Manutenção Preditiva de Equipamentos Elétricos em Áreas Classificadas

Manutenção Preditiva de Equipamentos Elétricos em Áreas Classificadas

Uma falha elétrica em uma área classificada não é apenas um problema de disponibilidade. Pode ser um evento de ignição. Uma vedação de conduíte corroída, um invólucro à prova de explosão rachado, um terminal solto em um laço intrinsecamente seguro — qualquer um deles pode aproximar uma atmosfera inflamável e uma fonte de ignição. Quando essa lacuna se fecha, o custo financeiro e humano é severo o suficiente para que a maioria das empresas operadoras trate a manutenção elétrica em áreas classificadas como um trabalho crítico para a segurança, não como uma linha de custo rotineira.

Mas os intervalos de inspeção falham. A documentação envelhece. Técnicos treinados em um conceito de proteção são enviados para trabalhar em outro sem a devida familiarização. Este artigo estabelece uma abordagem estruturada e alinhada às normas para a manutenção preditiva (PM) de equipamentos elétricos em áreas classificadas. Ele abrange a base regulatória, tarefas específicas por conceito de proteção, disciplina prática de inspeção e as decisões que líderes de manutenção e equipes de suprimentos enfrentam na prática.

Normas e Base Regulatória

A principal norma internacional que rege a inspeção e manutenção de instalações elétricas em atmosferas explosivas é a IEC 60079-17, Atmosferas Explosivas – Parte 17: Inspeção e Manutenção de Instalações Elétricas. Ela define graus de inspeção, conteúdo mínimo de registros de inspeção e os requisitos de competência para o pessoal que realiza o trabalho. Normas complementares abrangem projeto e instalação: a IEC 60079-14 cobre a instalação inicial, e a série IEC 60079 mais ampla aborda cada conceito de proteção em detalhes.

Nas jurisdições da América do Norte, o NEC (NFPA 70) e as normas NFPA associadas classificam os locais por Divisão ou Zona e especificam a adequação do equipamento. Onde ambos os sistemas IEC Zone e NEC Division coexistem em uma instalação — comum em projetos voltados para exportação — o programa de manutenção deve conciliar ambos os esquemas de classificação. Equipamentos certificados sob um sistema não devem ser trocados por equipamentos certificados apenas sob o outro.

A IEC 60079-17 estabelece três graus de inspeção:

• Inspeção visual — verificações que são aparentes sem o uso de ferramentas, como danos físicos óbvios, parafusos ausentes ou legibilidade de etiquetas.
• Inspeção apurada — inclui verificações visuais mais aquelas que exigem acesso, como abrir um invólucro para verificar o aperto dos terminais, mas sem testes energizados.
• Inspeção detalhada — abrange a inspeção apurada mais testes e medições, como testes de resistência de isolamento ou verificação de parâmetros de segurança intrínseca.

O intervalo de inspeção correto para uma instalação específica depende do tipo de equipamento, conceito de proteção, severidade ambiental, histórico operacional da instalação e avaliação de risco. A IEC 60079-17 exige que os intervalos sejam justificados e documentados, não que sigam uma duração máxima fixa. Revise e ajuste os intervalos com base nas descobertas. Se inspeções repetidas revelarem deterioração, encurte o intervalo. Não apenas anote e siga em frente.

Tarefas de manutenção específicas por conceito de proteção

Diferentes conceitos de proteção falham de maneiras fundamentalmente distintas. Um programa de manutenção preditiva que aplica uma lista de verificação genérica a todos os equipamentos Ex ignorará os itens críticos de cada conceito.

Invólucros à prova de explosão (Ex d)

Um invólucro à prova de explosão depende inteiramente de seus caminhos de chama — as folgas usinadas com precisão nas juntas, entradas de cabos e penetrações de eixos. Corrosão, danos mecânicos ou selantes não aprovados nessas superfícies podem alargar as tolerâncias das folgas além dos limites certificados. Isso permite que uma chama se propague para o exterior e ignore a atmosfera circundante.

