Em usinas petroquímicas e outros ambientes explosivos, até mesmo uma pequena centelha elétrica pode desencadear consequências catastróficas.São essenciais barreiras de segurança especiais para garantir que os instrumentos ligados a estas zonas perigosas permaneçam absolutamente seguros em condições de falha potenciaisExistem duas soluções principais: barreiras de Zener (barreiras de segurança intrínsecas) e isoladores galvânicos.

As barreiras de Zener, também conhecidas como barreiras ATEX ou barreiras IS, funcionam restringindo o fluxo de energia para áreas perigosas.A energia do circuito permanece abaixo do limiar mínimo exigido para ignição de misturas explosivas.

Enquanto os diodos padrão permitem o fluxo de corrente apenas em uma direção, os diodos Zener são projetados para conduzir quando atingem limites de tensão reversa específicos.Estes componentes conduzem rapidamente o excesso de corrente para a terra quando a tensão excede os limites de segurança, bloqueando eficazmente a energia perigosa.

• Resistência:Limites de entrada de corrente em zonas perigosas
• Diodo Zener:Aplicação de um sistema de regulação de tensão
• Fusão:Protege o diodo Zener durante condições de sobrecarga

Durante o funcionamento normal, o resistor restringe o fluxo de corrente.enquanto o fusível serve como proteção final contra danos ao equipamento.

A boa funcionalidade exige uma ligação à terra dedicada ao sistema I.S. instalada de acordo com as normas IEC 60079-14.

Apesar da sua simplicidade e da sua relação custo-eficácia, as barreiras de Zener apresentam várias limitações:

• A fixação obrigatória à terra do S.I. aumenta a complexidade da instalação
• Cargas adicionais no circuito podem prejudicar o desempenho do instrumento
• Falta de capacidades de conversão ou amplificação de sinal

Estas limitações levaram à ampla substituição por isoladores galvânicos nas instalações modernas.

Os isoladores galvânicos como a série PR 9000 usam projetos fundamentalmente diferentes.isoladores implementar isolamento elétrico de três portas entre entrada, de saída e circuitos de energia utilizando transformadores e optoacopladores.

Esta separação elétrica completa evita os circuitos de aterragem e interferências sonoras, aumentando significativamente a fiabilidade e a segurança do sistema.

O isolamento elétrico inerente ao isolador elimina requisitos especiais de aterragem, simplificando drasticamente a instalação e manutenção.

• Eliminação da fixação em terra de sistemas de informação específicos
• Redução da carga de circuito para melhorar o desempenho do instrumento
• Capacidades de conversão e amplificação de sinal
• Melhoria do ruído e resistência a ondas

• Medição da temperatura (termocouples/RTD)
• Transmissão do sinal do transdutor de pressão
• Condicionamento do sinal do medidor de caudal
• Controle da válvula à prova de explosão

Os equipamentos destinados a ambientes explosivos requerem certificação para verificar a conformidade com os métodos de protecção aplicáveis.enquanto o IECEx serve como padrão internacional.

• Identificação do organismo de certificação
• Normas aplicáveis
• Parâmetros elétricos
• Especificações de instalação
• Condições especiais de exploração

Um bom projeto de circuito I.S. requer a análise de três componentes:

• Equipamento de campo certificado (área perigosa)
• Aparelhos associados (interface de área segura)
• Cabos de ligação compatíveis

• Uo (Voc): Tensão de circuito aberto
• Lo (Isc): Corrente de curto-circuito
• Po: Potência de saída
• Ca: Capacidade admissível
• La: Indutância admissível

Os cálculos simples determinam as combinações de equipamento compatíveis e os comprimentos máximos de cabo, comparando os parâmetros do aparelho associado com as especificações do dispositivo de campo.

• Uo ≤ Ui (limitação de tensão)
• Lo ≤ Ii (limite de corrente)
• Po ≤ Pi (limitação de potência)
• Ca ≥ Ctotal (limitação da capacidade)
• La ≥ Ltotal (limitação da inductância)

A observância destes princípios garante uma operação intrinsecamente segura, minimizando os riscos de explosão em locais perigosos.