Un PC marino es un ordenador robusto y sellado, diseñado para soportar las vibraciones, la sal, la humedad y las fluctuaciones de potencia propias de un buque en funcionamiento. La necesidad de la certificación ATEX se reduce a una sola pregunta: ¿la zona de trabajo se encuentra dentro de una zona clasificada como peligrosa según el plano de zonificación del buque? La mayoría de los PC marinos nunca se encuentran en una zona peligrosa. Un PC de panel sellado de grado marino, probado según normas ambientales como la IEC 60945, es el hardware adecuado para un puente de mando, un puente de mando o una sala de máquinas que el inspector clasifique como zona segura. La certificación ATEX solo entra en juego cuando el mismo ordenador debe funcionar dentro de un espacio donde puede haber una atmósfera explosiva de gas o polvo, como la sala de control de carga de un buque cisterna, un armario de detección de gas GNL o una estación de detección de incendios y gases en alta mar.
La certificación ATEX es el elemento clave que divide la adquisición de un PC de panel marino en dos categorías. Un buque que nunca transporta carga inflamable puede especificar un PC de panel de puente sellado que cumpla con las pruebas ambientales de grado marino y dar por concluida la compra. Un buque tanque, un buque metanero, un buque quimiquero, una plataforma petrolífera o cualquier buque con estaciones de control de carga, control de incendios o detección de gases dentro de una zona clasificada adquiere un hardware fundamentalmente diferente. El hardware se ve similar en la foto del folleto. Sin embargo, el certificado, el precio, el plazo de entrega y el modo de fallo en caso de error son muy distintos.
La confusión surge pronto. ATEX es la directiva de la UE. IECEx es el esquema internacional. Los astilleros norteamericanos escriben Clase I, División 1 o Zona 1 según NEC 505/506. La marca MED Wheel Mark se aplica a todos estos buques con bandera europea. La sociedad de clasificación (DNV, ABS, Lloyd's Register, BV, RINA, ClassNK, RMRS) añade su propia aprobación de tipo para áreas peligrosas. El arquitecto naval necesita que todos estos certificados coincidan con los planos de zonificación del buque antes de que se envíe un PC de panel. Este recorrido cubre dónde se ubica realmente la informática en áreas peligrosas en un buque tanque o plataforma marina, qué certifica cada esquema de certificación, cómo interpretar una marca Ex en una hoja de especificaciones, qué tipo de protección corresponde a cada estación y qué resulta costoso cuando un equipo de compras interpreta erróneamente ATEX.
¿Dónde reside realmente el sistema de cálculo de zonas peligrosas en un buque?
El puente de mando en sí es casi siempre una zona segura. Las puertas de la timonera son herméticas al gas, el espacio está ventilado a presión positiva y el inspector lo clasifica fuera de las zonas 0, 1 y 2. Un PC marino estándar en el puente no necesita un certificado ATEX. La complicación reside en todo lo adyacente. En un buque petrolero, la sala de control de carga se encuentra junto al puente, pero se considera Zona 2 en muchas interpretaciones de sociedades de clasificación porque el vapor de hidrocarburos migra a través de los cables durante la carga y descarga. En un buque metanero, los paneles de detección de gas, la sala de máquinas de carga, la sala de compresores y el área alrededor del colector son habitualmente Zona 1. En un buque quimiquero, las salas de bombas a nivel de cubierta y el área inmediatamente encima de los tanques de carga son Zona 1 o Zona 2 según la clase de carga.
Más allá de los buques de carga, la misma historia se repite en las plataformas de producción en alta mar. Los puentes de las FPSO y FPU, las estaciones de control de los helipuertos y los módulos de alojamiento suelen ser áreas seguras, pero los paneles de detección de incendios y gases (F&G), las estaciones de trabajo de parada de emergencia (ESD), las salas de medición de carga y las cabinas de control de producción frecuentemente se encuentran en los límites de la Zona 1 o la Zona 2. Las unidades móviles de perforación en alta mar (MODU) superponen la zonificación del sistema de lodo sobre la zonificación de hidrocarburos. Los buques auxiliares navales que transportan combustibles o suministros de pintura tienen sus propios espacios clasificados. La tarea del comprador rara vez es "especificar un panel PC ATEX para todo el buque", sino generalmente "especificar diferentes paneles PC para las estaciones de áreas seguras, las estaciones de la Zona 2 y las pocas estaciones de la Zona 1 que requieren computación certificada". La elección de la topología entre un panel PC marino sellado y una pantalla más computadora separada se ve diferente cuando la mitad de las estaciones de trabajo están en una zona peligrosa y necesitan estar detrás de una carcasa certificada.
