Guía completa sobre los tipos de protección a prueba de explosiones: Ex d, Ex e, Ex i, Ex p, Ex m explicados

Introducción

El diseño a prueba de explosiones es fundamental en entornos industriales y peligrosos donde pueden existir gases, vapores o polvos inflamables. Un diseño inadecuado de equipos eléctricos puede encender estas atmósferas peligrosas, provocando incendios o explosiones catastróficas que ponen en peligro al personal, los equipos y toda la instalación. Comprender los principios de la protección a prueba de explosiones no solo es un requisito normativo según las normas IECEx, ATEX o NEC, sino también una práctica fundamental de ingeniería que garantiza la seguridad y la fiabilidad operativas.

La importancia del diseño a prueba de explosiones

Los equipos eléctricos en zonas peligrosas deben evitar la ignición tanto en condiciones normales de funcionamiento como en condiciones de fallo previsibles. El diseño a prueba de explosiones aborda dos riesgos principales:

1. Ignición directa: Chispas eléctricas, arcos o superficies de alta temperatura que podrían encender atmósferas combustibles.

2. Ignición indirecta: Fallas mecánicas, sobrecalentamiento u otras anomalías que puedan propagar el incendio o la explosión desde el interior del equipo al ambiente externo.

Al implementar protección a prueba de explosiones, los ingenieros pueden operar de manera segura motores, paneles de control, cajas de conexiones, instrumentación y sensores incluso en las zonas más peligrosas, desde la Zona 0 / Zona 20 (riesgo más alto) hasta la Zona 2 / Zona 22 (riesgo más bajo).

El papel de IECEx, ATEX y las normas globales

Las normas globales proporcionan el marco para diseñar, probar y certificar equipos a prueba de explosiones:

• IECEx (Sistema de la Comisión Electrotécnica Internacional para la Certificación de Normas Relativas a Equipos para Uso en Atmósferas Explosivas)

  • Proporciona reconocimiento internacional del cumplimiento de las normas IEC 60079.

  • Se centra tanto en el diseño de equipos como en los procesos de inspección de fábrica.

• ATEX (Directiva UE 2014/34/UE)

  • Obligatorio para equipos utilizados en atmósferas explosivas dentro de la Unión Europea.

  • Requiere marcado CE y procedimientos de evaluación de la conformidad.

• NEC/UL (EE. UU.)

  • El Código Eléctrico Nacional define clases, divisiones y ubicaciones peligrosas en América del Norte.

  • UL 1203 y otras normas proporcionan pautas de prueba y certificación.

Estas normas garantizan que los equipos no solo funcionen de forma segura, sino que también cumplan con los requisitos regulatorios y de seguros a nivel mundial. Para ingenieros y diseñadores, el cumplimiento es esencial tanto para la aprobación legal como para la seguridad operativa a largo plazo.

Por qué los ingenieros deben comprender los tipos de protección

La protección antideflagrante no es universal. Elegir el tipo correcto depende de varios factores:

• Clasificación de zona peligrosa (0, 1, 2 para gases; 20, 21, 22 para polvo).

• Tipo de sustancia peligrosa (grupo de gases IIA/IIB/IIC o grupo de polvo IIIA/IIIB/IIIC).

• Nivel de potencia eléctrica y tipo de dispositivo (circuito de control, motor o instrumentación).

• Consideraciones ambientales, como temperatura, humedad y corrosión.

Sin una comprensión profunda de los tipos de protección (a prueba de fuego (Ex d), seguridad aumentada (Ex e), seguridad intrínseca (Ex i), presurización (Ex p) y encapsulación (Ex m)), los ingenieros corren el riesgo de seleccionar equipos que sean demasiado conservadores, innecesariamente costosos o inseguros.

En Weimiao, nuestros ingenieros combinan experiencia práctica con conocimientos de cumplimiento normativo para diseñar, construir y certificar paneles de control y gabinetes para entornos peligrosos globales. Desde pequeños paneles de señalización de seguridad intrínseca hasta grandes gabinetes de control de motores ignífugos, Weimiao garantiza que cada producto cumpla con las normas internacionales, a la vez que se mantiene instalable, fácil de mantener y totalmente conforme.

✅ Esta sección prepara el escenario para el siguiente paso: la Tabla de referencia rápida de tipos de protección, que brindará a los lectores una comparación clara y rápida de Ex d, Ex e, Ex i, Ex p y Ex m, incluidos principios, zonas, grupos de gases, aplicaciones, ventajas/desventajas y notas de inspección.

Tabla de referencia rápida de tipos de protección a prueba de explosiones

Esta tabla ofrece una descripción general completa de los cinco tipos de protección a prueba de explosiones más comunes utilizados en paneles y envolventes de control industrial. Destaca su principio, zonas aplicables, grupos de gases, aplicaciones típicas, ventajas/desventajas y notas clave de diseño e inspección, lo que proporciona a los ingenieros una referencia rápida y detallada.