Principais tarefas de manutenção preditiva:

• Inspecionar todas as superfícies dos caminhos de chama em busca de corrosão, pites, riscos ou contaminação. Qualquer dano que altere a superfície usinada deve ser avaliado em relação aos desenhos de certificação originais antes que o invólucro retorne ao serviço.
• Verificar se todos os parafusos estão presentes, se são da classe correta e se estão torqueados. Fixadores ausentes ou substituídos são uma descoberta comum e comprometem diretamente a capacidade do invólucro de conter uma explosão interna.
• Verificar se os prensa-cabos são do tipo certificado, se estão instalados corretamente e se as entradas não utilizadas estão tamponadas com bujões certificados.
• Após qualquer abertura para manutenção, confirmar que nenhuma ferramenta, pano ou objeto estranho foi deixado no interior antes de fechar novamente. Re-verificar o torque dos parafusos no fechamento.
• Não aplicar compostos de rosca ou selantes não aprovados nos caminhos de chama. Apenas materiais explicitamente permitidos pela documentação de certificação podem ser usados.

Circuitos de segurança intrínseca (Ex i)

A segurança intrínseca funciona limitando a energia elétrica em um circuito abaixo do limiar de ignição da atmosfera circundante. Essa proteção é destruída se o circuito for modificado, se barreiras ou aparelhos associados forem substituídos por equivalentes não certificados, ou se os parâmetros do cabo (capacitância, indutância, resistência) excederem os parâmetros de entidade certificados.

Principais tarefas de manutenção preditiva:

• Verificar se as barreiras Zener ou isoladores galvânicos possuem certificação atual e se seus parâmetros de entidade permanecem compatíveis com o dispositivo de campo e o cabo de interconexão. A compatibilidade dos parâmetros de entidade deve ser documentada e re-verificada sempre que qualquer componente for substituído.
• Inspecionar o roteamento dos cabos para confirmar que os condutores de segurança intrínseca permanecem segregados da fiação não intrinsecamente segura. Os requisitos de segregação são definidos na IEC 60079-14 e devem ser mantidos durante toda a vida útil da instalação.
• Verificar se os terminais e eletrodutos codificados em azul (a identificação convencional para circuitos IS) não foram perturbados ou misturados com outros circuitos durante atividades de manutenção não relacionadas.
• Testar a continuidade de terra das conexões de terra das barreiras. Um caminho de terra de alta resistência ou aberto em uma barreira Zener torna o conceito de proteção ineficaz.

Segurança aumentada (Ex e)

O equipamento Ex e baseia-se na ausência de faíscas e arcos sob operação normal, combinada com tolerâncias de construção mais rígidas que reduzem o risco de ignição por superaquecimento ou contato acidental. Os modos de falha críticos são terminais soltos (que criam aquecimento por resistência), ingresso de umidade ou contaminação e degradação do grau IP do invólucro.

Principais tarefas de manutenção preditiva:

• Verificar o aperto dos terminais em cada inspeção visual próxima ou detalhada. Terminais que se soltaram sob ciclagem térmica representam uma fonte direta de calor dentro do invólucro.
• Inspecionar gaxetas e vedações em busca de deformação permanente, rachaduras ou ataque químico. Uma gaxeta degradada que permite o ingresso de umidade em uma caixa de terminais Ex e pode criar caminhos de trilhamento que levam ao arco elétrico — a própria condição que o conceito de proteção foi projetado para evitar.
• Verificar se as entradas de cabos mantêm o grau IP do invólucro. Prensa-cabos de tamanho incorreto ou arruelas de travamento ausentes são descobertas comuns.

Equipamentos purgados e pressurizados (Ex p)

Sistemas de purga e pressurização excluem a atmosfera inflamável do invólucro mantendo uma pressão interna positiva com um gás protetor. A proteção falha se a sequência de purga for ignorada, se o intertravamento de pressão for anulado ou se o gás de suprimento estiver contaminado.

Principais tarefas de manutenção preditiva:

• Testar funcionalmente o intertravamento de purga antes da energização e o desligamento por baixa pressão em cada intervalo de inspeção detalhada.
• Inspecionar o suprimento de gás protetor quanto ao ponto de orvalho, contaminação e margem de pressão adequada acima da pressão mínima de operação certificada.
• Verificar todos os caminhos de ventilação e dreno em busca de bloqueios. Um respiro bloqueado pode causar acúmulo de pressão; um dreno bloqueado pode permitir o acúmulo de líquido dentro do invólucro.

Registros de inspeção e competência

A norma IEC 60079-17 é explícita ao afirmar que os registros de inspeção devem ser mantidos e devem ser suficientes para demonstrar o histórico da instalação. No mínimo, os registros devem capturar o grau de inspeção realizado, a data, a identidade do inspetor, as descobertas e as ações corretivas tomadas. Deficiências encontradas, mas não corrigidas imediatamente, devem ser rastreadas até o fechamento com um cronograma definido com base no risco.