Una realidad práctica influye en gran medida en las compras: un PC de panel con certificación ATEX o IECEx es mucho más caro que un PC de panel marino sellado. Un comprador que generaliza diciendo que "todo en el barco debe tener una unidad ATEX" gasta de más. Un comprador que generaliza diciendo que "el puente es el único ordenador que importa" incumple con el inventario. La respuesta correcta siempre es revisar el plano de zonificación antes de redactar las especificaciones, y dicho plano es el documento de referencia. La sala de control de carga puede ser Zona 2 en un buque petrolero y zona segura en un buque de productos refinados con la misma disposición general. El plano de zonificación es lo que indica al departamento de compras qué estaciones necesitan qué certificado.
¿Qué abarcan realmente las normas ATEX, IECEx, MED Wheel Mark y NEC 505?
ATEX es la abreviatura de dos directivas de la UE. La directiva ATEX 2014/34/UE regula los equipos destinados a ser utilizados en atmósferas potencialmente explosivas; este es el certificado estampado en el propio PC. La directiva ATEX 1999/92/CE regula la obligación del empleador de clasificar y documentar las zonas peligrosas y proteger a los trabajadores en ellas; este es el fundamento que utilizan el operador y el astillero para la zonificación del buque. El certificado del PC debe coincidir con el plano de zonificación elaborado por el operador conforme a la directiva sobre seguridad en el lugar de trabajo. El certificado ATEX del proveedor indica el grupo de equipos, la categoría de equipos, el tipo de atmósfera explosiva (gas o polvo), el tipo de protección, la clase de temperatura y el nivel de protección del equipo.
IECEx es el equivalente internacional administrado por la IEC. Las normas técnicas subyacentes — IEC 60079-0 (general), IEC 60079-1 (antideflagrante Ex d), IEC 60079-7 (seguridad aumentada Ex e), IEC 60079-11 (seguridad intrínseca Ex i), IEC 60079-2 (presurizado Ex p), IEC 60079-15 (no incendiario Ex n), IEC 60079-31 (protección contra el polvo Ex t) — son las mismas normas a las que hacen referencia los certificados ATEX. La diferencia práctica radica en qué organismo emitió el certificado y qué jurisdicción lo acepta. IECEx se acepta en la mayoría de los registros internacionales de bandera. ATEX es obligatorio en buques con bandera europea y en escalas portuarias europeas. La mayoría de los PC de panel certificados de proveedores de renombre cuentan con ambos certificados, ya que comparten el programa de pruebas.
La marca MED Wheel Mark es el certificado que el inspector exige ver en un buque comercial con bandera europea. La Directiva de Equipos Marinos (2014/90/UE) exige que los equipos críticos para la seguridad que figuren en la lista cuenten con una homologación de tipo reconocida por la UE, emitida por un organismo notificado, y que dicho certificado lleve una marca en forma de rueda. Los equipos con la marca Wheel Mark también deben estar homologados por una organización reconocida —normalmente una sociedad de clasificación— conforme a las normas a las que hace referencia la Directiva MED. La marca Wheel Mark en sí misma no sustituye a la certificación ATEX; en un buque tanque de clase SOLAS que haga escala en puertos de la UE, el PC de panel necesita la certificación ATEX o IECEx para la certificación de zonas peligrosas, la marca MED Wheel Mark más la homologación de tipo de la sociedad de clasificación para la certificación de transporte marítimo, y el programa de ensayos medioambientales IEC 60945 que respalda ambas. Tres conjuntos de certificados coexisten en la misma placa de identificación.
