Guía práctica de los sistemas de puesta a tierra

Guía práctica de los sistemas de puesta a tierra

La electrostática es un fenómeno cotidiano conocido en numerosos procesos industriales. Lamentablemente puede ser muy peligroso debido a que las cargas electrostáticas pueden provocar explosiones. La protección preventiva según la normativa ATEX consiste en la eliminación de las fuentes de ignición potenciales. Los sistemas de puesta a tierra ofrecen la garantía necesaria para que la electricidad estática se disipe con total seguridad, en particular durante la manipulación de sustancias inflamables o explosivas.

En nuestra guía práctica encontrará lo que tiene que tener en cuenta y qué producto es el más conveniente.



Protección contra las cargas electrostáticas en atmósferas explosivas

En los lugares donde se manipulan los productos inflamables y combustibles durante el proceso de fabricación o bien en el transcurso de trabajos de mantenimiento, las cargas electrostáticas son muy susceptibles de ser generadas por el simple flujo de gas, líquidos y de productos sólidos: por ejemplo, realizando un trasvase de recipientes, bombeando, removiendo o mezclando líquidos.

Debido a su elevado potencial de peligro, las cargas electrostáticas son consideradas como una fuente de posible ignición en atmósferas potencialmente explosivas. La protección de los usuarios y de los bienes no debe en ningún caso dejarse al azar.

El método más eficaz y práctico a la hora de prevenir un incendio o una explosión causados por las cargas electrostáticas es impedir la creación de las mismas en los equipos, instalaciones, vehículos y personas. La Directiva europea 2014/34/UE, del 26 de febrero de 2014, con respecto a los equipos de protección destinados a ser utilizados en atmósferas explosivas indica los tipos de equipos que pueden ser utilizados en zonas ATEX. En función de la probabilidad de existencia de atmósferas explosivas, éstos deben a su vez ser puestos a tierra o estar equipados de un contacto a tierra. Las cargas electrostáticas pueden de este modo ser descargadas de manera eficaz y fiable. La Directiva 1999/92/CE define, además, cómo ha de gestionarse la seguridad de los trabajadores en éstas zonas ATEX.

Estos son los aspectos a tener en cuenta para la puesta a tierra y la conexión equipotencial:

  • La obligación de una puesta a tierra se aplica tanto a personas como a equipos, siempre que se trabaje con líquidos inflamables tanto en recipientes como a granel.

  • La puesta a tierra y la conexión equipotencial deben de ser fiables, duraderas y deben de resistir a factores externos, como por ejemplo a la corrosión..

  • Las pinzas de puesta a tierra deben de ser fijadas antes de comenzar el trabajo y quedar instaladas hasta que todas las cargas peligrosas hayan sido finalizadas (es necesario prever también un correcto mantenimiento para las pinzas).

  • Los dispositivos de puesta a tierra y de conexión equipotencial deben de estar concebidos y mantenidos de forma que cumplan su función, identificando rápidamente los defectos, resistiendo exigencias eléctricas, mecánicas y corrosivas. Cuando utilicemos pinzas, éstas deben de ser claramente identificables y poder ser manipuladas fácilmente.

  • Las instrucciones de uso deben de estar disponibles para trabajos en zonas ATEX.

  • El personal que trabaja en estas zonas debe de estar formado en consecuencia, con el fin de estar familiarizado con los equipos destinados a la puesta a tierra y ser capaces de utilizarlos según se ha previsto en los protocolos de seguridad.

  • Los equipos de puesta a tierra y de conexión equipotencial deben de ser periódicamente controlados por personal competente.

En la práctica, es necesario seguir ciertos procedimientos para asegurar una correcta protección frente a las cargas electrostáticas en áreas con productos inflamables. Es importante que los componentes conductores de electricidad en la instalación (incluido los componentes móviles de la instalación, las personas y los vehículos) estén conectados a una puesta a tierra que previamente haya sido identificada como tal, verificada y validada. Este punto está unido a la masa terrestre y disipa las cargas electrostáticas de los componentes de la instalación hacia la tierra.

Esta conexión de las piezas metálicas al punto de puesta a tierra debe de tener una resistencia máxima de 10 Ohm. (IEC/TS 60079-32-1/A1:2017 marzo 2017 sección 13.3.1.4)


3 tipos de puesta a tierra: ¿qué solución me conviene?

Para asegurar una protección suficiente contra las cargas electrostáticas, los equipos deben de ser puestos a tierra eficazmente. Diferentes sistemas están disponible a este respecto, que se pueden agrupar en tres niveles según su gradeo de seguridad. La selección del modelo más adecuado se atendrá a la evaluación de riesgos realizada en cada área a proteger.

1  Puesta a tierra pasiva

La puesta a tierra suele efectuarse mediante sistemas de puesta a tierra pasiva unipolar. Se trata generalmente de un cable de puesta a tierra y de dos piezas de ajuste que establecen el contacto entre el objeto y el punto de puesta a tierra.
Aquí puede elegir entre:

  • pinzas tipo arandela,
  • pinzas en C adaptables,
  • pinzas tipo cocodrilo,
  • pinzas de puesta a tierra magnéticas.

Pero cada pinza no asegura el mismo contacto óptimo con el objeto a conexionar.
Las máquinas y equipos pueden estar cubiertos de pintura, de revestimientos, de restos de producto depositados o de capas de óxido que pueden impedir el contacto entre la pinza de tierra y los objetos a poner a tierra. En estos casos, la interconexión estable solo se puede establecer cuando la pinza de puesta a tierra pueda penetrar las capas inhibidoras de contacto.
La fuerza de "mordida" necesaria está asegurada gracias a las pinzas tipo cocodrilo en acero inoxidable con puntas de carburo de tungsteno, que tienen capacidad de penetrar a través de los revestimientos y suciedad. Estos modelos certificados ATEX garantizan una presión de apriete suficiente y una continuidad eléctrica inferior a 1 ohm.

