Especificar armarios de distribución a prueba de explosiones para una planta de procesamiento de alimentos significa enfrentarse a dos amenazas distintas: polvo combustible que requiere certificación ATEX/IECEx, y una limpieza agresiva con lavado que ataca los armarios estándar. En tres décadas de especificar sistemas eléctricos a prueba de explosiones, he visto armarios de acero inoxidable corroerse en meses por sanitizantes a base de cloro, porque la clasificación IP parecía correcta en papel pero el material no podía soportar la exposición diaria. Cometer un error en esta especificación detiene la producción y crea riesgos de seguridad.
¿Qué Zonas de Riesgo por Polvo Existen en las Plantas de Procesamiento de Alimentos?
El procesamiento de alimentos genera polvo combustible a partir de harina, azúcar, grano, almidón, polvo de leche en polvo y especias. Cuando este polvo se acumula en superficies y se dispersa en el aire, forma una atmósfera explosiva. Las normas ATEX y IECEx dividen estos riesgos en la Zona 21, donde una nube de polvo está presente de manera continua o durante largos períodos, y la Zona 22, donde los depósitos de polvo pueden ser perturbados y crear una nube en condiciones anormales.
La mayoría de las plantas de alimentos operan con clasificación en Zona 22 en las áreas de procesamiento. Torres de secado por aspersión, estaciones de llenado de silos y galerías de transportadores cerrados donde se acumulan capas de polvo son típicas. La Zona 21 se aplica al interior de los recolectores de polvo, las carcazas de molinos y los puntos de descarga inmediatos. He visitado molinos de trigo donde un equipo de mantenimiento abrió un panel de distribución dentro de una sala de filtros, y el polvo fino de harina había penetrado en un recinto mal sellado. La chispa interna de un interruptor podría haber encendido esa nube. El incidente dejó claro que incluso en la Zona 22, los recintos deben ser herméticos al polvo y estar certificados para el tipo de polvo real.
Una tabla de clasificación de riesgos por polvo ayuda a los ingenieros de planta a relacionar la zona con la categoría correcta del equipo.
| Zona | Presencia de Polvo | Categoría de Equipo Requerido (ATEX) | Ubicación típica en plantas de alimentos |
|---|---|---|---|
| 21 | Continuo o frecuente | Categoría 2D | Dentro de recolectores de polvo, interiores de molinos |
| 22 | Período corto, a partir de depósitos | Categoría 3D | Salas de procesamiento, galerías de transportadores, cimas de silos |
Conocer la zona es el punto de partida. La siguiente pregunta determina la supervivencia del recinto: qué sucede durante la limpieza.
Cómo relacionar las clasificaciones IP con los procedimientos de limpieza de la planta
Las clasificaciones de protección contra ingreso para recintos a prueba de explosiones siguen el mismo sistema de código IP que el equipo industrial. IP66 significa hermético al polvo y protegido contra chorros de agua potentes. Esa es la mínima para cualquier área con polvo de alimentos. Pero en plantas con rutinas diarias de lavado con manguera usando agua caliente y chemical espumado, IP66 no es suficiente. IP69K, diseñado para lavados a alta presión y alta temperatura, se vuelve necesario. La diferencia no es sobre seguridad contra explosiones, sino que protege los componentes eléctricos del agua que transporta agentes de limpieza, los cuales corroen terminales y causan fallos a tierra.
En un farmacéutica proyecto que apoyamos, la operación estándar del cliente involucraba limpieza diaria con espuma de todas las superficies, incluyendo paneles eléctricos montados a baja altura. La especificación original requería armarios de distribución IP66. En pocas semanas, la entrada de agua a través del sello de la puerta provocó fallos en los disparos del MCB. Mejoramos a recintos IP69K con juntas de silicona continuas y pestillos de acero inoxidable de cuarto giro que mantienen la compresión de la junta tras múltiples aperturas. Eso resolvió el problema y pasó la auditoría de higiene.
Si su protocolo de limpieza usa una hidrolimpiadora por encima de 80 bar y una temperatura de agua superior a 80°C, especifique IP69K en el cuerpo del recinto. Para los puntos de entrada de cables, incluso los recintos IP69K pierden integridad si el glándulas de cable no están clasificados para las mismas condiciones de lavado. La selección de la glandula se cubre en la sección de entrada de cable a continuación.
¿Se pueden enjuagar ocasionalmente las cajas IP66 con manguera? Para enjuagues ligeros con agua a baja presión y temperatura ambiente, IP66 puede resistir durante años. El riesgo aumenta cuando los productos químicos de limpieza atacan el material de la junta. Las juntas de silicona toleran un rango de pH más amplio que EPDM o nitrilo. Siempre verifique la hoja de datos del material de la junta contra su lista de productos químicos de saneamiento.