Tipo de protección	Marcado / Abreviatura	Principio de funcionamiento	Zonas aplicables	Grupo de gas/polvo	Aplicaciones típicas	Pros / Contras	Notas clave de diseño e inspección
A prueba de fuego	Ejemplo d	Contiene explosión interna; el recinto resiste la presión y enfría la llama para evitar la ignición externa.	Zona 1 (también Zona 2 para algunos dispositivos)	Gas: IIA / IIB / IIC	Motores, terminales de motor, cajas de conexiones, grandes paneles de control	Ventajas: Permite el uso de dispositivos de alta potencia; tecnología madura; reparable.  Contras: Pesado, costoso, requiere alta precisión de mecanizado .	El material del recinto debe ser resistente (hierro fundido, aluminio, acero). Las uniones ignífugas deben cumplir tolerancias geométricas. Todas las aberturas (cables, ejes) deben mantener su integridad. Inspeccione si hay corrosión, desgaste de las juntas y revestimiento de la superficie.
Mayor seguridad	Exe	Evita chispas o calor excesivo gracias a un diseño mejorado: espacios más grandes, aislamiento reforzado y montaje estable.	Zona 1 / 2	Gas: IIA / IIB / IIC (depende del diseño)	Bloques de terminales, cajas de conexiones, relés, pequeña instrumentación	Ventajas: Menor costo y peso que Ex d; permite cierta complejidad.  Contras: No puede manejar fallas internas graves; depende del diseño y control de componentes.	Asegúrese de que no haya arcos ni chispas; refuerce el aislamiento y mantenga las distancias de fuga y de espacio libre. Inspeccione los sujetadores, terminales y la integridad de los componentes.
Seguridad intrínseca	Ejemplo i ( ia / ib / ic )	Limita la energía en el circuito para que no pueda encender el gas, incluso en condiciones de falla; utiliza barreras o aisladores.	Zona 0/1/2 ( ia para Zona 0/20, ib para Zona 1, ic para Zona 2)	Gas: IIA / IIB / IIC	Sensores, transmisores, circuitos de instrumentación, señalización de baja potencia	Ventajas: Seguro en zonas de mayor riesgo (Zona 0/20); bajos requisitos de energía; adecuado para circuitos de señal.  Contras: No puede alimentar dispositivos de alta carga; cableado y mantenimiento estrictos; se necesita alta precisión de diseño.	Utilice barreras de seguridad intrínsecas ; limite el voltaje, la corriente, la potencia, la capacitancia y la inductancia. Verificar el diseño de cables, terminales y circuitos. Inspeccione las barreras, etiquete los circuitos y evite los componentes no aprobados.
Presurización	Ex p ( px , py , pz )	Mantiene la presión interna más alta que la externa; evita el ingreso de gases peligrosos; permite el ingreso de dispositivos no intrínsecamente seguros.	Zona 1 / 2	Gas: todos los grupos (dependiendo del control interno y del flujo de aire)	Paneles de control, gabinetes de instrumentación con componentes no Ex	Ventajas: Puede albergar equipos estándar o dispositivos de alta potencia; diseño flexible.  Contras: Requiere suministro de aire continuo, monitoreo y sistemas a prueba de fallas; costo operativo más alto.	Se requiere presurización continua; incluye alarmas de presión, cortes a prueba de fallas; el flujo de aire debe evitar el ingreso de gas. Inspeccionar reguladores, filtros, alarmas y sistemas de respuesta a emergencias.
Encapsulación	Ejemplo m (ma/mb)	Recubre componentes eléctricos con resina o material no combustible ; evita que las chispas o las superficies calientes enciendan gases externos.	Zona 1 / 2	Gas: IIB / IIC ( depende del material)	Relés, terminales, pequeños transformadores, módulos de sensores	Ventajas: Construcción simple, eficaz para dispositivos pequeños; evita la entrada de polvo.  Contras: Difícil o imposible de reparar; mala disipación del calor; no apto para equipos de gran potencia.	El material debe ser resistente al fuego, no agrietarse y térmicamente estable; considere la disipación térmica. Inspeccione si hay grietas, delaminación o envejecimiento.

Notas clave para ingenieros

1. Las soluciones híbridas son comunes:

   • Una sola carcasa puede combinar Ex d, Ex i y Ex p para diferentes circuitos: p. ej., circuitos de potencia a prueba de llamas, circuitos de señal con seguridad intrínseca y la carcasa incluye presurización.

   • Ejemplo: Ex db ec ic nC IIC T4 Gc: múltiples conceptos de protección en una etiqueta.

2. La zona determina la selección:

   • Zona 0/20: casi siempre seguridad intrínseca (ia/ib)

   • Zona 1/21: ignífugo, seguridad aumentada, presurización o encapsulado.

   • Zona 2/22: protección de nivel inferior posible, incluyendo Ex ic o Ex e.

3. El diseño debe coincidir con la capacidad del componente:

   • Dispositivos de alta potencia → a prueba de llamas o presurización

   • Circuitos de señal → seguridad intrínseca

   • Módulos pequeños → encapsulado

4. Inspección y mantenimiento:

   • Asegúrese de que se mantengan todos los principios de protección después de la instalación

   • Inspeccione la corrosión, los daños mecánicos y la degradación térmica.

   • Verifique la integridad de las juntas, sellos, barreras y sistemas de presurización.

✅ Esta tabla actúa como una hoja de referencia completa para que los ingenieros y técnicos identifiquen y comparen rápidamente los tipos de protección Ex d, e, i, p y m en los paneles de control de áreas peligrosas.

Protección antideflagrante (Ex d/db)

Principio de funcionamiento

La protección antideflagrante, marcada como Ex d (o db para gas EPL), es uno de los métodos a prueba de explosiones más utilizados para recintos de áreas peligrosas. Su principio es simple pero robusto:

• Cualquier explosión que ocurra dentro del recinto deberá ser contenida.

• El recinto debe soportar la presión interna generada por la explosión.

• Las vías de llama —uniones diseñadas con precisión entre el cuerpo del recinto y la tapa— enfrían y extinguen las llamas antes de que puedan escapar.

• Como resultado, incluso si el gas o vapor combustible se enciende en el interior, la atmósfera exterior permanece segura.

Los gabinetes ignífugos son ideales para la Zona 1, a veces para la Zona 2, y son adecuados para equipos de alta energía o alta potencia que no pueden protegerse únicamente mediante seguridad intrínseca.

