¿Qué es la seguridad intrínseca?

La seguridad intrínseca es una técnica de protección que limita la energía, tanto eléctrica como térmica, disponible en un circuito por debajo del umbral de ignición de la atmósfera circundante. A diferencia de las envolventes a prueba de explosiones, la SI se centra en prevenir la ignición en la fuente, lo que la hace ideal para dispositivos de baja potencia como sensores, transmisores e instrumentos portátiles.

Principios de diseño de circuitos de instrumentos SI

El diseño de un circuito intrínsecamente seguro requiere un control meticuloso de la energía, la tolerancia a fallas y el comportamiento de los componentes. Los principios clave incluyen:

1. Limitación de energía

• El voltaje y la corriente se restringen a niveles seguros (típicamente <30V y <100mA).
• La energía almacenada en inductores y condensadores debe minimizarse para evitar la descarga de chispas.

2. Barreras Zener y aislamiento galvánico

• Las barreras Zener limitan el voltaje y desvían el exceso de energía a tierra.
• Los aisladores galvánicos utilizan transformadores o optoacopladores para separar las zonas seguras y peligrosas.

3. Resistencias limitadoras de corriente

• Las resistencias en serie restringen la corriente de falla y disipan la energía de forma segura.

4. Selección de componentes

• Solo se utilizan componentes certificados con modos de falla predecibles.
• Los condensadores e inductores se dimensionan cuidadosamente para evitar exceder la energía de ignición.

5. Redundancia y análisis de fallas

• Los circuitos están diseñados para seguir siendo seguros en condiciones de falla simple o doble.
• FMEDA (Análisis de modos de falla, efectos y diagnóstico) se utiliza a menudo para validar la seguridad.

IEC 60079: La norma rectora

La serie IEC 60079 es el punto de referencia internacional para equipos utilizados en atmósferas explosivas. Específicamente:

IEC 60079-11: Seguridad intrínseca “i”

• Define los requisitos para equipos y sistemas SI.
• Especifica la energía máxima permitida, la tolerancia a fallas y los procedimientos de prueba.

IEC 60079-25: Diseño de sistemas SI

• Cubre la interconexión de dispositivos SI y aparatos asociados.
• Garantiza el cumplimiento de todo el sistema, no solo de los componentes individuales.

Certificación y marcado

• Los dispositivos SI certificados llevan marcas como Ex ia IIC T4, que indican:
• Tipo de protección: “ia” (tolerancia a dos fallas)
• Grupo de gas: IIC (hidrógeno, acetileno)
• Clase de temperatura: T4 (temperatura máxima de la superficie ≤135°C)

Por qué es importante para la exportación y el cumplimiento

Para los fabricantes y exportadores de instrumentación, especialmente en sectores como el petróleo y el gas, los productos químicos y la cerámica, el cumplimiento de la norma IEC 60079 es esencial para el acceso al mercado global. Los diseños intrínsecamente seguros no solo cumplen con las exigencias reglamentarias, sino que también reducen los costos de instalación al eliminar las pesadas envolventes a prueba de explosiones.

La seguridad como elegancia

En el espíritu del diseño taoísta, la seguridad intrínseca se trata de hacer menos para lograr más—eliminar el exceso de energía, simplificar los circuitos y confiar en la moderación en lugar de la fuerza bruta. Es una forma silenciosa de protección, donde la elegancia se encuentra con la ingeniería.