Câmeras em rede à prova de explosão

Câmeras em rede à prova de explosão

As câmeras em rede protegidas contra explosão em um ambiente de risco podem se integrar ao sistema de câmeras para áreas seguras já existente (LAN), trazendo facilidades como flexibilidade e recursos de análises, streaming e armazenamento de vídeo.

Refinarias estão entre os locais com risco de explosão

As câmeras de rede protegidas contra explosão oferecem elevada qualidade de imagem e possibilidades de integração flexível para ambientes exigentes e perigosos. O processamento inteligente, juntamente com o excelente desempenho de streaming e alta resolução, proporciona uma qualidade de imagem raramente vista antes em câmeras protegidas contra explosão.

As câmeras de rede protegidas contra explosão são gabinetes robustos contendo câmeras IP. O gabinete é uma caixa de aço inoxidável certificada para uso em ambientes de risco. A caixa funciona como um contêiner, impedindo que quaisquer faíscas escapem e iniciem uma explosão por meio da ignição de vapores, gases, poeira ou fibras no ar que a circunda.

As câmeras de rede protegidas contra explosão usadas em um ambiente perigoso podem se integrar a um sistema de câmeras para áreas seguras já existente na rede local, ampliando a aplicação das câmeras com análises, streaming e armazenamento de vídeo.

Áreas de aplicação

As redes de câmeras IP protegidas contra explosão podem ser usadas para vários fins em áreas de risco, promovendo saúde, segurança e benefícios ambientais. Oferecem detecção, verificação e identificação para garantir segurança e confiabilidade do processo. Integradas a um sistema de controle de acesso físico, podem fornecer gerenciamento de identidade para aumentar a segurança.

Em sistemas de controle industriais, as câmeras em rede dão olhos aos sensores, o que significa menos tempo do pessoal de serviço em áreas de risco, bem como menos tempo de interrupções. Podem ser usadas para a vigilância de plantas e sistemas de transporte. Graças à sua versatilidade, oferecem segurança desde o perímetro até o núcleo mais importante.

Há um vasto número de segmentos da indústria onde os equipamentos precisam ser protegidos contra explosão. As câmeras protegidas visam, especialmente, áreas de perigo em ambientes industriais onshore, offshore, marítimos e pesados. Esses segmentos incluem refinarias de petróleo e gás, plataformas marítimas, gasodutos e centros de distribuição, postos de gasolina e plantas de processamento de substâncias químicas. Outros segmentos, talvez menos óbvios, são indústrias de impressão, de papéis e têxteis, refinarias de açúcar, instalações de manuseio e armazenamento de grãos, áreas de marcenaria, de tratamento de resíduos e instalações usadas para moagem de superfícies metálicas (especialmente poeiras e partículas de alumínio). Embora os materiais usados nesses segmentos sejam geralmente considerados como não inflamáveis, ou de combustão lenta, eles podem ser inflamados e explodir quando em forma de poeira.

A indústria de petróleo e gás

Distribuição geográfica de diferentes certificações

Há questões que são exclusivas da indústria de petróleo e gás, à parte do risco de explosões em áreas de perigo. Na indústria de petróleo e gás, a produção ocorre em áreas muito remotas. O sistema de transporte de petróleo é global, incluindo superpetroleiros e gasodutos que cruzam continentes. Os produtos petrolíferos são transportados por navios, barcos, caminhão, trilhos e oleodutos.

As empresas de petróleo e gás devem coletar, regularmente, dados importantes de poços distantes, plataformas de perfuração offshore e locais de produção remotos, bem como dos sistemas Scada – Supervisory Control and Data Acquisition estabelecidos para monitorar instalações, tais como tanques de armazenamento, estações de bombeamento ou oleodutos. Alguns poços ficam bem distantes das instalações de monitoramento mais próximas, o que torna a coleta de dados on-site uma operação onerosa e de alto consumo de tempo. Estabelecer os links requisitados de rede de banda larga em múltiplos locais pode ser extremamente difícil, uma vez que essas atividades geralmente ocorrem onde redes cabeadas são impraticáveis. Por meio dos sistemas de vigilância de vídeo em rede, várias dessas questões podem ser resolvidas.

