TESTES E CERTIFICAÇÃO A SEGURANÇA DA FIBC DE PROTEÇÃO ESTÁTICA PELO Dr. Paul Holdstock, Texene LLC.

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O seguinte artigo foi escrito antes da publicação da segunda e terceira edições do IEC 61340-4-4 em janeiro de 2012 e 2018. A descrição dos procedimentos de teste e certificação do FIBC do tipo D contidos no artigo ainda é válida porque a segunda edição da norma não alterou estes requisitos.

As principais alterações no IEC 61340-4-4 Ed. 2.0 no que diz respeito à primeira edição são:

  1. Adoção de um sistema de classificação tipo para FIBC com base em quatro tipos: A, B, C e D.
  2. São acrescentadas orientações para uma utilização segura do FIBC em relação a zonas perigosas e zonas perigosas definidas no IEC 60079-10-1 e IEC 60079-10-2 (semelhante às orientações indicadas no CLC/TR 50404).
  3. A resistência ao limite de pontos groudable para o Tipo C FIBC é reduzida de 108 ohm para 107 ohm.
  4. A resistência a pontos de terra e a medições de tensão elétrica no FIBC devem ser medidas apenas com baixa humidade.
  5. Os requisitos para a rotulagem do FIBC são alterados para melhorar a clareza e a facilidade de reconhecimento por parte dos utilizadores finais.
    • Apenas a classificação oficial, ou seja, tipo A, Tipo B, Tipo C ou Tipo D, pode ser utilizada nas etiquetas FIBC.
    • Não é permitida a rotulagem como D+, Dplus, CD, etc.
  6. São adicionados requisitos de classificação, requisitos de desempenho e orientação para uma utilização segura dos liners internos em combinação com o FIBC.
  7. É adicionado um anexo informativo que dá orientações sobre os métodos de ensaio para o controlo da qualidade e para os ensaios de inspeção.

As principais alterações no IEC 61340-4-4 Ed. 3.0 no que diz respeito à primeira e segunda edições são:

  1. À luz de novas evidências experimentais, a resistência ao limite de solo para o Tipo C FIBC reverte para 108 ohm, como na primeira edição.
  2. A classificação dos liners internos tipo L1 foi revista e alargada para incluir os liners internos tipo L1C feitos a partir de materiais de várias camadas com uma camada interna condutora.
  3. A rotulagem dos sacos a granel dos tipos B, C e Tipo D deve incluir uma referência ao IEC TS 60079-32-1 para orientação sobre a ligação à terra ( ligação à terra).

A indústria está agora familiarizada com os diferentes tipos de FIBC de proteção estática conhecidos como Tipo C e Tipo D. Talvez menos bem-conhecido é como os diferentes tipos são testados e certificados para uso seguro em ambientes inflamáveis perigosos. O FIBC do tipo C, que se baseia num caminho condutor para o solo para dissipar com segurança a carga eletrostática, pode ser testado medindo resistência elétrica. No entanto, até há pouco tempo, os fabricantes tinham as suas próprias formas de o fazer, algumas das quais não eram inteiramente adequadas. Por exemplo, um método comumente usado envolveu colocar o fibc plano sobre uma mesa e medir a resistência da superfície do tecido usando um arranjo de elétrodo de um elétrodo cilíndrico rodeado por um elétrodo de anel. Embora este seja um regime padrão para muitas aplicações têxteis, é de uso limitado para medições no FIBC. O regime do elétrodo mede apenas uma pequena área de tecido, pelo que só pode ser utilizado para confirmar que pequenas áreas de tecido são suficientemente condutivas. Tal disposição não pode determinar a integridade das ligações terrestres em toda a FIBC. Mesmo que as medições sejam efetuadas com elétrodos amplamente espaçados, ou seja, medições de resistência ponto a ponto, o facto de o FIBC estar deitado sobre uma mesa pode causar ligações que não estariam lá quando o FIBC é aberto e cheio de produto.