Consideraciones clave de diseño y fabricación

1. Material del recinto

   • Generalmente hierro fundido, aleación de aluminio o placas de acero gruesas.

   • El material debe tener alta resistencia a la tracción para soportar la presión de explosión interna.

2. Juntas ignífugas

   • Incluye diseños machihembrados, escalonados o dentados.

   • Las tolerancias de separación están estrictamente definidas según la norma IEC 60079-1.

   • El acabado superficial y la protección contra la corrosión son fundamentales: el óxido o el desgaste pueden comprometer la trayectoria de la llama.

3. Aperturas y penetraciones

   • Las entradas de cables, los ejes, las ventanas y los puertos de ventilación deben diseñarse como a prueba de llamas o utilizar accesorios certificados Ex d.

   • Las entradas roscadas a menudo requieren prensaestopas Ex d para mantener la integridad.

4. Componentes internos

   • Puede contener dispositivos no intrínsecamente seguros, pero deben verificarse:

     • Temperaturas superficiales máximas por debajo del límite de la clase T

     • Sin chispas ni arcos que excedan los límites de energía

   • La disposición y segregación adecuadas de los componentes minimizan el riesgo de propagación de chispas internas.

5. Tratamiento de superficies y protección contra la corrosión

   • La corrosión o el daño superficial pueden cambiar las tolerancias de espacio.

   • Se recomienda aplicar pintura en polvo, pintura o pasivación química.

   • Inspeccionar periódicamente garantiza la durabilidad de la protección.

Zonas y grupos de gas aplicables

• Zonas: Zona 1 (primaria), Zona 2 (secundaria)

• Grupos de gases: IIA, IIB, IIC

  • El IIC incluye hidrógeno y acetileno, los gases más inflamables.

• Adecuado para equipos eléctricos de potencia media a alta, como motores, contactores, cuadros de distribución y paneles de control de gran tamaño.

Ventajas y desventajas

Ventajas	Desventajas
Permite el uso de componentes industriales estándar	Recinto pesado y voluminoso
Maduro, ampliamente utilizado y comprendido	Alto costo de fabricación
Puede manejar circuitos de alta potencia.	Requiere alta precisión de mecanizado y montaje.
Relativamente fácil de mantener e inspeccionar.	La inspección es más compleja que Ex e o Ex i

Pautas de inspección y mantenimiento

1. Inspección mecánica

   • Verifique la geometría y las tolerancias de la trayectoria de la llama.

   • Inspeccione los pernos, las juntas y las superficies de sellado de la cubierta.

2. Controles de corrosión y superficies

   • Asegúrese de que la pintura o el revestimiento estén intactos.

   • Verificar que no exista oxidación ni desgaste que comprometa el gabinete.

3. Pruebas de presión y explosión

   • Realizado en fábrica o laboratorio certificado.

   • Incluye prueba de presión interna para simular una explosión interna.

4. Mantenimiento regular en el sitio

   • Inspeccione si hay sujetadores sueltos o prensaestopas dañados.

   • Verifique si hay impactos o deformaciones que puedan afectar la trayectoria de la llama.

Aplicaciones típicas

• Motores y cajas de terminales de motores

• Cajas de conexiones y paneles de distribución

• Armarios de control de gran tamaño con contactores o interruptores de alta potencia

• Cabinas de instrumentación en zonas de Zona 1 de plantas de petróleo y gas, químicas y petroquímicas

En Weimiao, nuestros ingenieros se especializan en el diseño de gabinetes Ex d para paneles de control complejos, garantizamos:

• Diseño correcto de la trayectoria de la llama y tolerancias de unión

• Disposición interna adecuada de los componentes

• Cumplimiento de las directivas IEC 60079-1 y ATEX

• Fácil instalación y mantenimiento para clientes internacionales

La experiencia de Weimiao garantiza que cada envolvente ignífuga cumple con los requisitos de seguridad y operativos, incluso en los entornos peligrosos más exigentes.

Protección de seguridad aumentada (Ex e / eb)

Principio de funcionamiento

La seguridad aumentada, marcada como Ex e (o eb en algunas etiquetas antiguas), está diseñada para eliminar o reducir la posibilidad de chispas o calor excesivo que podrían encender atmósferas explosivas. A diferencia de la protección contra llamas (Ex d), que contiene una explosión, la protección Ex e previene la ignición antes de que ocurra mediante la mejora del diseño de los componentes y envolventes eléctricos.

• No se permiten arcos, chispas ni superficies calientes que excedan la temperatura máxima nominal.

• Las medidas de protección incluyen:

  • Aislamiento mejorado

  • Mayores distancias de fuga y de aislamiento

  • Montaje rígido de componentes

  • Evita la acumulación de piezas conductoras sueltas o polvo metálico

Ex e es ideal para la Zona 1, donde existen riesgos de ignición pero puede no ser necesaria una contención de explosión interna.

Consideraciones clave de diseño y fabricación

1. Selección de componentes

   • Sólo se pueden utilizar dispositivos certificados o adecuados para Ex e.

   • Muchos interruptores, relés y contactores estándar requieren un tratamiento especial o refuerzo.

   • Se prefieren materiales estables y de alta resistencia para reducir la posibilidad de chispas.

2. Aislamiento y fugas

   • Espesor de aislamiento y materiales mejorados.

   • La distancia de fuga (distancia superficial a lo largo del material aislante) y la distancia de separación (distancia a través del aire) deben superar los requisitos mínimos de la norma IEC 60079-7.

   • Evita la formación de trayectorias superficiales o descargas disruptivas que podrían provocar la ignición del gas.

