmósferas potencialmente explosivas.

Por lo tanto, los requisitos ATEX se verifican comúnmente cuando se suministran equipos para proyectos en áreas peligrosas en la Unión Europea.

IECEx

IECEx es un sistema de certificación internacional establecido por IEC para equipos y servicios relacionados utilizados en atmósferas explosivas.

El programa de equipos certificados IECEx utiliza pruebas, certificaciones y evaluaciones del sistema de calidad de terceros independientes para certificar equipos destinados a su uso en atmósferas explosivas.

Diferentes países y proyectos individuales pueden tener diferentes requisitos con respecto a la aceptación del certificado. Por lo tanto, la adquisición siempre debe seguir las especificaciones finales del proyecto.

5. ¿Es suficiente una marca “Ex” para un radar a prueba de explosiones?

No.

La selección a prueba de explosiones requiere comprobar el marcado Ex completo.

La información que normalmente necesita ser revisada incluye:

• Si el ambiente peligroso involucra gas o polvo;

• Clasificación de zonas;

• Nivel de Protección del Equipo;

• Tipo de protección contra explosiones;

• Grupo de gases;

• Clase de temperatura;

• Rango de temperatura ambiente;

• Número de certificado;

• Condiciones de instalación.

Por ejemplo, un transmisor de radar certificado para un área específica con riesgo de gas no es automáticamente adecuado para todas las áreas con riesgo de polvo combustible.

Por lo tanto, los documentos de contratación no deberían simplemente indicar:

"Se requiere a prueba de explosiones".

Siempre que sea posible, se deben proporcionar los requisitos específicos de protección contra explosiones.

6. ¿Por qué también se deben evaluar los silos de polvo para su protección contra explosiones?

Muchos usuarios suponen que los riesgos de explosión se limitan a los gases o disolventes del petróleo.

En realidad, el polvo combustible mezclado con aire en una concentración adecuada también puede formar una atmósfera explosiva.

El marco europeo ATEX también cubre explícitamente las atmósferas explosivas formadas por polvo combustible.

Por lo tanto, proyectos que involucren:

• Grano;

• Harina;

• Azúcar en polvo;

• Ciertos polvos químicos;

• Polvo de carbón;

debe tener la clasificación de área peligrosa determinada por el personal de diseño de seguridad del proyecto. La protección contra explosiones no debe ignorarse simplemente porque el medio medido sea un sólido.

7. ¿El radar a prueba de explosiones no se ve afectado en absoluto por la temperatura, la presión y el vapor?

Esta afirmación debe usarse con cuidado.

En comparación con muchas tecnologías de medición convencionales, el radar generalmente tiene una gran adaptabilidad a:

• Cambios de densidad;

• Cambios de viscosidad;

• Variaciones normales de presión;

• Variaciones normales de temperatura.

Los fabricantes de radares industriales de espacio libre también suelen destacar la medición estable en condiciones cambiantes de vapor, temperatura y presión como una importante ventaja de la aplicación.

Sin embargo, no es exacto afirmar que el radar “no se ve afectado en absoluto en todas las condiciones”.

Por ejemplo:

• Una fuerte condensación puede cubrir la antena;

• La acumulación de material en la antena puede atenuar la señal;

• Los entornos con vapor saturado pueden requerir una compensación especial;

• Las temperaturas extremas más allá de la clasificación del instrumento pueden dañar el equipo;

• La presión del proceso debe permanecer dentro de los límites nominales de la brida y el sistema de sellado.

Algunos productos de radar industrial utilizados en aplicaciones de vapor saturado incluso emplean tecnología de compensación dinámica de vapor, lo que demuestra que los entornos de vapor extremos no deben tratarse simplemente como si no tuvieran ningún efecto en la medición.

8. ¿El polvo en un silo a prueba de explosiones afecta la medición por radar?

El radar generalmente tiene ventajas en ambientes polvorientos en comparación con las tecnologías de medición que dependen de la propagación del sonido a través del aire.

Sin embargo, todavía es necesario considerar dos factores en los proyectos reales:

Primero: polvo suspendido en el aire

Los instrumentos de radar industriales seleccionados adecuadamente generalmente pueden funcionar eficazmente en condiciones de mucho polvo.