Los astilleros norteamericanos trabajan con un vocabulario diferente basado en el Código Eléctrico Nacional (NEC). El NEC 500 es el sistema heredado de Clase I, División 1 y División 2 con el que se certificaron originalmente la mayoría de las plataformas marinas estadounidenses y muchos buques tanque con bandera estadounidense. El NEC 505 (gas, Zona 0/1/2) y el NEC 506 (polvo, Zona 20/21/22) son los artículos más recientes basados en zonas que se corresponden directamente con el esquema IEC. Un PC de panel marcado como Clase I, Zona 1, AEx db IIB T4 Gb según el NEC 505 es funcionalmente equivalente a un PC de panel marcado como Ex db IIB T4 Gb según el IECEx, pero la certificación subyacente fue emitida por un Laboratorio de Ensayos Reconocido a Nivel Nacional (NRTL, por sus siglas en inglés), como UL o FM Approvals, y no por un organismo notificado europeo. Un astillero estadounidense que revise una hoja de especificaciones de una sociedad de clasificación basada en las marcas IECEx debe confirmar que el NRTL haya emitido una certificación paralela según la norma NEC 505, o el panel PC será señalado durante la inspección de la Guardia Costera de EE. UU.
¿Cómo se leen las clasificaciones de zona, los grupos y las EPL en una hoja de especificaciones marinas?
La clasificación de zona es el primer elemento de una marca Ex y el que dicta el plano de zonificación. La Zona 0 es un espacio donde existe una atmósfera de gas explosivo de forma continua o durante largos periodos. El interior del tanque de carga de un buque tanque es la Zona 0. Ningún PC de panel activo debe estar allí. La Zona 1 es un espacio donde es probable que se produzca una atmósfera explosiva en funcionamiento normal; las salas de bombas de cubierta abierta, los armarios de detección de gas y muchas estaciones de trabajo de detección de incendios y gases en los módulos FPSO se incluyen aquí. La Zona 2 es un espacio donde es improbable que se produzca una atmósfera explosiva en funcionamiento normal, y si se produce, existirá solo durante un breve periodo; muchas salas de control de carga, salas de motores adyacentes a zonas clasificadas y algunas extensiones de las alas del puente se incluyen aquí. Las zonas de polvo (20, 21, 22) siguen la misma lógica para los buques graneleros, los buques cementeros y las terminales de biomasa.
El grupo de gases es la segunda parte. El grupo IIA cubre los gases de la familia del propano, la mayoría de las atmósferas industriales generales. El grupo IIB cubre el etileno, el metanol y la mayoría de las atmósferas de refinería. El grupo IIC cubre el hidrógeno y el acetileno, los gases más reactivos y los más difíciles de contener. Un PC de panel certificado para el grupo IIC también es aceptable para trabajos IIB y IIA; lo contrario no es cierto. Un buque que transporta hidrógeno, amoníaco o mezclas de gases ricos en hidrógeno necesita equipos con clasificación IIC en las zonas pertinentes. Muchos buques cisterna de petróleo crudo y productos refinados son IIA o IIB según la carga. El grupo I cubre la minería subterránea y es irrelevante para aplicaciones marítimas. El grupo III cubre atmósferas de polvo en buques de transporte de grano o cemento.
La clase de temperatura es la temperatura superficial máxima que el equipo puede alcanzar en condiciones de fallo. T1 es de hasta 450 °C, hasta T6 de 85 °C. La hoja de datos de gases del buque determina el requisito: el vapor de hidrocarburos con una temperatura de ignición de 200 °C requiere T3 o superior. T4 (máximo 135 °C) es el objetivo común para la mayoría de los servicios de hidrocarburos marinos. Un PC de panel con un procesador de alto TDP funcionando a plena carga superará la clase de temperatura más rápidamente que una unidad industrial de baja potencia, razón por la cual los PC de panel para áreas peligrosas tienden a utilizar diseños sin ventilador con refrigeración por conducción y un margen térmico conservador. Las pruebas ambientales marinas rigurosas son la base del informe de pruebas Ex, no un sustituto del mismo.
El Nivel de Protección del Equipo (EPL) completa la marcación. Los EPL Ga, Gb y Gc se aplican a atmósferas de gas en las Zonas 0, 1 y 2, respectivamente. Los EPL Da, Db y Dc se aplican a atmósferas de polvo en las Zonas 20, 21 y 22. Una marcación típica de un PC de panel marino para áreas peligrosas en una aplicación de gas de Zona 1 dice algo como Ex db IIB T4 Gb, lo que significa carcasa antideflagrante (db), gases del Grupo IIB, temperatura superficial máxima de 135 °C, adecuada para la Zona 1. Una aplicación de Zona 2 puede usar el mismo hardware (Gb cubre la Zona 2) o una unidad con clasificación Gc menos costosa si el equipo de compras está considerando cuidadosamente el costo.