Os testes do FIBC tipo D foram ainda mais irregulares. Ao contrário do Tipo C FIBC, onde o mecanismo de dissipação de carga está diretamente relacionado com uma única quantidade física mensurável, ou seja, resistência, não existe tal relação para o FiBC tipo D. A dissipação de carga no FiBC tipo D é o resultado de um processo que depende de parâmetros geométricos e elétricos. Consequentemente, uma variedade de medições foram utilizadas pelos laboratórios de ensaio numa tentativa de determinar o desempenho da segurança. Foram todas utilizadas medições como o potencial da superfície, o tempo de decomposição da carga, a transferência de cargas, etc. O problema é que nenhuma destas medições poderia realmente responder à questão fundamental de saber se o FIBC não encadeado poderia ou não ser utilizado em ambientes inflamáveis sem produzir descargas incendiárias. Por conseguinte, era quase impossível que os utilizadores finais tossem uma decisão significativa sobre a segurança do TIPO D FIBC, ou mesmo como um FIBC comparado com outros.

Os testes de ignição tornaram-se o procedimento de teste preferido para o FIBC tipo D. O princípio por trás dos testes de ignição é carregar um FIBC, apresentar uma atmosfera inflamável e tentar provocar uma descarga eletrostática. Vários laboratórios de teste oferecem testes de ignição, mas há variações nos seus parâmetros e condições de teste. Um FIBC que passou num laboratório pode ter falhado noutro.

IEC 61340-4-4 – A Norma para testar fibc de proteção estática
Em 1999, o Comité Técnico de Eletrostática (CEC) da Comissão Eletrotécnica Internacional (CEC) lançou um projeto para normalizar os procedimentos de ensaio para a proteção estática fibc. O projeto culminou na publicação, em 2005, da Norma Internacional IEC 61340-4-4:2005 Eletrostática – Parte 4-4: Métodos de ensaio padrão para aplicações específicas – Classificação eletrostática de recipientes a granel intermédios flexíveis (FIBC). Esta importante Norma Internacional especifica os procedimentos de teste para o FIBC que devem ser fundamentados (Tipo C) e aqueles para os quais a ligação terrestre não é necessária (Tipo D). O procedimento de teste especificado para o FiBC do tipo C baseia-se em medições de resistência e os testes de ignição são especificados para o FIBC do tipo D. Além disso, a estes ensaios, o tecido utilizado na construção do FIBC do tipo C e do tipo D deve ser testado para determinar a tensão de avaria. A tensão de avaria inferior a 6 kV garante que o FIBC não pode gerar descargas de escovas de propagação altamente energéticas.

Testes para o tipo C
O procedimento de medição de resistência para o FiBC do tipo C exige que o FIBC seja suspenso dos seus ciclos de elevação, uma vez que estaria em funcionamento normal. As medições são efetuadas entre a condução de fios e cada um dos pontos de ligação ao solo designados. Os testes desta forma garantem não só que o tecido está a conduzir o suficiente, mas também que existe continuidade elétrica em toda a FIBC. As medições são efetuadas tanto a baixa humidade (20 ± 5 % RH) como a humidade elevada (60 ± 10 % RH). O FIBC do tipo C só pode ser qualificado ao abrigo do IEC 61340-4-4:2005 se todos os valores de resistência medidos forem inferiores a 108 Ω,e a tensão de avaria for inferior a 6 kV.