3. Montaje y estabilidad mecánica

   • Los componentes deben estar montados de forma segura para evitar movimientos, vibraciones o aflojamientos que puedan generar chispas.

   • Los tornillos, terminales y conectores necesitan medidas antivibración y control de torsión.

4. Control de temperatura

   • El diseño garantiza que las temperaturas de la superficie permanezcan por debajo de la clase T asignada (T1–T6).

   • Se evalúa cuidadosamente el calentamiento de los componentes debido al flujo de corriente, las condiciones ambientales y la acumulación térmica.

5. Cableado y terminación

   • Un alivio de tensión adecuado y conexiones de terminales evitan que se produzcan chispas debido a cables sueltos.

   • Los cables que ingresan al gabinete deben mantener la integridad Ex e con prensaestopas o métodos de sellado adecuados.

Zonas y grupos de gas aplicables

• Zonas: Zona 1 (primaria), Zona 2 (secundaria)

• Grupos de gases: IIA, IIB, IIC (según el diseño y la clasificación del componente)

• Adecuado para aplicaciones donde los dispositivos de alta potencia o que generan chispas son mínimos pero la seguridad necesita evitar la ignición.

Ventajas y desventajas

Ventajas	Desventajas
Más ligera y menos costosa que la ignífuga (Ex d)	No puede contener una explosión interna; depende de un diseño y ensamblaje correctos
Apta para zonas moderadamente peligrosas (Zona 1/2)	La verificación depende de la calidad de los componentes y la construcción.
Instalación y mantenimiento más sencillos	Limitado a dispositivos de potencia baja a media en comparación con Ex d
Reduce el riesgo de superficies calientes y chispas.	No apto para circuitos de energía extremadamente alta.

Pautas de inspección y mantenimiento

1. Inspección visual

   • Compruebe que no haya piezas sueltas ni modificaciones no aprobadas.

   • Asegúrese de que los terminales, tornillos y componentes estén bien asegurados.

2. Verificación eléctrica

   • Verificar la resistencia de aislamiento y las distancias de fuga.

   • Mida las temperaturas operativas para confirmar que estén por debajo de los límites de la clase T.

3. Integridad de los componentes

   • Asegúrese de que los relés, contactores u otros dispositivos con clasificación Ex funcionen y no presenten daños.

   • Reemplace los componentes que se acercan al final de su vida útil para mantener el margen de seguridad.

4. Cableado

   • Inspeccione los prensaestopas, los puntos de entrada y los terminales para verificar que la conexión y el alivio de tensión sean adecuados.

   • Evite empalmes no aprobados o conductores sin protección dentro del gabinete.

Aplicaciones típicas

• Cajas de terminales y cajas de conexiones en plantas industriales de gas o químicas

• Tomas de relés, pequeños paneles de control y cajas de instrumentos

• Cuadros de distribución donde la contención ignífuga no es viable o necesaria

• Caja secundaria para circuitos de señal o de baja potencia

En Weimiao, nuestros ingenieros aplican los principios Ex e para diseñar envolventes que:

• Eliminar posibles puntos de ignición

• Optimizar la disposición de los componentes para la disipación del calor.

• Mantener la conformidad con la norma IEC 60079-7.

• Ofrecer soluciones fiables y fáciles de mantener a clientes globales.

Esto garantiza la seguridad sin el peso ni el costo adicional de los recintos Ex d, al tiempo que cumple con los estrictos requisitos de las áreas peligrosas.

Protección de seguridad intrínseca (Ex i / ia / ib / ic)

Principio de funcionamiento

La seguridad intrínseca (SI), marcada como Ex i (con las subcategorías ia, ib, ic), es un método de protección que limita la energía eléctrica en un circuito de modo que, incluso en caso de fallo, no pueda encender una atmósfera explosiva.

• Los límites de energía se aplican al voltaje, la corriente, la potencia y la energía almacenada en capacitores o inductores.

• La idea principal: en lugar de contener o excluir el gas explosivo, el propio circuito es inherentemente incapaz de ignición.

• Requiere la instalación de barreras o aisladores en zonas seguras para evitar que la energía peligrosa llegue a los dispositivos de la Zona 0/1.

La seguridad intrínseca es el único tipo de protección adecuado para la exposición continua en la zona 0 (riesgo más alto).

Tipos de seguridad intrínseca

Tipo	Aplicabilidad de la zona	Características clave
ia	Zona 0, 1, 2	Nivel más alto; diseño con triple tolerancia a fallos; seguro incluso ante fallos simultáneos
ib	Zona 1, 2	Nivel intermedio; protege contra fallas individuales
ic	Zona 2	Nivel más bajo; solo apto para áreas menos peligrosas

Consideraciones clave de diseño y fabricación

1. Limitación de energía

   • El voltaje máximo (Vmax), la corriente (Imax) y la potencia (Pmax) se calculan estrictamente para cada circuito.

   • La energía almacenada en los condensadores (C) e inductores (L) está limitada para evitar chispas.

2. Uso de barreras y aisladores

   • Las barreras de seguridad intrínsecas o aisladores se instalan en áreas no peligrosas para limitar la energía que ingresa a zonas peligrosas.

   • Las barreras pueden ser diodos Zener, resistencias o convertidores de aislamiento, según el diseño del circuito.

3. Segregación de circuitos

   • Los circuitos IS deben estar separados físicamente de los circuitos no IS para evitar la transferencia accidental de energía.

   • Está estrictamente prohibida la conexión cruzada entre componentes IS y no IS.

4. Consideraciones de cableado

   • En áreas de la zona 0/1 solo se pueden utilizar cables IS certificados.

