ATEX Zona 1 vs Zona 2 — implicaciones prácticas para la selección de equipos

Zona 1 vs Zona 2 no es solo una cuestión de probabilidad — determina las categorías de equipo, las rutas de certificación y cómo puede ser su arquitectura de control.

La diferencia entre Zona 1 y Zona 2 a menudo determina no solo qué equipo puede utilizar — sino si su proyecto es viable dentro del tiempo y el presupuesto.

Zona 1 y Zona 2 se definen por la probabilidad de que una atmósfera inflamable esté presente durante el funcionamiento normal. Zona 1 — donde es probable — requiere equipos de Categoría 2. Zona 2 — donde ocurre solo en condiciones anormales — requiere Categoría 3. Esta distinción regulatoria es el punto de partida. Las implicaciones prácticas van más lejos.

Pasar de Zona 2 a Zona 1 cierra una serie de opciones de equipo, desplaza la ruta de certificación de la autodeclaración del fabricante a la participación del organismo notificado, y restringe qué conceptos de protección pueden usarse para elementos calefactores, envolventes y circuitos de sensores. Para un sistema de calefacción o transferencia personalizado, la diferencia entre zonas puede afectar los plazos de adquisición, la arquitectura del sistema y el trabajo de ingeniería previo necesario antes de que se pueda pedir un producto.

Zona 2 a menudo se trata informalmente como el requisito menor — la zona donde las cosas son más fáciles. Eso es parcialmente cierto en términos de disponibilidad de equipos. No es cierto en el sentido de que los equipos comerciales estándar sin certificación ATEX sean aceptables. Zona 2 sigue siendo una zona clasificada. La flexibilidad que ofrece es relativa a Zona 1, no relativa a zonas no clasificadas.

Categoría 2 vs Categoría 3: certificación y adquisición

La categoría del equipo determina la ruta de certificación, con consecuencias directas sobre qué está disponible, de quién y cuándo.

Equipos de Categoría 2 (Zona 1) deben ser certificados por un organismo notificado. La ruta estándar es un Certificado de Examen CE de Tipo, emitido bajo el Anexo III de la Directiva ATEX, que confirma que el diseño del equipo cumple los requisitos de las normas armonizadas aplicables. Para la producción en serie, esto cubre el diseño; el fabricante certifica por sí mismo cada unidad de producción frente a ese diseño aprobado. Para equipos de una sola unidad o personalizados, la Verificación de Unidad CE bajo el Anexo V es la alternativa — cada unidad individual es examinada por el organismo notificado.

Equipos de Categoría 3 (Zona 2) no requieren la participación de un organismo notificado. El fabricante emite una Declaración de Conformidad frente a las normas armonizadas pertinentes y aplica el marcado ATEX. Esto otorga a los fabricantes considerablemente más flexibilidad para producir configuraciones no estándar sin una revisión de diseño por terceros en cada iteración.

Consecuencias prácticas para la adquisición de sistemas de calefacción

  • Disponibilidad. Los productos de calefacción de Categoría 2 son fabricados por menos proveedores y en menos configuraciones estándar que sus equivalentes de Categoría 3. Para calefactores de bidones, calefactores de GRV y conjuntos de mangueras calentadas, el rango clasificado para Zona 1 es típicamente un subconjunto del rango de Zona 2.
  • Configuraciones personalizadas. Un calefactor de bidón no estándar — densidad de vatios diferente, diámetro de bidón no estándar, placa seguidora integrada — en Categoría 2 requiere que el fabricante tenga el diseño cubierto por un certificado de organismo notificado existente u obtenga Verificación de Unidad para el artículo específico. Esto lleva tiempo y tiene implicaciones de coste que no se aplican al trabajo personalizado equivalente de Categoría 3.
  • Plazos de entrega. Los productos estándar de Categoría 2 tienen plazos de entrega más largos que sus equivalentes de Categoría 3 en la mayoría de las categorías de producto. Para proyectos con requisitos ATEX Zona 1, confirmar la disponibilidad del equipo y el plazo de entrega con anticipación — antes de finalizar el calendario de instalación — evita retrasos en el programa.
  • Documentación. Los equipos de Categoría 2 se entregan con un número de Certificado de Examen CE de Tipo en el marcado ATEX y en la documentación. Esta referencia debe aparecer en los registros de instalación. Los equipos de Categoría 3 llevan una Declaración de Conformidad — igualmente requerida en la documentación, pero no emitida por el organismo notificado.

Conceptos de protección permitidos en Zona 1 y Zona 2

El concepto de protección Ex describe cómo un equipo previene la ignición. La zona determina qué conceptos son aceptables. Para los componentes de calefacción, control y medición, los conceptos permitidos difieren significativamente entre zonas.