¿Qué tipo de protección Ex corresponde a cada estación?
El tipo de protección es el principio de ingeniería en el que se basa el certificado y determina si el PC de panel es apto para la función prevista. Ex d (antideflagrante, IEC 60079-1) es el tipo de protección estándar para atmósferas de gas de Zona 1. La carcasa es de aluminio fundido o acero inoxidable de gran resistencia, diseñada para contener una explosión interna sin transmitir la llama a la atmósfera circundante. Las entradas de cables son prensaestopas certificadas Ex e o Ex d, a menudo con conductos de llama mecanizados en las superficies de contacto con una precisión de varias cifras decimales. Los PC de panel Ex d son la solución estándar para áreas peligrosas en salas de máquinas, control de carga en buques tanque que transitan de Zona 2 a Zona 1 y la mayoría de estaciones de trabajo de detección de incendios y gases en plataformas marinas.
Ex e (seguridad aumentada, IEC 60079-7) reduce el riesgo de arcos eléctricos y altas temperaturas dentro del gabinete mediante un espaciado de terminales más ajustado, mayores distancias de fuga y de aislamiento, y un diseño térmico conservador. Ex e se usa típicamente para terminaciones de cables, cajas de conexiones y bobinados de motores, no para PC de panel independientes. Un PC de panel marino para áreas peligrosas generalmente se envía en un gabinete Ex db con compartimentos de terminales Ex e. Ex i (seguridad intrínseca, IEC 60079-11) limita la energía almacenada o liberada a un nivel inferior al que puede encender la atmósfera explosiva incluso en condiciones de falla. Ex i es la solución adecuada para dispositivos de campo de sensores de baja potencia y pequeños terminales de visualización remota, no para un PC de panel que ejecuta un procesador de clase industrial con varios gigabytes de RAM. Los redactores de especificaciones a veces intentan imponer Ex i en una estación de trabajo; la energía máxima permitida está muy por debajo de las necesidades típicas de un PC de panel.
Ex p (presurizado, IEC 60079-2) mantiene una purga de aire inerte o de instrumentación limpia dentro del gabinete para que nunca entre atmósfera explosiva. El PC de panel dentro del gabinete puede ser una unidad estándar no Ex. Ex p ha sido la opción preferida para gabinetes de control de áreas peligrosas en refinerías petroquímicas durante décadas y aparece cada vez más en plataformas marinas donde la cultura de ingeniería en tierra domina la especificación. La desventaja es que el controlador de purga es en sí mismo un equipo certificado, el suministro de gas inerte o aire de instrumentación debe mantenerse durante la vida útil del gabinete, y una falla de purga apaga el gabinete. En un buque que opera con sus propios servicios, el suministro de aire de instrumentación a menudo se convierte en el factor limitante.
Ex n (no incendiario, IEC 60079-15) es el tipo de protección típico para PC de panel de Zona 2. La carcasa está sellada contra la entrada de polvo, los componentes internos se seleccionan de manera que ningún arco eléctrico o superficie caliente durante el funcionamiento normal pueda encender una atmósfera de Zona 2, y la clase de temperatura está limitada por el diseño. Ex nA, Ex nC y Ex nR son subtipos. Un PC de panel marino con clasificación Ex nA es una solución significativamente menos costosa para una sala de control de carga de Zona 2 que una unidad Ex db, y los equipos de compras deben saber cuándo la zonificación de Zona 2 permite la sustitución. Ex t (IEC 60079-31) cubre la protección contra la ignición de polvo mediante la carcasa para espacios de Zona 21 y 22, relevantes para buques de grano a granel, buques cementeros y muelles de biomasa.
¿Cuál es el coste de adquisición de una certificación ATEX incorrecta?