Los sistemas pasivos son una opción de puesta a tierra económica para numerosas aplicaciones estándar. Aunque el inconveniente es la seguridad de contacto. No solamente los deterioros causados por la deposición de productos o de revestimientos de protección pueden suponer una conexión deficiente, si no también, por ejemplo, un mal estado de los empalmes de cables, conexiones de puesta a tierra corroídos o cables seccionados. Esto exige un grado de prudencia particularmente elevado en la utilización. Es un deber del operario verificar regularmente la seguridad y el buen funcionamiento de los sistemas de puesta a tierra. Esto incluye igualmente el control de la resistencia en la trayectoria de evacuación de las cargas.

Ventajas Inconvenientes
+ Buen precio Es necesario hacer tests de vigilancia independientes
+ Válido para numerosas aplicaciones estándar

 

 



2  Puesta a tierra activa con vigilancia

En la práctica la puesta a tierra segura no siempre se realiza de forma adecuada y fiable. Esto es muy habitual, en particular, en el caso de objetos móviles (barriles, bidones o tanques de 1000 l) que deben de ser puestos a tierra en cada uso. El contacto de la pinza de puesta a tierra puede ser perturbado por restos de producto o de pinturas de protección. Las conexiones de los cables pueden estar oxidados o en mal estado, de manera que se produce una mala conexión que no es detectable a primera vista. Para paliar este problema y asegurar las conexiones entre los productos peligrosos y la tierra, se han desarrollado sistemas de puesta a tierra activos con indicación de funcionamiento. Gracias al testigo luminoso, permiten al usuario la verificación de la conexión segura entre los objetos con riesgo de acumulación de carga eléctrica y el punto de puesta a tierra. Cuando el LED pasa a verde, los usuarios saben que pueden ejecutar las operaciones con total seguridad. El sistema de puesta a tierra vigila permanentemente el bucle de tierra asegurando que las cargas electrostáticas generadas por el proceso son eliminadas con total seguridad de la zona ATEX.

Puesta a tierra activa con vigilancia

El LED verde pulsante permanentemente en una de las pinzas indica que hay una resistencia de 10 Ohm máxima entre el objeto en cuestión, por ejemplo, un tanque y el punto de puesta a tierra comprobado. Si la puesta a tierra es interrumpida, el LED se apaga. Los usuarios reconocen así claramente que existe un riesgo de carga electrostática y el trasvase debe de ser interrumpido. La puesta a tierra debe de ser verificada antes de proseguir el trasvase.

Los responsables de las medidas de protección en las zonas ATEX generalmente deben de elegir entre las pinzas y cables simples y los sistemas de puesta a tierra monitorizados. Estos últimos ofrecen numerosas ventajas:

  • Por una parte, ofrecen una mejor protección verificando la integridad de la conexión con los diferentes componentes.
  • Ofrecen igualmente a los usuarios mas seguridad proporcionando una señal óptica que indica si la puesta a tierra está en perfecto estado.
  • El tiempo necesario y el coste asociado a la verificación de la conexión segura son reducidos al mínimo.
Ventajase Inconvenientes
+ Elevada protección contra la inflamabilidad electrostática gracias a la permanente vigilancia y el indicador de conexión segura Sin función de bloqueo automático para los procesos automatizados
+ Seguridad para el usuario
+ Ahorro de tiempo y dinero gracias al rápido control visual

 

 



3  Puesta a tierra activa con control automatizado

Además de un circuito de puesta a tierra monitorizado, algunos sistemas ofrecen la posibilidad de interactuar con el proceso. Para ello el sistema de puesta a tierra dispone de contactos de salida para crear un acceso al control del proceso o para el acople directo con los aparatos, controlando el flujo o el trasvase de producto como por ejemplo las bombas, válvulas, agitadores o mezcladores. Los aparatos enlazados solo se activan cuando hay una conexión perfecta con un valor de resistencia máxima de 10 Ohm. Dicha conexión y el valor de resistencia son monitorizados permanentemente.

Si la puesta a tierra no funciona correctamente, el sistema lo detecta y envía una señal parando el proceso. Por tanto, el sistema de puesta a tierra garantiza el circuito seguro desde el inicio de las operaciones y evita la generación de cargas estáticas. En caso de mal funcionamiento, el proceso se para inmediatamente. Es posible igualmente integrarlo en el sistema de alarma del usuario para informarle de que existe una conexión inadecuada. Además, estos sistemas incorporan indicadores LED rojo y verde indicando el estado de la puesta a tierra en cada momento.

Puesta a tierra activa con control automatizado

las cargas electrostáticas peligrosas, por lo tanto. Sus costes de adquisición son mas elevados que los de otros sistemas pero el nivel de seguridad aportado es exponencialmente superior. Al realizar la evaluación de riesgos de los puestos de trabajo, es posible que se den las siguientes circunstancias: por ejemplo, en el caso en:

  • que los trabajadores no siempre están presentes para comprobar si la conexión es segura.
  • que debido a la operativa se generan regularmente cargas electrostáticas necesitando a menudo una intervención manual.
  • que el tipo de zona sea de difícil acceso.

En este caso, una automatización de control es necesaria y este tipo de sistemas monitorizado pueden ser la solución óptima.

Ventajas Inconvenientes
+ Máxima seguridad para sistemas automatizados Utilización puramente estacionaria
+ Seguridad para el usuario Costes de instalación más elevados
+ Activación de los procesos cuando hay una buena conexión, bloqueo en caso de conexión insuficiente

 

 



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