O pessoal que realiza as inspeções deve ser competente nos conceitos de proteção relevantes. A norma distingue entre o nível de conhecimento necessário para inspeção visual versus inspeção detalhada.

Cenário Ilustrativo

O texto a seguir é ilustrativo e não representa um incidente documentado específico.

Considere uma plataforma de produção onde uma inspeção detalhada de uma caixa de junção à prova de explosão em uma área Zone 1 revela que dois dos oito parafusos da tampa foram substituídos por fixadores de aço carbono de grau incorreto — provavelmente durante um evento de manutenção anterior onde os fixadores de aço inoxidável corretos não estavam disponíveis em estoque. A folga do interstício de chama está dentro da tolerância, mas os parafusos substituídos já começaram a corroer, e sua resistência à tração reduzida significa que a tampa não consegue atingir a força de fixação necessária sob um evento de explosão interna.

A resposta correta é colocar o circuito fora de serviço, substituir todos os fixadores pelo tipo e grau certificados, reinspecionar o interstício de chama e atualizar o registro do equipamento. A resposta incorreta — que ocorre na prática — é anotar a descoberta, adiar o reparo e continuar operando. Uma pendência adiada em um item crítico para a segurança deve portar uma aprovação de aceitação de risco definida, não apenas uma entrada no backlog de manutenção.

Checklist Prático de Manutenção

Use o seguinte como estrutura mínima, adaptada à documentação de certificação específica do site:

Antes de qualquer inspeção ou manutenção em equipamentos Ex:

• Confirme a classificação da área e o conceito de proteção do equipamento a partir do desenho de classificação de área e da lista de equipamentos.
• Obtenha uma permissão de trabalho. Para qualquer trabalho que exija a abertura de equipamentos energizados, aplique LOTO total, verifique o estado de energia zero e confirme as condições de ausência de gás com equipamentos de detecção de gás calibrados.
• Reúna a documentação de certificação relevante (certificado Ex, desenho de instalação, parâmetros de entidade para circuitos IS).

• Verifique se a marcação do equipamento corresponde à certificação instalada (marcação Ex, classe T, grupo de gás).
• Verifique a integridade física: danos no invólucro, corrosão, fixadores ausentes, condição da entrada de cabos.
• Confirme a manutenção do grau IP: condição da junta, bujões de entrada não utilizados, contraporcas de prensa-cabos.
• Para Ex d: inspecione os interstícios de chama para danos ou contaminação; verifique se todos os fixadores são do grau correto e estão totalmente rosqueados.
• Para Ex i: verifique a compatibilidade dos parâmetros de entidade; confirme se a segregação IS está intacta; teste a continuidade do aterramento da barreira.
• Para Ex e: verifique o aperto dos terminais; inspecione quanto à entrada de umidade.
• Para Ex p: realize testes funcionais nos intertravamentos de pressão; verifique a qualidade do gás de purga.

• Registre todas as descobertas em relação ao número do tag do equipamento.
• Classifique as deficiências por gravidade e atribua prazos para ações corretivas.
• Atualize o histórico de inspeção no sistema de gestão de manutenção.
• Revise se as descobertas justificam o encurtamento do próximo intervalo de inspeção.

Conclusão

A manutenção preventiva de equipamentos elétricos em área classificada é uma disciplina estruturada. Ela é fundamentada na IEC 60079-17 e nas normas específicas de conceitos de proteção da série IEC 60079. As obrigações centrais são diretas: inspecionar em intervalos definidos, utilizar pessoal competente, manter registros completos e sanar deficiências dentro de um prazo justificado pelo risco.

As falhas práticas que levam a incidentes são igualmente diretas: reparos adiados, componentes substituídos, modificações não documentadas e programas de inspeção que tratam todos os equipamentos Ex como intercambiáveis. Os líderes de manutenção devem auditar seus programas atuais em relação aos três graus de inspeção definidos na IEC 60079-17 e confirmar que seus técnicos possuem competência verificável nos conceitos de proteção que estão inspecionando. As equipes de suprimentos devem estabelecer listas de peças aprovadas para fixadores, prensa-cabos, bujões e barreiras com certificação Ex antes da abertura das janelas de manutenção — não durante elas.

O próximo passo concreto é uma avaliação de lacunas: extraia os últimos 3 registros de inspeção para uma amostra de equipamentos Ex em cada conceito de proteção presente no site e verifique se o grau de inspeção realizado corresponde ao que o perfil de risco do equipamento exige.