   • Las terminaciones y empalmes deben mantener la integridad del diseño con limitación de energía.

5. Selección de componentes

   • Los sensores, transmisores y actuadores deben estar certificados IS.

   • Todos los componentes en la zona peligrosa no deben almacenar energía por encima del límite permitido.

6. Cálculos y verificación

   • Los ingenieros realizan cálculos de energía para todos los modos de falla: cortocircuito, circuito abierto o falla de componentes.

   • Los parámetros comprobados incluyen:

     • Imax – Corriente máxima

     • Vmax – Voltaje máximo

     • Pmax – Máxima potencia

     • C – Capacitancia máxima

     • L – Inductancia máxima

Zonas y grupos de gas aplicables

• Zonas:

  • Zona 0: presencia continua de atmósfera explosiva

  • Zona 1: presencia ocasional

  • Zona 2: presencia rara o de corta duración

• Grupos de gases: IIA, IIB, IIC (depende de la clasificación del componente)

• Especialmente adecuado para instrumentación, sensores y circuitos de señal de bajo consumo en áreas de alto riesgo.

Ventajas y desventajas

Ventajas	Desventajas
Se puede utilizar en la zona 0, el área de mayor riesgo.	No puede manejar cargas de alta potencia directamente
Alto nivel de seguridad incluso con fallos	Requiere un diseño cuidadoso y una instalación profesional.
Permite equipos industriales estándar en áreas seguras	Los errores de mantenimiento (mezcla de circuitos no IS) pueden comprometer la seguridad
Los circuitos de bajo consumo reducen el riesgo de explosión	Se necesitan cálculos complejos y selección de barreras.

Pautas de inspección y mantenimiento

1. Verificación de barreras y aisladores

   • Verifique las clasificaciones y la instalación correcta en áreas no peligrosas.

   • Asegúrese de que los parámetros de la barrera coincidan con el diseño del circuito (Vmax, Imax, Pmax).

2. Integridad del circuito

   • Inspeccione los cables, terminaciones y conectores para detectar daños.

   • Verifique que ningún circuito no IS ingrese a zonas peligrosas.

3. Cumplimiento de componentes

   • Sólo sensores y dispositivos con certificación IS en la zona 0/1.

   • Reemplace cualquier componente que muestre signos de desgaste o que exceda los límites de energía.

4. Etiquetado y documentación

   • Etiquete claramente los circuitos IS y las zonas peligrosas.

   • Mantener actualizados los diagramas de cableado y las certificaciones para su inspección.

Aplicaciones típicas

• Detectores de gas y sensores químicos en áreas de la Zona 0

• Instrumentos y transmisores de campo en plantas petroquímicas

• Circuitos de señal y control de baja potencia en las industrias de petróleo y gas, química y farmacéutica

• Dispositivos de medición y monitorización remota con conexión a equipos de zona segura

En Weimiao, nuestros ingenieros diseñan sistemas Ex i para:

• Limite la energía del circuito con precisión para aplicaciones de la Zona 0/1

• Garantizar la selección y disposición adecuadas de las barreras.

• Integrar las señales IS con sistemas de control no peligrosos.

• Mantener el pleno cumplimiento de la norma IEC 60079-11 para clientes globales.

Esto permite a los ingenieros implementar de forma segura instrumentos de alta precisión en las zonas más peligrosas, manteniendo al mismo tiempo la flexibilidad operativa y el cumplimiento.

Protección de presurización (Ex p / px / py / pz)

Principio de funcionamiento

La protección por presurización, marcada como Ex p, funciona manteniendo el interior de un recinto a una presión superior a la de la atmósfera peligrosa circundante. Esto crea un flujo de aire limpio hacia el exterior, impidiendo la entrada de gases explosivos o polvo en el recinto.

• El recinto en sí no necesita ser intrínsecamente a prueba de explosiones, porque la atmósfera explosiva se mantiene físicamente afuera.

• Variantes como px, py y pz especifican requisitos adicionales para la confiabilidad del suministro de aire, redundancia y diseño a prueba de fallas.

Principio clave: «Presión positiva = barrera protectora». El sistema se basa en la monitorización continua de la presión interna y el flujo de aire.

Subtipos de presurización

Tipo	Descripción	Uso típico
p	Presurización básica	Pequeños paneles de control con flujo de aire continuo
px	Alta seguridad, protegida contra falla única.	Recintos grandes o instrumentación crítica
py	Mantiene la protección durante ciertas fallas	Sistemas de riesgo medio que requieren redundancia
pz	Máxima protección, tolerante a múltiples fallos	Instalaciones complejas o de alto valor

Consideraciones clave de diseño y fabricación

1. Sistema de suministro de aire

   • Debe proporcionar aire limpio y filtrado o gas inerte para mantener una presión positiva.

   • El caudal y la presión del aire deben cumplir con las especificaciones IEC 60079-2.

   • Incluye presostatos o sensores para detectar pérdidas de presión.

2. Mecanismos de seguridad

   • La pérdida de presión activa el apagado automático, alarmas o la transición al modo seguro.

   • Es posible que se requiera un suministro de aire redundante para los sistemas px, py o pz.

3. Diseño de envolventes

   • Aunque los componentes internos no sean a prueba de explosiones, el gabinete debe:

     • Prevenir fugas

     • Soportan una ligera sobrepresión interna.

     • Permiten un flujo de aire adecuado sin recirculación de gases peligrosos.

4. Calidad del aire y filtración

   • Los filtros evitan la entrada de polvo o contaminantes que podrían comprometer la presión positiva.

   • El gas o el aire deben permanecer secos para evitar la condensación en los componentes electrónicos.