O monitoramento e o controle remotos permitem que os usuários controlem as instalações a distância em resposta a mudanças nas demandas do sistema. Os sistemas de vigilância de vídeos em rede podem ser usados para o acompanhamento em zonas e processos críticos como perfuração, bombeamento, estações de compressor, oleodutos e refinarias.

Apesar dos problemas dos locais remotos e dos desafios que trazem, a principal preocupação das empresas de petróleo e gás deve ser com relação à segurança. É necessário respeitar as instruções de segurança e as políticas ambientais, e o uso das ferramentas corretas e do equipamento de proteção é essencial. Os sistemas de vigilância de vídeo de rede podem, além das vantagens mencionadas, reduzir os níveis de risco por meio do monitoramento dos procedimentos de emergência e do fluxo de pessoas.

Por que usar câmeras de rede em áreas de perigo?

Um sistema de videovigilância em rede traz benefícios que não podem ser oferecidos por um sistema de vigilância por vídeo analógico. As vantagens incluem uma qualidade de imagem superior, análise de vídeos incorporada, maior segurança, fácil instalação e integração à prova de futuro, acessibilidade remota e melhores escalabilidade, flexibilidade e custos, como veremos a seguir.

Qualidade de imagem superior

As câmeras em rede podem oferecer uma resolução HDTV completa com qualidade de imagem e fidelidade de cor excepcionais, a uma alta taxa de quadros. O zoom óptico automático e o autofoco permitem que as câmeras cubram grandes distâncias, proporcionando amplas visões gerais, bem como imagens detalhadas para propósitos de identificação.

As imagens da câmera da rede são digitalizadas uma vez e permanecem digitais sem quaisquer conversões desnecessárias ou degradação de imagem devido à distância percorrida na rede. Num sistema analógico, de outro lado, as imagens têm de ser convertidas várias vezes em seu percurso entre a câmera e o operador.

A excelente sensibilidade à luz torna as câmeras de rede capazes de registrar cenas em grandes detalhes, mesmo em condições de luz baixa, sem qualquer equipamento de iluminação extra. A tecnologia WDR – Wide Dynamic Range permite que as câmeras lidem com uma extensão entre áreas claras e escuras na imagem.

Análise de vídeos e maior segurança

A inteligência incorporada, na forma de detecção de movimento em vídeo, detecção de linha cruzada ou alarme de violação ativa, permite uma análise constante de informações para detectar um evento e, automaticamente, responder com ações como registro de vídeo e notificações de alarme.

A detecção de movimento em vídeo permite uma detecção confiável de pessoas e objetos em movimento, enquanto a identificação de linha cruzada funciona como um fio de tropeço virtual. Detecta objetos em movimento que cruzam uma linha virtual no campo de visão da câmera, possibilitando o engatilhamento automático de um evento. O alarme de violação ativada detecta se uma câmera foi redirecionada, obscurecida ou adulterada e pode enviar alarmes para um operador. Isso é especialmente útil em ambientes demandantes ou perigosos, onde o rastreamento do funcionamento adequado das câmeras é difícil. O contador de pixels garante que a resolução de pixels de um objeto satisfaça qualquer requisito regulatório ou específico do cliente para fins de identificação.

Funções automáticas movem a câmera para uma posição preestabelecida quando o movimento é detectado em uma área predefinida. Todas essas aplicações de análise de vídeos contribuem para uma maior segurança.

Graças à qualidade de imagem e sensibilidade à luz das câmeras de rede, as aplicações de análise de vídeo funcionam em várias condições de iluminação, tanto em instalações internas quanto externas.