Testes para o tipo D
Os dois principais parâmetros que definem o desafio dos testes de ignição são a corrente de carregamento, ou seja, a carga que é entregue ao FIBC em teste, e a energia mínima de ignição (MIE) do gás de desafio, ou seja, a facilidade de ignição. Antes da introdução do IEC 61340-4-4:2005, as correntes de carregamento utilizadas por alguns laboratórios de ensaio eram bastante baixas, muitas vezes inferiores a 1 μA (microamp). A razão por detrás desta escolha da corrente de carregamento foi o facto de ser suficiente para causar a ignição de um FIBC protetor não estático simples (ou seja, tipo A). No entanto, os testes com correntes de carregamento tão baixas só podem mostrar que um FIBC é um pouco melhor do que um FIBC tipo A. Para ser qualificado como seguro, o FIBC deve ser contestado com uma corrente de carregamento que seja representativa do pior caso suscetível de ser encontrado na prática. Dados dos utilizadores finais confirmam que 3 μA é uma melhor representação da corrente de carregamento mais elevada encontrada nas operações de manuseamento do FIBC. Um argumento semelhante foi usado para definir o MIE do gás de desafio. O vapor solvente mais facilmente inflamável suscetível de ser utilizado nas operações de manuseamento do FIBC é o metanol aquecido acima da temperatura ambiente, que tem um MIE de cerca de 0,14 mJ. Este é o valor especificado para os ensaios de ignição no IEC 61340-4-4:2005, embora seja conseguido utilizando uma mistura de 5,4% de etileno no ar. A mistura de gás, o caudal e os meios de controlo estão todos especificados na norma IEC para garantir a exatidão, a reprodutibilidade dos resultados dos ensaios e a simulação da gama de ambientes a que o FIBC está exposto.
O procedimento para o ensaio de ignição consiste em preencher o FIBC em ensaio com pellets de polipropileno de uma gama de tamanhos especificados em que a carga é injetada a uma taxa de -3 μA. A polaridade negativa é usada porque os dados de pesquisa prevêem que as descargas eletrostáticas de materiais carregados negativamente são mais propensos a causar ignição do que as de superfícies positivamente carregadas. Para o FiBC tipo D, o teste é realizado com o FIBC completamente isolado do solo. Carregar desta forma é uma boa simulação das operações reais de manuseamento do FIBC. Como o FIBC está a ser preenchido com pellets carregados, uma sonda de gás é levada para o lado do FIBC. A sonda de gás contém um elétrodo esférico aterrado rodeado por uma mortalha que direciona um fluxo de gás inflamável em frente ao elétrodo. Qualquer descarga eletrostática gerada quando a sonda se aproxima do FIBC passará pela atmosfera inflamável local e, se contiver energia suficiente, provocará a ignição. Se o FIBC em teste for um Tipo D corretamente concebido, não ocorrerá nenhuma ignição. No entanto, para provar isto, a sonda de gás deve ser levada para diferentes áreas que cobrem todas as partes do FIBC em múltiplas abordagens. O IEC 61340-4-4:2005 especifica que devem ser feitas pelo menos 50 abordagens para cada lado do FIBC e pelo menos 10 abordagens adicionais a todos os outros painéis, bicos e outros acessórios no FIBC. Tal como acontece com as medições de resistência, os ensaios de ignição devem ser efetuados com humidade baixa e elevada. É igualmente um requisito da norma IEC para que os ensaios de ignição sejam efetuados na maior e menor dimensão do FIBC de um determinado desenho ou modelo. Numa fibc típica, devem ser feitas cerca de 400 a 500 abordagens de sonda de gás. Se alguma destas abordagens resultar numa ignição, então o FIBC é considerado como tendo falhado. O FIBC do tipo D só pode ser qualificado ao abrigo do IEC 61340-4-4:2005 se não ocorrer ignição durante os ensaios de ignição e a tensão de avaria for inferior a 6 kV.

Rotulagem
Para além de especificar os procedimentos de ensaio e os requisitos de desempenho, o IEC 61340-4-4:2005 especifica igualmente a forma como o FIBC que foi qualificado de acordo com a norma deve ser rotulado.