Cajas de distribución de iluminación a prueba de explosiones de la serie 8050)
Por qué las cajas de acero inoxidable superan al aluminio en plantas de alimentos
El aluminio es más ligero y más barato, y funciona bien en ambientes de polvo seco como los elevadores de granos. Los procesos de alimentos eliminan esas ventajas. El ácido cítrico del procesamiento de frutas, el ácido acético de la fermentación y los desinfectantes a base de cloro oxidan el aluminio en meses. El polvo de óxido blanco que se forma en el aluminio corroído no es conductor, pero la corrosión crea picaduras que destruyen las juntas a prueba de llamas que mantienen la protección contra explosiones. El acero inoxidable, especialmente 316L con molibdeno, resiste la corrosión por cloruros en las concentraciones utilizadas en la sanidad alimentaria.
Las cajas de GRP resisten la corrosión pero carecen de la dureza superficial para una limpieza mecánica repetida. Los restos de comida que se secan en una superficie de GRP son más difíciles de eliminar sin rayar, y los arañazos crean escondites para bacterias. El acero inoxidable puede pulirse para obtener un acabado higiénico y fabricarse con tapas inclinadas que evitan la acumulación de polvo o agua.
Nuestros paneles de distribución de la serie HRMD92 en acero inoxidable 316L han sido especificados para líneas de procesamiento de especias donde las partículas en suspensión combinadas con humedad del lavado forman una pasta corrosiva. La caja de aluminio alternativa en la misma planta duró ocho meses antes de que la junta de llama Ex d fallara en la inspección.
La tabla de comparación de materiales a continuación aclara la compensación.
| Material | Resistencia a la corrosión | Facilidad de limpieza | Peso | Costo relativo |
|---|---|---|---|---|
| Aluminio | Pobre con ácidos/cloruros | Moderada, se necesita recubrimiento | Ligero | Bajo |
| Acero inoxidable 304 | Buena, picaduras con cloruros fuertes | Excelente | Pesado | Medio |
| Acero inoxidable 316L | Excelente, resiste los cloruros | Excelente | Pesado | Alta |
| GRP | Excelente | Regular, propenso a arañazos | Ligero | Medio |
El costo adicional del 316L se recupera cuando el auditor revisa la caja en busca de picaduras durante la recertificación anual y no encuentra ninguna.
Sellado de entrada de cable que soporta lavados químicos
La caja puede ser IP69K y 316L, pero si las glandulas de cable permiten que pase agua más allá del sello, el panel seguirá fallando. Las glandulas de cable para procesamiento de alimentos deben combinar la integridad a prueba de explosiones con una junta ambiental secundaria que sobreviva al contacto con productos químicos de limpieza. Usamos glandulas de latón niquelado o acero inoxidable con grommets de silicona para estas aplicaciones. La gama estándar DQM III, clasificada como Ex db IIC e IP66, puede actualizarse con una junta de compresión secundaria a IP69K cuando se especifique en el pedido.
Un detalle que confunde a los equipos de ingeniería: la funda exterior del cable también debe resistir los productos químicos de limpieza. Los cables con funda de PVC se ablandan con algunos desinfectantes. Recomendamos cables con funda de H07RN F o similar de goma que resistan ataques de aceite y productos químicos. La rosca del cable debe estar dimensionada para sujetar ese diámetro exterior específico sin aplastar los conductores internos.
Para múltiples entradas de cables en un cuadro de distribución, a menudo usamos una sola placa de roscas grande con roscas individuales. Esto reduce el número de agujeros en el cuerpo del recinto y simplifica la limpieza, sin salientes donde pueda acumularse suciedad. La placa de roscas en sí debe ser de acero inoxidable y sellada al recinto con una junta de silicona en todo su perímetro.
Certificación: ATEX vs IECEx y qué buscan los auditores de seguridad alimentaria
Los armarios de distribución a prueba de explosiones para atmósferas de polvo en Zona 21 o 22 deben contar con certificación ATEX, certificación IECEx, o ambas, dependiendo de la ubicación del proyecto. La marca en la placa de identificación indica exactamente a qué grupos de polvo y clase de temperatura está certificado el recinto. Para polvos alimentarios, los grupos relevantes son IIIB (polvo no conductor) para la mayoría de los polvos orgánicos, o IIIC (polvo conductor) si se manejan polvos metálicos. La clase de temperatura debe estar por debajo de la temperatura de ignición de la nube de polvo, típicamente T5 o T6 para polvo orgánico fino.
Los auditores de seguridad alimentaria a menudo cruzan la referencia del certificado de protección contra explosiones con el plan HACCP de la planta. Buscan evidencia de que el equipo eléctrico no introduce riesgos de contaminación, sin pintura descascarada, sin óxido, sin huecos donde pueda alojarse el producto. Por eso recomendamos toda construcción soldada en acero inoxidable con juntas de silicona continuas, el certificado dura más y la auditoría de higiene es más sencilla.
Cuando suministramos armarios de distribución para un proyecto farmacéutico bajo ATEX y IECEx, el equipo de control de calidad del cliente requirió una copia del certificado de protección contra explosiones y certificados de material para el acero inoxidable 316L. Proporcionamos ambos. El equipo pasó la auditoría previa a la puesta en marcha sin observaciones, lo que redujo el tiempo de entrega del proyecto en dos semanas.