El error más costoso es especificar un tipo de protección Ex que no coincida con la zona. Un PC de panel Ex nA entregado para una sala de máquinas de carga de Zona 1 será rechazado en la puesta en servicio, no en el siguiente dique seco; los inspectores de clasificación verifican las marcas Ex con el plano de zonificación durante la inspección inicial de la instalación. Una estación de trabajo rechazada significa que el integrador tiene que conseguir la unidad certificada correcta, a menudo con un plazo de entrega de 12 a 20 semanas dependiendo del fabricante y el tipo de protección, y el buque retrasa la puesta en servicio u opera bajo una desviación temporal que el estado de abanderamiento puede o no autorizar. El reemplazo de un PC de panel Ex db de Zona 1 en la superestructura de una FPSO puede costar cientos de miles de dólares, incluyendo las horas de ingeniería, la instalación mediante acceso por cuerda y las horas de producción perdidas durante el reemplazo.
El segundo error más costoso es la sobreespecificación. Un operador de embarcaciones de trabajo que generaliza que "todas las estaciones de trabajo del puente y la sala de máquinas son ATEX Ex db" porque alguien del equipo de especificaciones tuvo una mala experiencia con un hallazgo de auditoría, paga un sobreprecio en la adquisición para toda la flota. En un remolcador o buque de suministro, el puente es un área segura y la sala de máquinas generalmente también lo es. Un plan de ciclo de vida estándar del sistema operativo de grado marino en una PC marina sellada es el hardware adecuado. ATEX implica un gasto innecesario, una entrega más lenta y un servicio de campo más difícil. Las carcasas con certificación Ex d no se pueden abrir en el campo sin invalidar el certificado; el técnico de mantenimiento necesita la unidad en tierra para cualquier trabajo que entre en contacto con la trayectoria de la llama.
El tercer problema radica en la incompatibilidad de la pila de certificaciones. Un PC de panel certificado según IECEx Ex db IIB T4 Gb es aceptable en la mayoría de los registros de bandera internacionales. Sin embargo, el mismo PC requiere un certificado ATEX para cumplir con los requisitos de un puerto de la UE y una certificación NEC 505 para cumplir con la inspección de la Guardia Costera de EE. UU. en una plataforma marina con bandera estadounidense. Un proveedor que se base en el precio puede cotizar únicamente la certificación IECEx; el comprador es responsable de confirmar que la pila de certificaciones cubra todas las jurisdicciones en las que opera el buque. La aprobación de tipo de la sociedad de clasificación es una pila de certificaciones independiente. El certificado MED Wheel Mark es una pila de certificaciones independiente. La aceptación del estado de abanderamiento es una pila de certificaciones independiente. Ninguna de ellas es automática. Cada una debe solicitarse como entregable junto con la orden de compra, no después de la puesta en servicio.
Un método de adquisición útil consiste en redactar las especificaciones en torno al plano de zonificación. Para cada estación de trabajo, las especificaciones detallan la zona, el grupo de gases, la clase de temperatura, el EPL requerido, los tipos de protección aceptables y el conjunto de certificados necesarios para el estado de abanderamiento y el patrón de navegación del buque. El proveedor devuelve los números de pieza que coinciden con las especificaciones, junto con los certificados correspondientes. Las especificaciones se almacenan en el archivo de adquisición junto con los planos finales. Cuando un nuevo redactor de especificaciones dimensiona posteriormente una remodelación, dicho archivo le indica qué estaciones de trabajo pueden sustituirse por otras idénticas y cuáles requieren una recertificación completa.
¿Por dónde debería comenzar el trabajo de especificación de PC de panel para áreas peligrosas?
El trabajo de especificación de PC de panel para áreas peligrosas comienza con el plano de zonificación del buque, no con el catálogo. El plano indica la zona, el grupo de gases y la clase de temperatura para cada estación de trabajo a bordo. La nota técnica para áreas peligrosas de la sociedad de clasificación interpreta el plano en función de las normas de transporte. La política de áreas peligrosas del estado de abanderamiento indica qué esquemas de certificación se aceptan. El equipo de compras traduce los tres elementos en una especificación a nivel de número de pieza que el proveedor puede utilizar para cotizar. La gama de PC de panel marinos industriales de Seatronx incluye unidades selladas de grado marino para puentes de áreas seguras y variantes certificadas aptas para estaciones de Zona 1 y Zona 2 en buques tanque, metaneros y plataformas marinas; el punto de partida adecuado es una conversación basada en el plano de zonificación con el departamento de ingeniería de aplicaciones, no una sola referencia de producto extraída de un folleto.
Preguntas frecuentes
¿El puente de mando de un buque tanque necesita equipamiento con certificación ATEX?