Qualificação
Só o FIBC que tenha sido qualificado exatamente de acordo com os procedimentos especificados no IEC 61340-4-4:2005 pode legitimamente ser rotulado como tal. O FIBC que não tenha sido testado em estrita conformidade com a norma IEC não pode ser rotulado desta forma. A qualificação para o IEC 61340-4-4:2005 deve ser apoiada por relatórios de ensaio que satisfaçam todos os requisitos da norma. Os relatórios de ensaio mais antigos, mesmo que os procedimentos de ensaio sejam semelhantes aos especificados na norma, não podem ser legitimamente utilizados para apoiar a qualificação para o IEC 61340-4-4:2005. Isto deve-se ao facto de os procedimentos de ensaio mais antigos não poderem envolver os rigorosos requisitos de controlo e calibração especificados na norma CEC e não produzirem resultados equivalentes. Por conseguinte, é importante verificar os relatórios de ensaios para garantir que todas as informações são comunicadas de acordo com a norma IEC. Isto inclui pormenores específicos dos parâmetros e condições do ensaio, que para os ensaios de ignição devem incluir, temperatura e humidade relativa, taxa de enchimento, corrente de carregamento, composição do gás, caudal de gás, MIE e número e localização das abordagens da sonda de gás. A seguir é apresentado um resumo dos parâmetros e condições de ensaio especificados no IEC 61340-4-4:2005:

Temperatura / Humidade: a) 23 ± 2 °C e 20 ± 5 %RH; b) 23 ± 2 °C e 60 ± 10 %RH
Taxa de enchimento: 1,1 ± 0,1 kg/s
Corrente de carregamento: 3,0 ± 0,1 μA (polaridade negativa)
Composição do gás: 5,4 ± 0,1 % etileno (ar de equilíbrio)
Caudal do gás: 0,21 ± 0,04 l/s
Energia mínima de ignição: 0,14 ± 0,01 mJ
Número de sondas de gás aproxima-se: Pelo menos 200 em cada nível de humidade

FIBC não standard
Existe hoje no mercado FIBC que são vendidos como FIBC tipo D mas não cumprem os requisitos do IEC 61340-4-4:2005. Alguns destes FIBC existiam antes da publicação da norma e os seus fabricantes não melhoraram os seus desenhos para cumprirem a norma. Outros foram concebidos numa tentativa de contornar o padrão. Qualquer norma tem por objetivo fixar níveis mínimos aceitáveis de desempenho sem sobrecarregar indevidamente os fabricantes. No caso do IEC 61340-4-4:2005, o objetivo é estabelecer um nível mínimo de segurança para garantir que o FIBC testado utilizando os métodos especificados e que cumpra os requisitos de desempenho especificados seja qualificado como seguro para utilização numa vasta gama de indústrias. Os métodos de ensaio e os valores-limite associados foram estabelecidos por um comité internacional de peritos que abrange fabricantes de FIBC, laboratórios de ensaio, engenheiros de segurança de processos e utilizadores finais da FIBC. É justo dizer que o IEC 61340-4-4:2005 representa o estado atual do conhecimento quanto ao que constitui uma FIBC segura e estática protetora. Por conseguinte, é necessário exercer muita cautela quando se considera o FIBC que não cumpre a norma IEC.

Alguns fabricantes de FIBC tentaram inventar a sua própria classificação e rotular o seu FIBC como D+, Dplus, CD, etc. Afirmam que o seu FIBC é do tipo C que não precisa de ser aterrado ou que é do tipo D. Para começar, nenhuma destas designações é reconhecida em qualquer padrão nacional ou internacional. Os requisitos para o FIBC do tipo C estão muito claramente definidos no IEC 61340-4-4:2005. Para que um FIBC do tipo C cumpra as normas de segurança exigidas, a resistência ao solo deve ser inferior a 108 Ωe o FIBC deve ser aterrado durante as operações normais. Se a resistência ao solo for superior a10 8Ω, o FIBC não pode ser legitimamente descrito como Tipo C. Se for utilizado um FIBC tipo C sem uma ligação adequada ao solo, serão produzidas faíscas incendiárias. Os requisitos relativos ao FIBC tipo D são também claramente definidos no IEC; devem passar no teste de ignição especificado sem estarem em terra. Se um FIBC precisar de ser aterrado para passar no teste de ignição padrão IEC, então não pode ser legitimamente descrito como Tipo D. Logicamente, se um FIBC não conseguir satisfazer os requisitos básicos de segurança do tipo D, não é um disparate descrevê-lo como D+. A utilização de uma classificação não normalizada no FIBC é um truque de marketing transparente para a FIBC que não cumpre as normas de segurança reconhecidas.