5. Control de temperatura

   • La presurización puede afectar el enfriamiento interno; los diseñadores deben garantizar una disipación de calor adecuada para los componentes eléctricos.

6. Monitoreo y mantenimiento

   • Los sensores de presión, las alarmas y los medidores de flujo deben revisarse periódicamente.

   • La calibración e inspección periódica del sistema de suministro de aire es esencial.

Zonas y grupos de gas aplicables

• Zonas: Zona 1 (primaria) y Zona 2 (secundaria)

• Grupos de gases: Todos los grupos de gases industriales (IIA, IIB, IIC) según el diseño del sistema

• Especialmente útil cuando no se pueden colocar dispositivos sensibles o de alta potencia en recintos Ex d.

Ventajas y desventajas

Ventajas	Desventajas
Permite el uso de componentes no a prueba de explosiones en zonas peligrosas	Requiere suministro de aire continuo y monitoreo.
Puede manejar grandes paneles de control o instrumentación sensible.	Mayor costo operativo debido al suministro de gas/aire
Mantenimiento más sencillo en comparación con Ex d o Ex m	Si se pierde presión, la seguridad depende del apagado automático.
Reduce la complejidad del diseño de componentes internos	Requiere una instalación cuidadosa, un diseño de flujo de aire y un gabinete a prueba de fugas.

Pautas de inspección y mantenimiento

1. Sistema de suministro de aire

   • Verifique la fuente de aire/gas, los filtros, las válvulas y los reguladores de presión.

   • Asegúrese de que las alarmas y los activadores de apagado funcionen correctamente.

2. Integridad del recinto

   • Inspeccione los sellos, juntas y uniones de los paneles para evitar fugas.

   • Prueba de presión positiva sostenida en condiciones operativas.

3. Dispositivos de monitoreo

   • Calibre periódicamente los sensores de presión y los medidores de flujo.

   • Verifique que los circuitos de alarma, los indicadores y los interbloqueos del sistema funcionen correctamente.

4. Verificación operativa

   • Simular la interrupción del flujo de aire para garantizar una respuesta a prueba de fallos.

   • Inspección y prueba de documentos para auditorías de cumplimiento.

Aplicaciones típicas

• Gabinetes PLC y paneles de control que contienen equipos sin clasificación Ex en áreas de la Zona 1

• Gabinetes de instrumentación en plantas químicas, refinerías de petróleo y gas o plataformas marinas

• Equipos de monitoreo críticos que requieren operación continua sin gabinete completo Ex d

• Pantallas grandes, dispositivos de medición o servidores en áreas peligrosas

En Weimiao, nuestros ingenieros diseñan recintos presurizados Ex p mediante:

• Selección del suministro de aire y control de presión correctos

• Integración de alarmas a prueba de fallos y sistemas de respaldo

• Garantizando el cumplimiento de la norma IEC 60079-2 y las normas globales

• Permitiendo a los clientes utilizar de forma segura dispositivos sensibles o de alta potencia en entornos de Zona 1/2

Esto garantiza tanto la seguridad como la flexibilidad operativa, especialmente para paneles de control grandes o complejos donde otros tipos de protección pueden resultar poco prácticos.

Encapsulación/Protección contra moldeo (Ex m/ma/mb)

Principio de funcionamiento

La encapsulación, marcada como Ex m, protege los componentes eléctricos al incrustarlos completamente en un material sólido no combustible, generalmente resina epoxi, poliuretano o silicona.

• El encapsulante evita que chispas, arcos o elementos de alta temperatura entren en contacto con gases o polvos explosivos.

• La energía se encuentra dentro de la resina y la ignición no puede propagarse fuera del módulo encapsulado.

• A diferencia de Ex d o Ex p, la carcasa en sí no necesita soportar presión; la protección reside directamente en el componente.

Las variantes incluyen:

Tipo	Aplicabilidad de la zona	Descripción
ma	Zona 0/20	Nivel más alto; encapsulamiento triple tolerante a fallos para exposición continua
mb	Zona 1/21	Nivel intermedio; adecuado para exposición ocasional.

Consideraciones clave de diseño y fabricación

1. Material de encapsulación

   • Debe ser incombustible, resistente al calor y mecánicamente estable.

   • Resiste el agrietamiento, la contracción y el envejecimiento en condiciones operativas.

   • La conductividad térmica debe permitir una disipación adecuada del calor de los componentes integrados.

2. Preparación de componentes

   • Todos los componentes deben estar limpios, secos y correctamente fijados antes de la fundición.

   • Evite huecos o bolsas de aire dentro de la resina para mantener una protección uniforme.

3. Gestión térmica

   • Calcular el aumento de temperatura de los dispositivos encapsulados; la resina puede atrapar el calor.

   • Utilice rellenos conductores de calor o diseñe para enfriamiento pasivo si es necesario.

4. Consideraciones mecánicas

   • Los módulos encapsulados no se pueden reparar fácilmente; cualquier falla generalmente requiere un reemplazo completo.

   • El montaje debe tener en cuenta la vibración y la expansión térmica.

5. Requisitos específicos de la zona

   • La encapsulación ma para la Zona 0 requiere una triple tolerancia a fallos, lo que garantiza protección incluso en las peores condiciones.

   • mb para la Zona 1 permite una encapsulación más simple, evitando aún la ignición en caso de fallas individuales.

Zonas y grupos de gas aplicables

• Zonas:

  • Zona 0/20: peligro continuo → ma

  • Zona 1/21: peligro ocasional → mb

• Grupos de gas/polvo:

  • IIB/IIC para gases, IIIC para polvo conductor (dependiendo de las propiedades de la resina)

• La encapsulación es particularmente efectiva para módulos electrónicos pequeños o sensibles que no pueden alojarse en carcasas Ex d pesadas.