Integração flexível

O vídeo em rede proporciona um alto nível de integração com outros equipamentos e funções. Redes de computadores existentes, como as LANs e a Internet, podem ser usadas para streaming e armazenamento. Diferentemente de um sistema analógico, um sistema de vídeo totalmente integrado em rede pode ser usado para uma infinidade de aplicações simultaneamente, como controle de acesso, gerenciamento predial, alarme de incêndio e gerenciamento de intrusos e visitantes. Para monitorar temperaturas a distância, é fácil acrescentar uma câmera de alarme de temperatura a um sistema de câmeras em rede.

Um sistema de vídeo em rede pode crescer de acordo com as necessidades do usuário – uma câmera de cada vez – enquanto os sistemas analógicos somente podem crescer em passos de 4 ou 16 de cada vez. Num sistema de vídeo em rede, qualquer número de produtos pode ser acrescentado sem mudanças significativas e dispendiosas para a infraestrutura da rede. Em um sistema de vídeo analógico, por outro lado, um cabo coaxial dedicado deve ser passado diretamente de cada câmera até uma estação de visualização/gravação. O uso de hardware de servidor de PC padrão no lugar de equipamentos com tecnologia proprietária como NVR – Network Video Recorders reduz radicalmente os custos de gerenciamento e equipamento. Os codificadores de vídeo possibilitam a integração de um sistema analógico de CFTV – Televisão em Circuito Fechado analógico já existente a um sistema de vídeo em rede, aproveitando as vantagens das câmeras e infraestrutura instalada e combinando com uma tecnologia de segurança de última geração.

Acessibilidade remota

Em um sistema de vigilância por vídeos em rede, os usuários podem acessar vídeos em tempo real a qualquer momento, de qualquer computador autorizado, em qualquer lugar do mundo. O vídeo pode ser armazenado em locais remotos para conveniência e segurança e as informações podem ser distribuídas por quaisquer redes baseadas em IP existentes, com LANs ou Internet.

Câmeras em rede podem ser usadas para monitoramento e para facilitar a manutenção remota. Uma inspeção inicial, visual, pode ser realizada sem que haja um técnico no local. Quando se requer uma manutenção presencial, qualquer pessoa que esteja trabalhando em área de risco poderá ser monitorada remotamente.

Noções básicas de explosão

Uma explosão é um processo rápido que libera energia e dá início a uma onda de choque. Para que ela ocorra, três componentes devem estar presentes: combustível, oxidante e energia. Se um ou mais desses componentes for removido, não haverá explosão.

O combustível é misturado com alguma forma de oxidante, geralmente o ar, para formar uma atmosfera explosiva, uma mistura de um oxidante e substâncias inflamáveis na forma de gases, vapores, névoas ou poeiras, em condições atmosféricas. É necessário haver energia térmica ou elétrica para ignição. A fonte de uma ignição pode ser raios, chamas vivas, fagulhas mecanicamente geradas por impacto ou fricção, fagulhas elétricas, radiação, descarga eletrostática, alta temperatura de superfície ou ondas de choques.

Poeiras combustíveis

Um material só pode queimar em sua superfície, onde pode reagir com o oxigênio. A poeira tem uma ampla superfície se comparada com a sua massa, o que torna qualquer material em forma de poeira muito mais inflamável que na forma bruta. Como as partículas são muito pequenas, elas precisam de menos energia para pegar fogo do que a matéria bruta, uma vez que não se perde qualquer energia por condução térmica dentro do material. Carvão, serragem, pó de alumínio, pólen, açúcar e farinha são exemplos de pós combustíveis.

Áreas de risco

É uma área em que há probabilidade de ocorrência de líquidos, vapores, gases inflamáveis ou pós combustíveis em quantidades suficientes para causar um incêndio ou explosão. Incluem refinarias de petróleo, plataformas e plantas de processamento, gasodutos, estações de reabastecimento automotivo ou de aviões, mas também centros cirúrgicos hospitalares, plantas de tratamento de esgoto, áreas de marcenaria e lugares onde se manejam e estocam grãos. Outros nomes para esses locais de risco são “ex”, áreas classificadas ou explosivas.