Segundo: acumulación de polvo a largo plazo en la superficie de la antena

Si se forma una gruesa capa de polvo o depósitos endurecidos en la antena, aún así puede producirse una atenuación de la señal.

Por lo tanto, las aplicaciones de polvo a prueba de explosiones también deben considerar:

• Estructura de antena;

• Purga de aire;

• Limpieza y mantenimiento;

• Posición de instalación.

Si se utiliza un sistema de purga de aire, el método de purga en sí también debe cumplir con los requisitos de seguridad del proyecto.

9. ¿Qué requisitos de instalación adicionales se aplican al radar a prueba de explosiones?

Además de los requisitos normales de instalación mecánica de los transmisores de radar, se debe prestar especial atención a:

• Prensaestopas a prueba de explosiones;

• Puesta a tierra;

• Unión equipotencial;

• Barreras de seguridad;

• Parámetros de bucle intrínsecamente seguros;

• Protección del recinto;

• Sellado de entradas de cables no utilizadas;

• Requisitos para abrir recintos a prueba de explosiones;

• Temperatura ambiente de instalación;

• Condiciones especiales de uso especificadas por la certificación.

La seguridad contra explosiones depende del sistema completo, no sólo de un sensor que lleva una placa de identificación Ex.

IECEx también trata la instalación, inspección, mantenimiento y competencia del personal de equipos en áreas peligrosas como disciplinas profesionales separadas.

10. ¿Qué información se requiere al comprar un transmisor de nivel por radar a prueba de explosiones?

Se recomienda que los documentos de adquisiciones incluyan al menos la siguiente información:

Información del proceso

• Nombre medio;

• Líquido o sólido;

• Rango de medición;

• Temperatura;

• Presión;

• Si hay vacío;

• Condiciones de vapor;

• Condiciones de polvo;

• Espuma;

• Condensación;

• Corrosividad.

Información del tanque

• Altura total;

• Diámetro;

• Posición de instalación;

• Tamaño de la conexión del proceso;

• Altura de la boquilla de montaje;

• Estructuras internas;

• Agitador;

• Posición de llenado.

Información eléctrica

• 24 V CC u otra fuente de alimentación;

• 4–20 mA;

• CIERVO;

• RS-485;

• Otros buses de comunicación.

Información a prueba de explosiones

• País o ubicación del proyecto;

• Clasificación de zonas;

• Ambiente de gas o polvo;

• Grupo de explosión;

• Clase de temperatura;

• ATEX, IECEx o requisitos de certificación locales.

Proceso de selección de radar a prueba de explosiones recomendado

Paso 1: confirme el medio:Determine si la aplicación involucra un líquido, un sólido, un líquido que genera gas o un polvo combustible.

Paso 2: confirme el área peligrosa:Identifique la clasificación de la zona y si el ambiente está clasificado para gas, vapor, niebla o polvo.

Paso 3 – Confirmar la certificación:Determine si se requiere ATEX, IECEx u otra certificación local.

Paso 4 – Confirmar las condiciones del proceso:Verifique el rango de medición, temperatura, presión, vacío, vapor, polvo, condensación y condiciones de corrosión.

Paso 5: confirmar la instalación mecánica:Verifique las dimensiones del tanque, la conexión de montaje, la altura de la boquilla, los obstáculos internos, los agitadores y la posición de llenado.

Paso 6 – Confirmar la interfaz eléctrica:Especifique la fuente de alimentación, 4–20 mA, HART, RS-485 u otras señales de comunicación requeridas.

11. ¿Por qué no se puede utilizar IP68 para determinar si un radar es a prueba de explosiones?

Las clasificaciones IP y la certificación a prueba de explosiones abordan dos requisitos de ingeniería diferentes.

Una clasificación IP indica principalmente el nivel de protección del gabinete contra objetos sólidos extraños y la entrada de agua.

La certificación a prueba de explosiones aborda el riesgo de que el equipo se convierta en una fuente de ignición en una atmósfera potencialmente explosiva.

Por lo tanto:

IP68 ≠ A prueba de explosiones.

Asimismo:

A prueba de explosiones ≠ IP68.