Ventajas y desventajas

Ventajas	Desventajas
Solución sencilla y compacta para componentes pequeños	No apto para equipos grandes o de alta potencia.
Rentable para dispositivos modulares	Los componentes encapsulados no se pueden reparar fácilmente
Previene chispas, arcos y propagación de calor.	La gestión térmica puede ser un desafío
Efectiva para la protección contra la entrada de polvo.	Añade peso y volumen dependiendo de la resina.
Puede combinarse con otros tipos de protección (soluciones híbridas)	Requiere una fabricación precisa para evitar huecos o defectos.

Pautas de inspección y mantenimiento

1. Inspección visual

   • Compruebe si hay grietas, delaminación o decoloración en la resina.

   • Inspeccione los puntos de montaje para detectar tensión mecánica o daños por vibración.

2. Monitoreo térmico

   • Mida la temperatura de funcionamiento de los módulos en servicio para garantizar que permanezca por debajo de los límites de resina o componentes.

3. Pruebas eléctricas

   • Confirme la integridad y continuidad del aislamiento después de la encapsulación.

   • Para los módulos críticos, realice pruebas de rigidez dieléctrica y de corriente de fuga.

4. Estrategia de reemplazo

   • Prepárese para el reemplazo del módulo en lugar de para la reparación; los módulos encapsulados generalmente no se pueden reparar.

Aplicaciones típicas

• Relés pequeños, bloques de terminales, transformadores y sensores electrónicos en áreas peligrosas

• Módulos en armarios de control, especialmente cuando se requiere la instalación segura de componentes sin clasificación Ex.

• Circuitos de monitorización de baterías de litio, módulos de acondicionamiento de señales e interfaces de comunicación.

En Weimiao, nuestro equipo ofrece soluciones de encapsulación Ex m que:

• Seleccione resina de alta calidad y procesos de curado para lograr estabilidad térmica y mecánica.

• Asegúrese de cumplir con la norma IEC 60079-18 y las normas globales.

• Integre módulos encapsulados en paneles híbridos Ex que combinan Ex d, Ex i y Ex p.

• Optimice la gestión térmica y el tamaño para un diseño de gabinete compacto.

Esto permite a los clientes utilizar de forma segura componentes sensibles o sin clasificación Ex en zonas peligrosas sin comprometer el cumplimiento ni la seguridad.

Cómo evaluar si la marca Ex de un cliente es correcta

Al trabajar con equipos a prueba de explosiones, los ingenieros deben garantizar que todas las marcas Ex sean precisas y cumplan con las normativas. Unas marcas incorrectas pueden provocar instalaciones inseguras, infracciones normativas o fallos de los equipos en zonas peligrosas.

Paso 1: Verifique cada segmento del marcado Ex

Una marca Ex típica podría verse así: Ex db ec ic nC IIC T4 Gc

Para verificar la corrección:

1. Ex – Debe estar siempre presente; indica cumplimiento con las normas de la serie IEC 60079.

2. Tipos de protección: Asegúrese de que cada letra/código corresponda al método de protección utilizado (d, e, i, p, m, nC, etc.) y que esté ordenado alfabéticamente según la norma IEC 60079-0.

3. Grupo de equipo: Identifica correctamente si pertenece al grupo I (minería), II (gases industriales) o III (polvo).

4. Grupo de gas/polvo: Debe coincidir con el equipo y el riesgo previsto. Por ejemplo: IIC para hidrógeno/acetileno; IIIC para polvo conductor.

5. Clase de temperatura: Verifique que la temperatura máxima de la superficie sea compatible con las sustancias inflamables del entorno (clasificaciones T1–T6 o °C).

6. Nivel de protección del equipo (EPL): Asegúrese de que el EPL (Ga, Gb, Gc, Da, Db, Dc) corresponda a la clasificación de zona prevista..

Paso 2: Identificar las partes faltantes o inconsistentes

Los errores comunes incluyen:

• Grupo de gas faltante: p. ej., marcar solo “Ex db T4 Gc” sin especificar IIA/IIB/IIC

• Clase de temperatura faltante: puede causar exposición peligrosa del equipo.

• Conceptos de protección contradictorios: p. ej., marcar Ex d y Ex i en el mismo circuito sin la separación adecuada.

• EPL vs. Zona incorrecta: EPL Gb (Zona 1) utilizado para una zona 0.

Paso 3: Verificar con la zona y la aplicación

1. Clasificación de zona de coincidencia: asegúrese de que la marca esté alineada con la zona peligrosa prevista (0/1/2 o 20/21/22).

2. Verificación de componentes: Confirme que los componentes y circuitos internos correspondan a los tipos de protección enumerados.

   • Circuitos Ex i: todo el cableado y los dispositivos deben ser intrínsecamente seguros

   • Gabinetes Ex p: sistema de presión positiva operativo

   • Módulos Ex m: encapsulado correctamente aplicado

Paso 4: Normas de referencia y certificación

• Verifique el marcado con las normas IEC 60079:

  • IEC 60079-0 (Requisitos generales)

  • IEC 60079-1 (Antideflagrante)

  • IEC 60079-7 (Seguridad aumentada)

  • IEC 60079-11 (Seguridad intrínseca)

  • IEC 60079-2 (Presurización)

  • IEC 60079-18 (Encapsulamiento)

• Asegúrese de que el organismo de certificación (por ejemplo, un laboratorio acreditado por CNAS) valide la marca.

• Verifique que la marca coincida exactamente con el certificado; cualquier discrepancia es un problema de cumplimiento.

