O projeto pede um transmissor de pressão para a linha de gás de um skid, numa área que o estudo de classificação marcou como zona 1. A proposta traz um modelo com a marcação "Ex ia IIC T4" e certificado ATEX. Parece resolvido, mas a pergunta que decide a compra é outra: esse certificado vale onde o equipamento vai ser instalado?
Veja o que é um transmissor de pressão intrinsecamente seguro, como ler a marcação, como conferir o laço com a barreira e por que um certificado europeu, sozinho, não libera a instalação em área classificada no Brasil.
O que é segurança intrínseca
Segurança intrínseca é um tipo de proteção que limita a energia elétrica e térmica do circuito. A ideia não é conter uma explosão (como faz um invólucro à prova de explosão), e sim impedir que ela comece: nem uma faísca no circuito nem a superfície aquecida do equipamento têm energia suficiente para inflamar o gás ou a poeira presentes, mesmo em condição de falha.
Por isso a técnica serve para instrumentos de baixa potência, como transmissores de pressão 4…20 mA, e funciona como sistema, não como peça isolada. O transmissor fica na área classificada; na área segura, uma barreira ou um isolador galvânico certificado limita a tensão, a corrente e a potência que chegam ao campo. Os próprios datasheets da KELLER deixam isso claro: as versões Ei só devem ser usadas em combinação com outros equipamentos certificados como intrinsecamente seguros.
Como ler a marcação de um equipamento Ex ia
Tome como exemplo a marcação da Série 33 X Ei / 35 X Ei / 36 XW Ei, conforme o datasheet: II 1 G Ex ia IIC T6…T4, certificado KEMA 04 ATEX 1081 X.
| Elemento | O que significa |
|---|---|
| II | Grupo II: equipamentos para indústrias de superfície (o grupo I é o de minas subterrâneas). |
| 1 G | Categoria 1 para gás, o nível de proteção mais alto no sistema ATEX, previsto para zona 0. |
| Ex ia | Segurança intrínseca nível "ia": a proteção se mantém mesmo com duas falhas no circuito. O nível "ib" tolera uma falha. |
| IIC | Grupo de gás mais exigente (inclui hidrogênio e acetileno). Um equipamento IIC também atende IIA e IIB. |
| T6…T4 | Classe de temperatura: temperatura máxima de superfície de 85 °C (T6), 100 °C (T5) ou 135 °C (T4). Ela precisa ficar abaixo da temperatura de autoignição do gás presente. |
| X no certificado | Indica condições específicas de uso, descritas no próprio certificado, que o projeto precisa respeitar. |
Repare que a classe de temperatura depende da temperatura ambiente. Para a Série 33 X Ei, o datasheet atribui T4 até 100 °C, T5 até 85 °C e T6 até 70 °C de temperatura ambiente. Se o processo esquenta o transmissor, a classe que vale é a da condição real, não a melhor da etiqueta.
Alguns modelos trazem a categoria II 1/2 G em vez de II 1 G. Essa marcação combina as categorias 1 e 2 em partes diferentes do mesmo equipamento, e os limites de instalação de cada parte ficam definidos no certificado.
Zonas: onde o risco existe
- Zona 0: atmosfera explosiva presente continuamente ou por longos períodos.
- Zona 1: atmosfera explosiva provável em operação normal.
- Zona 2: atmosfera explosiva improvável e, se ocorrer, por pouco tempo.
A definição das zonas sai do estudo de classificação de áreas da planta, feito por profissional habilitado. O instrumento é escolhido a partir dele, nunca o contrário.
O laço intrinsecamente seguro: conferindo os parâmetros de entidade
O certificado de todo equipamento intrinsecamente seguro de campo traz os valores máximos que ele pode receber. Para a Série 33 X Ei, o datasheet indica:
- Ui = 30 V (tensão máxima de entrada)
- Ii = 200 mA (corrente máxima de entrada)
- Pi = 640 mW (potência máxima de entrada)
- Ci = 1 nF e Li = 0 mH (capacitância e indutância internas)
A barreira, por sua vez, informa o que entrega (Uo, Io, Po) e quanto de capacitância e indutância externas aceita (Co, Lo). O laço é aceitável quando:
- Uo ≤ Ui, Io ≤ Ii e Po ≤ Pi;
- Ci + Ccabo ≤ Co;
- Li + Lcabo ≤ Lo.