Casi nunca. El puente de mando de un buque tanque se clasifica como zona segura en el plano de zonificación del buque, ya que es hermético y está ventilado para mantener una presión positiva. Un PC de panel estándar de grado marino es el hardware adecuado para las estaciones de trabajo del puente en un buque petrolero, petrolero de productos refinados, metanero o quimiquero. Se requiere equipo ATEX para las salas de control de carga, los paneles de detección de gases y otras estaciones que el plano de zonificación ubica dentro de la Zona 1 o la Zona 2, las cuales, en la mayoría de los diseños de buques tanque, se encuentran adyacentes al puente de mando, pero fuera de él.
¿Cuál es la diferencia entre ATEX e IECEx?
ATEX es la directiva de la UE (2014/34/UE) que exige que los equipos utilizados en zonas clasificadas dentro del Espacio Económico Europeo cuenten con un certificado de organismo notificado. IECEx es el esquema internacional administrado por la IEC bajo las mismas normas técnicas IEC 60079. El programa de pruebas es prácticamente idéntico; sin embargo, difieren el organismo certificador y la jurisdicción competente. La mayoría de los PC marinos certificados cuentan con ambos certificados, ya que los datos de las pruebas coinciden y el fabricante puede emitirlos para el mismo programa de hardware.
¿Puedes leer la marca Ex sin la ayuda del vendedor?
Una marca Ex típica, como Ex db IIB T4 Gb, se decodifica de la siguiente manera: Ex declara que el equipo está protegido contra explosiones; db es el tipo de protección (carcasa antideflagrante); IIB es el grupo de gases (cubre la mayoría de las atmósferas de hidrocarburos); T4 es la clase de temperatura (temperatura superficial máxima de 135 °C); Gb es el nivel de protección del equipo (apto para atmósferas de gas de Zona 1). Un redactor de especificaciones que compare la marca con el plano de zonificación puede confirmar en segundos si la unidad es aceptable. El certificado completo también indica el organismo emisor, la versión de la norma, las condiciones de uso y las configuraciones certificadas.
¿Se acepta un PC de panel NEC 505 homologado en EE. UU. en un buque con bandera no estadounidense?
La aceptación depende de la política del Estado de abanderamiento y del reconocimiento de la sociedad de clasificación. La mayoría de los registros de abanderamiento internacionales aceptan la certificación IECEx por defecto y la ATEX por reciprocidad. Las certificaciones NEC 505 se aceptan en buques con bandera estadounidense y en algunos buques internacionales con autorización de la sociedad de clasificación, pero no sustituyen por defecto a las certificaciones ATEX o IECEx. En un buque que opera internacionalmente, lo más seguro es especificar IECEx como norma base e incorporar la certificación ATEX para las escalas en puertos europeos y la certificación NEC 505 para la inspección de la Guardia Costera de EE. UU., con la misma plataforma de hardware certificada para las tres normas.
¿Por qué un PC con panel ATEX es mucho más caro que uno de grado marino?
La carcasa certificada es la más costosa. Una carcasa Ex db antideflagrante es una pieza fundida de precisión mecanizada con tolerancias específicas para la propagación de la llama en cada superficie de contacto, con prensaestopas certificados en cada entrada de cable. El diseño térmico también es más conservador para mantener la clase de temperatura en condiciones de falla, lo que limita la selección de procesadores. Las pruebas de certificación en sí son costosas: cada variante debe volver a probarse según las normas IEC 60079, y el certificado debe mantenerse mediante una supervisión periódica por parte del organismo emisor. Los plazos de entrega para las variantes certificadas suelen ser de 12 a 20 semanas, frente a ocho semanas o menos para una unidad sellada de grado marino.
¿Listo para especificar la PC marina adecuada para su plano de zonificación?
Ya sea que su flota necesite PC de panel selladas de grado marino para puentes de mando en áreas seguras o variantes certificadas para estaciones de Zona 1 y Zona 2, el primer paso correcto es una conversación basada en el plano de zonificación con el equipo de ingeniería de aplicaciones, no un simple código de producto de un catálogo. Explore la gama de PC de panel marinos de Seatronx o comuníquese con el equipo a través de seatronx.com para encontrar la referencia de los números de pieza que coincidan con la certificación requerida por el estado de abanderamiento y el patrón de navegación de su embarcación.