Zona 1 — permitido para equipos de Categoría 2G

  • Ex d (envolvente antideflagrante). Una explosión que ocurre dentro de la envolvente no puede propagarse a la atmósfera circundante. Estándar para cajas de bornes de motores, envolventes de control y cajas de conexiones en Zona 1. Requiere construcción robusta y prensaestopas certificados; las entradas de la envolvente son roscadas y deben apretarse según especificación.
  • Ex e (seguridad aumentada). Elimina fuentes de ignición potenciales durante el funcionamiento normal y condiciones de fallo definidas mediante medidas constructivas — distancias de fuga y aislamiento, diseño de terminales, límites de elevación de temperatura. Usado para cajas de bornes, cajas de conexiones y algunas envolventes de control donde no se producen chispas en operación normal o en fallo.
  • Ex ia (seguridad intrínseca, nivel ia). Limita la energía eléctrica en el circuito a niveles por debajo de la energía mínima de ignición del grupo de gas, en funcionamiento normal y dos condiciones de fallo simultáneas. El concepto de protección estándar para sensores de temperatura (PT100/PT1000), circuitos de señal e instrumentación en Zona 1. Requiere una barrera de seguridad certificada o aislador galvánico ubicado fuera de la zona.
  • Ex mb (encapsulamiento, nivel mb). Las partes eléctricas activas están encapsuladas en compuesto para que la atmósfera circundante no pueda ser encendida. Usado para algunas construcciones de terminales de elementos calefactores y pequeños componentes eléctricos integrados en conjuntos calentados.
  • Ex p (presurización). Mantiene presión positiva de aire limpio o gas inerte dentro de una envolvente para prevenir la entrada de atmósfera inflamable. Usado para paneles de control más grandes que serían impracticables o antieconómicos de construir como Ex d. Requiere un sistema de control de purga y presurización y un suministro fiable de aire limpio.

Zona 2 — adicionalmente permitido para equipos de Categoría 3G

  • Ex nA (sin chispas). El equipo no produce chispas o arcos en el funcionamiento normal y no tiene superficies lo suficientemente calientes como para causar ignición. Un estándar de construcción más simple que Ex e, aceptable para envolventes de terminales, cajas de conexiones y algunos componentes de control solo en Zona 2. No permitido en Zona 1.
  • Ex nR (respiración restringida). Limita la velocidad de entrada de la atmósfera circundante en la envolvente. La atmósfera interna puede volverse inflamable con el tiempo, pero no a una velocidad que crea riesgo de ignición durante el funcionamiento normal. Solo Zona 2.
  • Ex ec (seguridad aumentada, Categoría 3). Equivalente en concepto a Ex e pero según el estándar de Zona 2 (Categoría 3) — se tienen en cuenta menos condiciones de fallo. Ofrece a los diseñadores de equipos más flexibilidad que Ex e proporcionando aún medidas de protección genuinas más allá de Ex nA.
  • Ex ic (seguridad intrínseca, nivel ic). Una tolerancia de condición de fallo en lugar de las dos requeridas para Ex ia. Aceptable para circuitos de señal e instrumentación en Zona 2. En la práctica, muchos diseñadores de sistemas usan Ex ia en todo el sistema en lugar de mezclar ia e ic, ya que la diferencia de coste de la barrera es marginal y usar un único concepto de protección simplifica la documentación de instalación.
Regla fundamental

Los equipos certificados para Zona 1 (Categoría 2) también pueden usarse en Zona 2 sin restricción. Lo contrario no es cierto: los equipos certificados solo para Zona 2 (Categoría 3) no pueden instalarse en Zona 1.

Ubicación de componentes de control respecto a los límites de zona

Cada componente con contenido eléctrico que podría actuar como fuente de ignición debe llevar certificación que coincida con la zona en la que está ubicado. La forma más práctica de gestionar esto para controladores, HMIs y equipos de monitorización es ubicarlos completamente fuera de la zona clasificada — donde no se requiere clasificación ATEX.

Un controlador de temperatura instalado en la pared fuera del límite de Zona 1 no requiere certificación ATEX. Los cables de sensor que van desde él hacia la zona sí requieren tratamiento apropiado: circuitos de seguridad intrínseca Ex ia con una barrera de seguridad certificada o aislador galvánico ubicado en el lado seguro del límite. Esta es práctica estándar y añade un coste moderado. La alternativa — instalar el controlador dentro de Zona 1 en una envolvente Ex d o Ex p certificada — es sustancialmente más cara, más pesada y limita lo que puede instalarse dentro del panel.

En Zona 2, las opciones son más amplias. Las envolventes Ex nA y Ex ec son permisibles para componentes de control de Categoría 3, lo que reduce la penalización de coste y peso de ubicar controladores dentro de la zona en comparación con Zona 1. No obstante, el diseño más limpio en la mayoría de las instalaciones sigue siendo posicionar los controladores e indicadores fuera del límite de zona donde el recorrido del cable lo permita.

Los cruces de límites de zona para cables de alimentación y señal requieren prensaestopas de cable certificados que coincidan con el concepto de protección de la envolvente a la que sirven. Una envolvente Ex d equipada con un prensaestopas de cable de rosca PG estándar ya no cumple con Ex d — el prensaestopas debe estar certificado para servicio Ex d y correctamente apretado. Este es uno de los errores de instalación más comunes encontrados durante las inspecciones en obra.

Decisiones sobre límites de zona a resolver en la fase de diseño — no durante la instalación

  • Dónde se ubicarán físicamente los controladores y dispositivos de corte respecto a las líneas de límite de zona
  • Qué circuitos de señal cruzan límites de zona y qué concepto de protección (Ex ia/ic) se utilizará
  • Rutas de cableado a través de límites de zona y la especificación de prensaestopas para cada cruce
  • Si algún equipo inicialmente previsto para fuera de la zona acabará en la práctica dentro de ella durante la instalación
Controlador de temperatura ATEX

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Sistemas de calefacción específicos de zona — diseñados y certificados internamente

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Donde se requiere certificación Zona 1 Categoría 2 para una configuración no estándar, trabajamos dentro del marco de certificación del organismo notificado desde la fase de diseño — no como una ocurrencia tardía.

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