Seleccionar un proveedor para armarios de distribución a prueba de explosiones de grado alimentario
No todos los fabricantes comprenden la combinación de protección contra explosiones por polvo y la higiene en plantas alimentarias. Evalúe a un proveedor preguntando cómo manejan superficies inclinadas para evitar la acumulación de polvo, si pueden proporcionar certificación IP69K para el ensamblaje completo incluyendo roscas, y si tienen experiencia en el sector alimentario o farmacéutico.
En Warom, personalizamos los diseños de los armarios de distribución para que coincidan con el diagrama de línea única de la planta y organizamos los componentes internos de modo que el interior del recinto sea accesible para inspección sin comprometer la integridad a prueba de llamas. Para un proyecto de procesamiento de alimentos, discutiríamos el procedimiento de limpieza durante la revisión del diseño, decidiríamos el material del recinto, especificaríamos la clasificación IP correcta y seleccionaríamos placas de roscas con mínimas hendiduras.
Si el régimen de lavado de su planta incluye productos químicos agresivos, confirme la compatibilidad a largo plazo del material del recinto antes de realizar el pedido. Para especificaciones adaptadas a su línea de procesamiento de alimentos, envíe el diseño de su planta y el procedimiento de limpieza a gm*@***om.com o llame al +86 21 39977076. Trabajaremos con su equipo de mantenimiento para garantizar que sus armarios de distribución sobrevivan a la limpieza diaria y a la auditoría.
Preguntas frecuentes sobre distribución a prueba de explosiones en plantas alimentarias
¿Puedo usar armarios de distribución IP66 estándar en una zona de polvo alimentario si evito el lavado a presión?
Depende del tipo de polvo y del régimen de control. En un almacén de almacenamiento seco sin limpieza húmeda, un armario IP66 en un recinto certificado ATEX puede ser aceptable para la Zona 22. El riesgo es que un día un equipo de mantenimiento decida enjuagar un derrame y el recinto no esté diseñado para soportar agua. Si existe alguna posibilidad de limpieza húmeda, actualice la especificación desde el principio.
¿Cuál es la diferencia entre polvo combustible y polvo explosivo?
Todo polvo que puede arder es combustible, pero se vuelve explosivo cuando es lo suficientemente fino para formar una nube que pueda encenderse. El polvo de grano con tamaño de partícula por debajo de 500 micrones y suspendido en aire en una concentración por encima del límite inferior de explosividad explotará. El mismo polvo en una superficie representa un riesgo de incendio. Por eso, los recintos a prueba de polvo son críticos, previenen que el polvo entre y que la ignición escape.
¿Cómo limpio un recinto a prueba de explosiones sin invalidar el certificado?
Utilice solo agentes de limpieza aprobados para el material de sellado. Evite almohadillas abrasivas que puedan rayar las superficies del camino a prueba de llamas. Después de limpiar, cierre siempre el recinto con el par de torsión correcto en los sujetadores para mantener la integridad de la protección contra explosiones. Algunos clientes registran la limpieza y el apriete en su registro de mantenimiento, lo cual valoran los auditores.
¿Los recintos de acero inoxidable seguirán atrayendo bacterias?
El acero inoxidable con una rugosidad superficial Ra de 0,8 µm o más suave, como estándar en nuestra serie HRMD92, no presenta poros donde las bacterias puedan anclarse. El diseño de la parte superior inclinada evita el agua estancada donde podría crecer biopelícula. La limpieza regular con desinfectantes aprobados mantiene la superficie higiénica.
¿Qué documentación se necesita para una auditoría de protección contra explosiones?
El auditor generalmente solicita el certificado ATEX o IECEx para el conjunto completo, los certificados de material para la carcasa y todos los componentes internos, y la declaración de conformidad del fabricante. Algunos también requieren instrucciones de instalación del OEM. Si su auditor tiene requisitos adicionales, comparta la lista de verificación con Warom en gm*@***om.com y confirmaremos la disponibilidad del certificado para su configuración específica.
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Con más de una década de experiencia, es un Ingeniero Eléctrico a prueba de explosiones con experiencia en el diseño y fabricación de productos de seguridad y a prueba de explosiones. Posee una experiencia profunda en áreas clave que incluyen sistemas a prueba de explosiones, iluminación nuclear, seguridad marina, protección contra incendios y sistemas de control inteligente. En Warom Technology Incorporated Company, ocupa roles de liderazgo dual como Subgerente de Ingeniería para Negocios Internacionales y Jefe del Departamento Internacional de I+D, donde supervisa iniciativas de I+D y garantiza la entrega precisa de la documentación de diseño para proyectos internacionales. Comprometido con avanzar la seguridad industrial global, se enfoca en traducir tecnologías complejas en soluciones prácticas, ayudando a los clientes a implementar sistemas de control más seguros, más inteligentes y fiables en todo el mundo.
Qi Lingyi