As câmeras em rede protegidas contra explosão são projetadas para uso em áreas de risco. As áreas não perigosas são chamadas de áreas seguras. Nessas áreas, podem-se usar os produtos, dando ao usuário acesso a uma ampla faixa de câmeras versáteis, de alta qualidade e aplicativos inteligentes de análise de vídeo, como a fetecção de linha cruzada e o alarme de violação ativa. Nas áreas seguras, também podem ser usados outros produtos de rede, como controle de acesso e sistema de áudio.

Princípios de proteção contra explosão

Os equipamentos usados em áreas de risco deve ser projetado com proteção contra explosão. Há três princípios básicos para a proteção contra explosão:

  • Prevenção
  • Segregação
  • Contenção

Quando se usa a prevenção, a energia elétrica e térmica são limitadas a níveis seguros, tanto durante a operação normal quanto quando ocorre uma falha. O equipamento intrinsecamente seguro usa esse princípio.

Quando se usa a segregação, as partes elétricas ou superfícies quentes ficam fisicamente separadas da atmosfera explosiva. Pode-se obter a segregação por várias técnicas, tais como pressurização e encapsulamento.

Contenção significa que, se ocorrer uma explosão, ficará confinada a uma área bem definida, evitando que se propague para a atmosfera circunvizinha. Os gabinetes protegidos contra explosão ou à prova de chama têm a vantagem desse princípio.

Padrões e certificação da indústria

Aplicam-se diferentes padrões da indústria para equipamentos protegidos contra explosão em diferentes partes do mundo. Todos os padrões dizem respeito a equipamentos usados em condições atmosféricas normais, ou seja, pressão atmosférica normal (0,8–1,1 bar), nível de oxigênio normal (21%) e temperatura ambiente atmosférica normal (-20 °C a 40 °C/-4 °F a 104 °F).

Na União Europeia, o equipamento deve estar em conformidade com os requisitos essenciais da Diretiva ATEX. Consiste de duas diretivas que descrevem que equipamentos e ambientes de trabalho são permitidos em um ambiente com atmosfera explosiva. A Diretiva ATEX é o mais internacional de todos os padrões.

Zonas

As áreas de perigo são divididas em zonas. A zona define a probabilidade de presença de material explosivo numa concentração ignitável na atmosfera circundante. Para gases, a Zona 0 é uma área em que uma mistura explosiva gás/ar está continuamente ou frequentemente presente, ou presente por longos períodos de tempo. A Zona 1 é uma área em que há probabilidade de ocorrência de uma mistura explosiva gás/ar por curtos períodos de tempo durante a operação normal. Na Zona 2, não é provável a ocorrência de uma mistura explosiva gás/ar. Se ocorrer, será apenas um período de tempo muito curto devido a uma condição anormal. Para nuvens de poeira combustível ou condutiva, as zonas equivalentes são 20, 21 e 22. As Zonas 1 e 2 (ou 21 e 22 para poeira) são as classificações mais comuns, enquanto a Zona 0 (20 para poeira) é restrita a áreas pequenas e inacessíveis ou áreas dentro do equipamento.

Tipos de proteção

Tab. I – Tipos de proteção
Designação Tipo de proteção Zona
Ex d Gabinete à prova de chama (protegido contra explosão) 1, 2
Ex c Maior segurança 1, 2
Ex ia Intrinsecamente segura 0, 1, 2
Ex ib Intrinsecamente segura 1, 2
Ex o Imersão em óleo 2
Ex p Aparato pressurizado (purgado) 1, 2
Ex q Preenchimento de pó (areia) 2
Ex m Encapsulamento 1, 2
Ex n ou Ex N Circuitos sem incentivo e/ou normalmente sem faíscas 2

O equipamento elétrico usado em áreas de perigo pode ser protegido contra explosão de várias maneiras. A tabela I mostra os diferentes tipos de proteção, sua designação e a que zonas se aplicam.