Exemplo resolvido (valores hipotéticos, só para mostrar o método)
Exemplo: barreira com Uo = 28 V, Io = 90 mA, Po = 0,63 W, Co = 80 nF e Lo = 4 mH; cabo de 300 m com 0,15 nF/m e 1 µH/m.
| Verificação | Valor a verificar | Limite | Resultado |
|---|---|---|---|
| Tensão | Uo = 28 V | Ui = 30 V | Atende |
| Corrente | Io = 90 mA | Ii = 200 mA | Atende |
| Potência | Po = 0,63 W | Pi = 0,64 W | Atende, com margem pequena |
| Capacitância | Ci + Ccabo = 1 + 45 = 46 nF | Co = 80 nF | Atende |
| Indutância | Li + Lcabo = 0 + 0,3 = 0,3 mH | Lo = 4 mH | Atende |
A potência passou por 10 mW: uma barreira com corrente um pouco maior já reprovaria o laço. Use sempre os valores do certificado da barreira e do cabo que você vai instalar de fato, e guarde essa verificação na documentação do sistema.
Não esqueça a tensão que sobra no transmissor
A barreira tem resistência interna e derruba tensão. O datasheet da Série 33 X Ei define a carga máxima da saída 4…20 mA como R < (U − 10 V) / 25 mA, em que U é a tensão de alimentação. Com fonte de 24 V, a carga total precisa ficar abaixo de (24 − 10) / 0,025 = 560 Ω. Outro exemplo hipotético, independente do anterior: uma barreira de 280 Ω mais o resistor de 250 Ω da entrada do controlador somam 530 Ω e atendem. Uma barreira de 340 Ω com o mesmo resistor (590 Ω) já fica fora do limite do datasheet. O laço ainda funciona com 24 V nominais, mas fica sem a folga que o critério do datasheet (calculado a 25 mA) reserva para quedas adicionais, como cabo longo ou fonte abaixo do nominal. A resistência real vem do datasheet da barreira escolhida.
Precisão com variação de temperatura: duas abordagens da KELLER
Instrumentos de campo ficam expostos a sol, frio e calor de processo. Além da marcação Ex, vale olhar como o transmissor compensa a temperatura.
Séries 33 X Ei / 35 X Ei / 36 XW Ei: compensação polinomial
Cada transmissor é calibrado em toda a faixa de pressão e temperatura. Com os resultados, a KELLER calcula os coeficientes de um modelo matemático, gravados na memória do microprocessador, que corrige os erros reproduzíveis do sensor. Precisão e margem de erro segundo o datasheet:
| Condição | Saída digital RS485 | Saída 4…20 mA |
|---|---|---|
| Precisão à temperatura ambiente | 0,02 %FS | 0,03 %FS |
| Margem de erro (10…40 °C) | 0,05 %FS | 0,10 %FS |
| Margem de erro (-10…80 °C) | 0,10 %FS | 0,15 %FS |
A Série 36 XW Ei, para nível, é compensada em 0…50 °C. A interface RS485 (KELLER Bus e MODBUS RTU) aceita até 128 instrumentos no barramento e linhas de até 1.400 m. Segundo o datasheet, a porta RS485 está disponível em todos os modelos, exceto na versão com conector DIN 43650. Pelos programas CCS30 e READ30/PROG30 é possível reprogramar a saída analógica, o zero e os filtros. Para entender o que muda entre saída digital e analógica, veja o artigo sobre transmissor digital de pressão.