Como identificar o FIBC Qualificado para o IEC 61340-4-4:2005
Existem três componentes para determinar se um FIBC foi ou não qualificado de acordo com o IEC 61340-4-4:2005:-
1) Uma etiqueta no FIBC que contenha, pelo menos, as informações especificadas no IEC 61340-4-4:2005;
2) Um relatório de teste que mostra os resultados das medições de tensão de avaria (Tipo C e Tipo D), e medidas de resistência (Tipo C) ou testes de ignição (Tipo D;
3) Um certificado de ensaio que confirme que o FIBC satisfaz todos os requisitos do IEC 61340-4-4:2005. Este pode ser um certificado separado ou incorporado como parte do relatório de ensaio.
Um relatório de ensaio válido deve conter pormenores de todos os parâmetros e condições de ensaio pertinentes especificados no IEC 61340-4-4:2005 e uma descrição completa do FIBC em ensaio. Se for fornecido um certificado de ensaio separado, o relatório de ensaio em que se baseia deve estar disponível para inspeção. Existem exemplos de certificados de ensaio que implicam que os ensaios foram efetuados de acordo com o IEC 61340-4-4:2005, mas quando os relatórios de ensaio são inspecionados, é evidente que existem desvios significativos em procedimentos específicos que tornam o relatório de ensaio inválido como meio de apoiar a qualificação para o IEC 61340-4-4:2005.

Testes e certificação CROHMIQ® Tipo de Proteção Estática D FIBC
A Texene LLC é a única empresa da indústria FIBC a possuir e operar a sua própria instalação de teste fibc de última geração que foi concebida e construída para satisfazer os requisitos exatos do IEC 61340-4-4:2005. A instalação de ensaios é utilizada para qualificar o FIBC fabricado a partir de TECIDOS FIBC de proteção estática crohmiq® estático, para testes de controlo de qualidade, e para apoiar o Programa de Certificação contínua de Segurança da Texene™ (CSC). O Programa CSC é um serviço único e gratuito prestado pela Texene aos utilizadores do CROHMIQ® Static Protection Type D FIBC. A primeira fase do CSC é a qualificação inicial para a segurança. Cada design de CROHMIQ® FIBC é testado de acordo com o IEC 61340-4-4:2005 antes do envio do primeiro envio para o cliente. A qualificação inicial é conseguida através do teste de 3 amostras de cada desenho fibc; cada um deve passar. O cliente é fornecido com um relatório de teste completo e um certificado de teste sumário. A segunda fase do CSC é a re-qualificação contínua do CROHMIQ® FIBC. A intervalos regulares acordados com o cliente, por exemplo, de seis em seis meses, ou a cada 10.000 FIBC entregues, o cliente envia uma amostra de cada CROHMIQ® design FIBC à Texene para re-qualificação. Os ensaios são novamente realizados de acordo com o IEC 61340-4-4:2005 e o cliente é fornecido com um certificado de resumo e um relatório de teste completo para cada teste de re-qualificação.

CROHMIQ® FIBC são utilizados em todo o mundo pelas grandes empresas como parte essencial da sua regulação dos riscos eletrostáticos. Graças ao seu excelente registo de segurança, o CROHMIQ® FIBC são amplamente reconhecidos como a solução mais segura e mais rentável para o controlo da eletricidade estática nas operações de manuseamento da FIBC.
Para mais informações sobre os tecidos CROHMIQ® FIBC, visite www.crohmiq.com.