En entornos inflamables y explosivos, garantizar el funcionamiento seguro de los equipos eléctricos presenta desafíos significativos. Las barreras Zener, que sirven como dispositivos a prueba de explosiones de seguridad intrínseca, juegan un papel fundamental en estas áreas peligrosas. Al limitar eficazmente el voltaje y la corriente, evitan la ignición de gases y polvo combustibles, proporcionando una protección fiable para los sistemas eléctricos en lugares peligrosos.

Como dispositivos de seguridad pasivos, las barreras Zener realizan la función esencial de restringir la energía eléctrica que entra en zonas peligrosas a niveles por debajo del umbral de ignición de atmósferas potencialmente explosivas. Establecen conexiones eléctricas seguras entre áreas no peligrosas y peligrosas, asegurando que incluso durante fallos de los equipos, no se produzcan chispas ni calor capaces de encender mezclas explosivas.

El funcionamiento de las barreras Zener se basa en las características de los diodos Zener, combinados con resistencias y fusibles para proporcionar una doble protección mediante la limitación de voltaje y la limitación de corriente.

• Limitación de voltaje: Los diodos Zener se conectan en paralelo con los circuitos, permaneciendo no conductores durante el funcionamiento normal. Cuando el voltaje excede su umbral de ruptura (voltaje Zener), los diodos conducen rápidamente, limitando el voltaje a niveles seguros e impidiendo que la sobretensión entre en áreas peligrosas.
• Limitación de corriente: Las resistencias del circuito regulan el flujo de corriente, asegurando que la energía que entra en las zonas peligrosas permanezca por debajo de los umbrales de ignición. La selección de la resistencia requiere un cálculo preciso basado en aplicaciones específicas y requisitos de seguridad.
• Protección con fusibles: Sirviendo como salvaguardas adicionales, los fusibles interrumpen inmediatamente los circuitos durante las fallas, cortando la energía para evitar posibles fuentes de ignición.

Existen varios tipos de barreras Zener para satisfacer las diferentes necesidades de las aplicaciones:

• Barreras de un solo canal: Diseñadas para la transmisión de señales simples con polaridad positiva o negativa, adecuadas para circuitos conectados a tierra.
• Barreras de doble canal: De manera similar, manejan señales simples con polaridad positiva o negativa para circuitos conectados a tierra mientras procesan dos señales simultáneamente.
• Barreras con diodos de retroalimentación: Especialmente diseñadas para bucles de corriente de 4-20 mA, que ofrecen un control preciso de la corriente y retroalimentación de la señal.
• Barreras de señal de CA o bipolar: Transmiten corriente alterna o señales bipolares en circuitos conectados a tierra.
• Barreras conectadas en estrella: Utilizan configuraciones de conexión en estrella para una mayor seguridad y fiabilidad.

La serie MM 7… representa interfaces intrínsecamente seguras simples diseñadas específicamente para proteger los circuitos eléctricos en áreas peligrosas explosivas. Una correcta conexión a tierra del circuito con una resistencia inferior a 1 ohm es esencial para su correcto funcionamiento.

La INJBB 7028+ sirve como una barrera intrínsecamente segura para voltaje o corriente de polaridad positiva, con embalaje P12. Este dispositivo de un solo canal ofrece las siguientes conexiones:

• 1: + entrada/salida
• 7: + entrada/salida (Ex, área peligrosa)
• 3, 4, 5, 6, 9: GND (tierra)

Las aplicaciones incluyen:

• Salidas analógicas de áreas peligrosas: Control de válvulas, sensores de posición o alimentación de dispositivos de señalización óptica/audio en lugares peligrosos.
• Entradas analógicas de áreas peligrosas: Transmisión de señales eléctricas desde zonas peligrosas, incluidos fotodiodos o dispositivos con fuentes de alimentación independientes.
• Entradas binarias/entradas de resistencia de áreas peligrosas: Medición de la resistencia de equipos de áreas peligrosas como sensores de temperatura o potenciómetros, o transmisión de señales binarias desde relés OC, salidas TTL y dispositivos CMOS.

La INJBB 7048+ funciona como una barrera intrínsecamente segura para salidas analógicas de doble canal de polaridad positiva con el mismo esquema de conexión que la 7028+. Sus aplicaciones reflejan las de las barreras de un solo canal, pero se adaptan a los requisitos de doble canal.

Diseñada para señales de CA o bipolares, la INJBB 7055+ viene en embalaje P12 o P17 (con fusibles reemplazables) y proporciona:

• 1: + entrada/salida 1
• 2: + entrada/salida 2
• 7: + entrada/salida 1 (Ex, área peligrosa)
• 8: + entrada/salida 2 (Ex, área peligrosa)
• 3, 4, 5, 6, 9: GND (tierra)

Esta barrera admite:

• Salidas analógicas de áreas peligrosas: Control o alimentación de circuitos eléctricos variables como señales de audio/video, sistemas de control de frecuencia/fase o servomotores bipolares unidireccionales.
• Entradas analógicas de áreas peligrosas: Transmisión de señales eléctricas variables, incluidos datos de audio/video, salidas de sensores de vibración o señales de equipos de seguridad.
• Salidas de resistencia de tres hilos: Medición de resistencias de tres hilos de dispositivos de áreas peligrosas, como sensores de temperatura, sensores de posición o potenciómetros.

La selección e implementación adecuadas de las barreras Zener requiere la consideración de múltiples factores:

• Entorno de la aplicación: Diferentes escenarios exigen tipos y parámetros de barrera específicos.
• Características de la señal: La selección de la barrera debe coincidir con los tipos de señal transmitidos (analógica, digital, CA, etc.).
• Clasificaciones de seguridad: Las barreras deben cumplir con los requisitos de clasificación de áreas peligrosas.
• Instalación y mantenimiento: La estricta adhesión a las normas y reglamentos garantiza un funcionamiento fiable.

Como tecnología de seguridad intrínseca madura y fiable, las barreras Zener encuentran un uso generalizado en las industrias del petróleo, química, minería, farmacéutica y otras industrias con riesgo de explosión. Su correcta selección y aplicación reducen significativamente los riesgos de seguridad al tiempo que garantizan la seguridad operativa.