Paso 5: Consejos prácticos de verificación

• Utilice una lista de verificación para cada segmento de calificación.

• Compare con los planos de la zona peligrosa para confirmar la EPL frente a la zona.

• Verifique el etiquetado interno: cada componente Ex i o Ex d debe tener su propia marca de certificación, si es necesario.

• Documente los hallazgos: incluya fotos, certificados y notas de inspección para las auditorías.

Beneficios de una evaluación adecuada

• Previene instalaciones inseguras que podrían provocar incendios o explosiones

• Garantiza el cumplimiento de las normas globales (IECEx, ATEX, NEC).

• Minimiza el riesgo de daños o tiempos de inactividad de los equipos.

• Genera confianza en el cliente y respalda el compromiso de Weimiao con la seguridad y la calidad.

Errores comunes de ingeniería

Incluso los ingenieros experimentados pueden cometer errores al diseñar, especificar o instalar equipos a prueba de explosiones. Estos errores suelen deberse a una mala interpretación de las marcas, los tipos de protección o los límites de aplicación. Identificarlos a tiempo previene riesgos de seguridad, problemas regulatorios y costosas modificaciones.

1. Confundir la clasificación IP con la clasificación Ex

• IP (Protección contra la penetración de polvo): Indica protección contra la penetración de polvo y agua. Por ejemplo, IP65 significa "hermético al polvo y protegido contra chorros de agua".

• Ex (A prueba de explosiones): Indica protección contra la ignición en atmósferas peligrosas (gas/polvo) mediante métodos de protección específicos (d, e, i, p, m).

Error: Suponer que una clasificación IP alta significa automáticamente que el equipo es seguro para zonas explosivas.

Solución: Verifique siempre las clasificaciones IP y Ex. Las marcas Ex indican la idoneidad para zonas peligrosas; IP garantiza la protección ambiental, pero no garantiza la seguridad contra explosiones.

2. Confundir la clase de temperatura (clase T) con la temperatura ambiente

• Clase T (T1–T6): Temperatura máxima de superficie que el equipo puede alcanzar sin encender los gases o el polvo circundantes.

• Temperatura ambiente: La temperatura ambiental en la que opera el equipo.

Error: Seleccionar un equipo con clasificación T6 debido a la alta temperatura ambiente, sin verificar si los componentes internos generan calor que pueda superar los límites de la clase T.

Solución: Considerar tanto los límites de la clase T como el aumento real de la temperatura del dispositivo. Por ejemplo, T6 (85 °C máx.) requiere un diseño cuidadoso de los circuitos internos para garantizar que la temperatura de la superficie no supere los 85 °C.

3. Olvidar las marcas de polvo

• Los peligros relacionados con el polvo requieren marcas separadas (Ex t / IIIC / Txx°C) de los peligros relacionados con el gas.

• El polvo conductor (IIIC) o el polvo combustible (IIIA, IIIB) tienen diferentes requisitos de protección.

Error: Instalar equipos marcados únicamente para zonas de gas (Ex d / Ex e) en áreas con polvo combustible.

Solución: Comprobar tanto las zonas de gas como las de polvo. Usar marcas combinadas si es necesario (p. ej., Ex tb ib mb IIIC T130 °C Db) y confirmar la EPL para polvo (Da/Db/Dc).

4. Uso de equipos de grupos de gas de menor clasificación en áreas de mayor riesgo

• Grupos de gases: IIA < IIB < IIC (IIC = mayor riesgo, p. ej., hidrógeno, acetileno).

• Error: Instalar equipo con clasificación IIB en un área peligrosa IIC.

Consecuencia: El equipo puede encender el gas y provocar una explosión.

Solución: Seleccione siempre equipos clasificados para el grupo de gases más alto presente en la zona. Verifique el marcado y la certificación.

5. Mezcla incorrecta de tipos de protección

• La protección híbrida es común (por ejemplo, Ex db + Ex i + Ex p en un gabinete).

• Error: Combinar tipos de protección sin una separación adecuada o verificación del diseño.

Solución: Asegúrese de que cada método de protección se aplique correctamente a su circuito o módulo específico. Por ejemplo:

• Circuitos de potencia → Ex d (antideflagrante)

• Circuitos de señal → Ex i (seguridad intrínseca)

• Equipo no Ex en el interior → Ex p (gabinete presurizado)

6. Descuidar la EPL frente a la verificación de zona

• El nivel de protección del equipo (EPL) debe coincidir con la zona prevista:

  • Ga → Zona 0

  • Gb → Zona 1

  • Gc → Zona 2

• Error: utilizar equipos con clasificación Gb en la zona 0 o Gc en la zona 1.

Solución: Siempre haga una referencia cruzada del EPL con el plano y la clasificación del área peligrosa.

7. Ignorar los requisitos de mantenimiento e inspección

• Incluso un equipo correctamente clasificado puede fallar si no se le realiza el mantenimiento.

• Descuidos comunes: corrosión de juntas Ex d, conexiones sueltas en cajas Ex e, envejecimiento de la resina en módulos Ex m.

Solución: Establecer inspecciones programadas y mantenimiento preventivo, documentando el cumplimiento de las normas IEC 60079.

✅ Resumen: La mayoría de los errores de ingeniería surgen de la mala interpretación de las marcas Ex, los grupos de gas/polvo, la clase T y el EPL, o del incumplimiento de las normas de protección híbrida. En Weimiao, nuestros ingenieros verifican minuciosamente todas las marcas Ex, las asignaciones de zonas y los métodos de protección para garantizar el pleno cumplimiento y una operación segura en áreas peligrosas.