O equipamento certificado para a Zona 0 não deve constituir uma fonte de ignição, mesmo que duas falhas independentes ocorram. O equipamento para a Zona 1 não deve constituir uma zona de ignição na ocorrência de uma falha, ou deve ser projetado para evitar falhar ou explosão, impedindo que a mistura de gás combustível alcance a fonte de ignição. É preciso evitar que uma explosão interna espalhe-se pelas misturas de gases circundantes (por meio de um invólucro protegido contra explosão). Não deve haver qualquer fonte de ignição e devem-se tomar medidas para evitar que ela ocorra durante uma falha. O equipamento para a Zona 2 não deve constituir uma fonte de ignição durante a operação normal.

Grupos de aparelhos

Para a certificação de equipamento protegido contra explosão, todos os tipos são divididos em três grupos (tabela II). O Grupo I cobre os equipamentos usados em mineração e os Grupos II e III cobrem todas as outras aplicações.

Tab. II – Grupos de aparelhos
Aplicação Grupo Subgrupo Diz respeito a aplicações onde há perigo devido à possibilidade de existência das seguintes substâncias
Mineração I Metano
Gases explosivos II A Propano, metano e gases similares
B Etileno e outros gases industriais
C Acetileno, hidrogênio e outros gases de muito fácil ignição
Poeiras combustíveis III A Partículas inflamáveis
B Poeira não condutiva
C Poeira condutiva

Classes de temperatura

Uma mistura de ar e gases perigosos pode entrar em ignição em contato com uma superfície quente. A ocorrência da ignição depende da temperatura da área de superfície e da concentração do gás. A temperatura de ignição ou temperatura de autoignição (AIT – auto-ignition temperature) é a temperatura mais baixa de uma substância, seja sólida, líquida ou gasosa, para iniciar uma combustão autossustentável. O aparelho usado em qualquer área de perigo não deve ter qualquer superfície cuja temperatura exceda a AIT, em operação normal ou anormal.

Tab. III – Códigos de temperatura
Código de temperatura Temperatura máxima de superfície (oC)
T1 450
T2 300
T3 200
T4 135
T5 100
T6 85

A temperatura máxima de um equipamento deve ser sempre inferior à AIT do gás, vapor ou mistura de ar em que é colocada. Os equipamentos são certificados para classificações máximas de temperatura aprovadas por agências. O equipamento testado recebe um código indicando a temperatura máxima da superfície, como mostra a tabela III.

Todos os equipamentos elétricos certificados para uso em áreas de risco devem ser marcados para mostrar o tipo e o nível de proteção. Na Europa, a etiqueta deve mostrar a marca CE, o número do código da agência de certificação. A marca CE é complementada com a marca Ex, seguida de Grupo, Categoria e, se for um equipamento do Grupo II, se a marca diz respeito a gases (G) ou poeira (D).

Um exemplo: Ex II 1 G
Isso significa que o produto é protegido contra explosão, o grupo é II (não é equipamento de mineração), a categoria é 1 (nível muito alto de proteção) e a indicação diz respeito a gás.

Além disso, a marca normativa será capaz de estabelecer o tipo ou tipos específicos de proteção usados.

Um exemplo: Ex ia IIC T4
Isso significa que o tipo é ia (intrinsecamente seguro), o grupo IIC (gases) e a temperatura categoria 4 (temperatura de superfície máxima de 135oC/275oF).

Conclusão

As câmeras em rede protegidas contra explosão oferecem muitas vantagens em comparação às câmeras analógicas protegidas contra explosão, como a imagem de qualidade superior e a tecnologia à prova de futuro. As análises de vídeo aumentam a segurança e permitem acessibilidade remota, com o uso de quaisquer redes baseadas em IP ou Internet. Uma câmera em rede protegida contra explosão deve ser certificada para áreas de perigo de acordo com os padrões da indústria aplicáveis no país onde é utilizada.

 

Essa é uma seleção de conteúdo da Reed Exhibitions Alcantara Machado sobre o mercado. Matéria publicada originalmente em Aranda Net, parceira de mídia da ISC Brasil.

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