Ambos requisitos deberán confirmarse por separado en la especificación técnica del proyecto.

FAQ

P1: ¿Un transmisor de nivel por radar a prueba de explosiones tiene la misma precisión de medición que un radar estándar?

A:La clasificación de protección contra explosiones en sí misma no determina la precisión de la medición. La precisión depende principalmente de la tecnología del radar, la antena, los algoritmos de procesamiento de señales y las condiciones operativas reales.

P2: ¿Una planta química debe utilizar siempre un radar a prueba de explosiones?

A:No necesariamente. El requisito debe determinarse de acuerdo con la clasificación de área peligrosa del lugar de instalación específico.

P3: ¿Se requiere protección contra explosiones en ambientes polvorientos?

A:Ciertos entornos con polvo combustible requieren equipos protegidos contra explosiones. La decisión debe basarse en las características del polvo y la clasificación de área peligrosa.

P4: ¿La certificación ATEX significa que el producto se puede utilizar automáticamente en todo el mundo?

A:No necesariamente. Diferentes países, propietarios de plantas y proyectos pueden requerir certificación IECEx o local. La aceptación final debe confirmarse de acuerdo con las especificaciones del proyecto.

P5: ¿Qué es IECEx?

A:IECEx es un sistema de certificación internacional establecido por IEC para equipos y actividades relacionadas en atmósferas explosivas. La certificación de equipos la llevan a cabo organismos de certificación reconocidos de acuerdo con las normas aplicables.

P6: ¿Un radar IP68 es automáticamente un radar a prueba de explosiones?

A:No. Una clasificación de protección IP no puede reemplazar la certificación a prueba de explosiones.

P7: ¿Puede un radar a prueba de explosiones medir el nivel en un silo de cemento?

A:La tecnología de radar se puede utilizar para sólidos en polvo como el cemento. Sin embargo, si se requiere protección contra explosiones y qué nivel de protección contra explosiones es necesario, se debe determinar de acuerdo con los requisitos de áreas peligrosas de polvo combustible del proyecto.

P8: ¿Se puede utilizar un radar a prueba de explosiones en tanques de almacenamiento de alta temperatura?

A:Se pueden seleccionar versiones a prueba de explosiones de alta temperatura, pero el instrumento debe cumplir simultáneamente con los requisitos de temperatura del proceso, temperatura ambiente, clase de temperatura a prueba de explosiones y sistema de sellado.

P9: ¿Por qué se requiere el país de instalación al solicitar una cotización para un radar a prueba de explosiones?

A:Diferentes mercados y proyectos pueden tener diferentes requisitos de aceptación para ATEX, IECEx y certificación local.

P10: ¿Qué información requiere METRAVON para seleccionar un transmisor de nivel por radar a prueba de explosiones?

A:Como mínimo, proporcione el medio medido, el rango de medición, la temperatura y la presión, las dimensiones del tanque, la conexión del proceso, la clasificación de áreas peligrosas, la categoría de gas o polvo, la señal de salida requerida y fotografías o dibujos de instalación en campo.

Conclusión

El valor principal de un transmisor de nivel por radar a prueba de explosiones es:

Para cumplir con los requisitos de seguridad de un área explosiva peligrosa y al mismo tiempo proporcionar una medición de nivel continua.

Durante la adquisición, los usuarios no deben considerar únicamente:

• Las palabras “a prueba de explosiones”;

• Distancia de medición;

• Precisión;

• Precio.

También deben confirmarse conjuntamente los siguientes factores:

Clasificación de áreas peligrosas + certificación + medio + temperatura y presión + antena + estructura de instalación.

Para aplicaciones de petróleo, productos químicos, polvo de carbón, granos y otras áreas peligrosas, METRAVON recomienda definir los documentos de certificación a prueba de explosiones requeridos y completar la marca Ex en la etapa de selección de equipos. Esto ayuda a prevenir situaciones en las que el instrumento cumple con los requisitos de rendimiento de medición pero no puede cumplir con la especificación final para áreas peligrosas del proyecto.

Recursos relacionados

Medidores de nivel por radar · Medición de nivel

Autor: Arvin · Fuente: METRAVON Instruments