Linha Y Ei: compensação por campos de temperatura
Nas Séries 23(S) Y Ei / 25 Y Ei / 26 Y Ei, um circuito adicional com sensor de temperatura divide a faixa de temperatura em campos de 1,5 K. Para cada campo, a KELLER calcula a correção do zero e do ganho. O circuito comporta até 120 campos, ou seja, até 180 K de faixa coberta (120 × 1,5 K). Quanto mais larga a faixa, mais pontos de ensaio a calibração exige. Na faixa de 2…1000 bar, o datasheet indica margem de erro típica de ±0,3 %FS e máxima de ±0,5 %FS entre 0 e 50 °C; nas versões de 3 fios com carga na saída de tensão, o erro aumenta 0,1 %FS. Há saídas 4…20 mA, 0…10 V e 0…5 V. Essa linha também tem marcação para poeira (II 1D Ex ia IIIC T 130 °C).
Transmissores Ei da KELLER: principais séries
| Série | Princípio | Faixas padrão | Marcação ATEX (datasheet) |
|---|---|---|---|
| 33 X Ei / 35 X Ei / 36 XW Ei | Piezorresistivo, compensação polinomial, RS485 | Relativa 1 a 30 bar; absoluta de 0,8…1,2 bar a 1000 bar | II 1 G Ex ia IIC T6…T4 · KEMA 04 ATEX 1081 X |
| 23(S) Y Ei / 25 Y Ei / 26 Y Ei | Piezorresistivo, compensação por campos, analógico | 23 Y Ei: 0,2…2 bar; 23 SY Ei: 1…1000 bar; 25 Y Ei: 0,5…600 bar; 26 Y Ei: 0…20 bar | II 1G Ex ia IIC T6…T4 e II 1D Ex ia IIIC T 130 °C · IBExU 10 ATEX 1124 X |
| 41 X Ei | Capacitivo, membrana cerâmica | 30, 100 e 300 mbar | II 1/2 G Ex ia IIC T4 · PTB 06 ATEX 2011 |
| 46 X Ei | Capacitivo submersível, para nível | 30, 100 e 300 mbar | II 1/2 G Ex ia IIC T4 · PTB 06 ATEX 2011 |
O catálogo também tem a Série PD-39 X Ei, versão Ei do transmissor de pressão diferencial PD-39 X. Para a marcação, a certificação e as especificações dela, consulte a equipe técnica.
ATEX não é Inmetro: o que isso muda no seu projeto
Todas as séries da tabela acima têm certificação ATEX, que é europeia (veja a marcação na última coluna). Nenhuma delas tem certificação Inmetro. No Brasil, equipamentos elétricos destinados a atmosferas explosivas precisam de certificação de conformidade do Inmetro. Na prática:
- Esses modelos não devem ser apresentados nem instalados como aptos para área classificada no Brasil.
- Se o ponto de medição está em área classificada de uma planta brasileira, a especificação precisa pedir equipamento com certificação Inmetro.
- A certificação ATEX faz sentido em projetos destinados a mercados que a aceitam, como máquinas e skids montados para exportação, sempre conforme a regra do país de destino.
- Se o ponto não está em área classificada, você não precisa de versão Ex: as séries 33 X / 35 X usam a mesma base de medição (sensor piezorresistivo com compensação matemática), sem os requisitos de um laço intrinsecamente seguro.
Na dúvida sobre o enquadramento, envolva o responsável pela classificação de áreas da planta antes de comprar.
Checklist antes de especificar
- Classificação de área documentada: zona, grupo de gás ou poeira e classe de temperatura exigida.
- Certificação aceita no local de instalação (no Brasil, Inmetro).
- Condições específicas de uso do certificado (o "X").
- Parâmetros de entidade conferidos com a barreira e o cabo reais.
- Tensão mínima no transmissor com a carga total do laço.
- Faixa de pressão, referência (relativa ou absoluta), conexão e materiais compatíveis com o fluido.
- Classe de temperatura válida para a temperatura ambiente e de processo reais.
Vai especificar um projeto para exportação ou precisa saber se o seu ponto exige versão Ex? Veja os detalhes da Série 33 X Ei / 35 X Ei / 36 XW Ei (certificação ATEX, sem Inmetro) e fale com a equipe técnica da Kelltech para avaliar a aplicação, a certificação exigida e o laço antes da compra.
Fale com um especialista e encontre o produto certo para a sua aplicação.Equipe técnica da Kelltech, distribuidora oficial KELLER no Brasil.
