¿Cómo se combina la iluminación de alta temperatura con la seguridad contra explosiones?

Combinar una luminaria con resistencia a altas temperaturas y seguridad contra explosiones es técnicamente posible, pero requiere una combinación cuidadosa de diseño térmico, carcasa certificada y la clasificación ATEX adecuada. Ambos requisitos plantean desafíos contradictorios en cuanto al uso de materiales, la refrigeración y los componentes eléctricos, por lo que las soluciones estándar casi siempre resultan insuficientes en este ámbito. En este artículo respondemos a las preguntas más frecuentes sobre iluminación ATEX para alta temperatura y le ayudamos a tomar las decisiones correctas.

¿Cuándo está una luminaria certificada tanto para alta temperatura como para ATEX?

Una luminaria está certificada de forma combinada cuando cumple simultáneamente con los requisitos para iluminación antideflagrante (Directiva ATEX) si está validado para su uso en temperaturas ambientales extremas, normalmente por encima de 60 °C o incluso hasta 120 °C. Esto requiere dos trayectorias técnicas independientes que convergen en el diseño.

La certificación ATEX se centra en prevenir la ignición de atmósferas explosivas mediante chispas, arcos eléctricos o superficies calientes. La certificación de alta temperatura se centra en mantener la luminaria funcional y segura en condiciones de calor ambiental extremo. Una luminaria que cumple con ambos requisitos debe, por lo tanto, seguir siendo a prueba de explosiones, incluso cuando ya está fuertemente calentada desde el exterior, lo que complica considerablemente la gestión térmica de los componentes internos.

En la práctica, este tipo de luminarias son relativamente raras. Se desarrollan específicamente para entornos como acerías, fundiciones, instalaciones químicas o refinerías, donde el calor y el peligro de explosión están presentes simultáneamente. Más información sobre qué iluminación a altas temperaturas contenido técnico, ayuda a comprender mejor la complejidad de esta combinación.

¿Qué zonas ATEX se presentan en entornos de alta temperatura?

En entornos de alta temperatura, predominan principalmente las zonas ATEX 1, zona 2 (para atmósferas de gas) y zona 21 o zona 22 (para atmósferas de polvo). La zona específica depende de la frecuencia y duración con la que esté presente una atmósfera explosiva, y no de la temperatura en sí.

Sin embargo, la temperatura influye indirectamente en la clasificación de zonas y en la selección de luminarias. En entornos con calor extremo, las sustancias volátiles pueden evaporarse más rápidamente, lo que aumenta la probabilidad de una atmósfera explosiva. Piense en los procesos químicos a temperatura elevada en los que se liberan disolventes o gases, o en la producción de acero en la que el polvo y el calor se producen de forma combinada.

Las combinaciones más frecuentes en la industria pesada son:

Zona 1 con alta temperatura ambiente: Atmósfera gaseosa presente de forma regular, combinada con temperaturas de proceso superiores a 60 °C. Típico en petroquímica o refinerías.
Zona 2 con radiación infrarroja: Atmósfera explosiva accidental en combinación con calor radiante, como cerca de hornos de fusión o fundiciones.
Zona 21 de 22 con polvo y calor: Polvo inflamable en combinación con altas temperaturas, como en determinados procesos de transformación de alimentos o farmacéuticos a temperatura elevada.

La identificación correcta de la zona es una obligación legal y constituye la base para cualquier selección de luminarias en un entorno con peligro de explosión.

¿Cuáles son los desafíos técnicos de la iluminación ATEX ante el calor extremo?

El mayor desafío técnico es la gestión térmica. Las luminarias ATEX son por definición carcasas cerradas para evitar que las chispas o las superficies calientes entren en contacto con una atmósfera explosiva. Pero esa misma carcasa cerrada dificulta la disipación del calor generado internamente por el controlador LED y las fuentes de luz, especialmente cuando la temperatura ambiente ya es alta.

En la iluminación LED industrial estándar, el exceso de calor se disipa mediante aletas de refrigeración y convección. En una envolvente ATEX, estas posibilidades son limitadas. Cuando la temperatura ambiente, además, asciende hasta los 80 °C o más, la carga térmica sobre los componentes internos se vuelve crítica. Los controladores LED y las fuentes de luz tienen una temperatura de unión máxima; si esta se supera, la vida útil disminuye considerablemente o la luminaria falla por completo.

Otros desafíos técnicos son:

Fatiga del material debido a ciclos térmicos, en los cuales la luminaria se calienta y se enfría repetidamente
Material de empaque y sellado que debe ser resistente tanto a altas temperaturas como a la exposición química
Componentes eléctricos que deben estar certificados para la categoría ATEX específica y la temperatura ambiente
Variedad limitada de controladores LED que son tanto antideflagrantes como resistentes al calor.
Mayor temperatura superficial de la carcasa que puede influir en la clase de temperatura de la luminaria

Esto explica por qué las luminarias ATEX combinadas de alta temperatura requieren un diseño a medida y no se pueden elegir de un catálogo estándar.

¿Cómo se elige la luminaria adecuada para un entorno ATEX cálido?

La elección comienza con un análisis ambiental preciso. Usted necesita al menos tres parámetros: la temperatura ambiente máxima, la zona ATEX y las sustancias explosivas presentes (gas, vapor o polvo). Sobre esa base, usted determina la clase de temperatura requerida de la luminaria, el grado de protección y el grupo de explosión.

Posteriormente, usted completa los siguientes pasos:

Determine la zona ATEX sobre la base de la frecuencia y la duración de la atmósfera explosiva. Esto suele estar establecido en el documento de protección contra explosiones de la instalación.
Determine la temperatura ambiente máxima, incluidos los momentos de máxima demanda, como durante la puesta en marcha o en caso de averías en los sistemas de refrigeración.
Verifique la clase de temperatura de la luminaria. La temperatura superficial de la luminaria nunca debe alcanzar la temperatura de ignición de las sustancias presentes.
Evalúe la clasificación IP en combinación con el calor. Las altas clasificaciones de IP limitan la ventilación, lo que aumenta la carga térmica.
Solicitud de documentación se realizan pruebas en condiciones combinadas. Un certificado ATEX no indica automáticamente que la luminaria también haya sido probada a altas temperaturas ambiente.
Considere los requisitos de mantenimientoEn las zonas ATEX rigen estrictas normas de inspección y sustitución. Elija una luminaria cuyos componentes estén disponibles y sean reemplazables.

Un buen experto en iluminación es indispensable en esta consideración, ya que la combinación de requisitos rara vez se cubre por completo en las fichas técnicas de productos estándar.

¿Qué establece la normativa sobre las aplicaciones combinadas de calor y ATEX?

La Directiva ATEX (2014/34/UE) establece qué luminarias pueden utilizarse en atmósferas potencialmente explosivas. Lo que la directiva no cubre automáticamente es el rendimiento de dicha luminaria a temperaturas ambientales extremas. Dicha combinación requiere una validación adicional por parte del fabricante.

En términos concretos, esto significa que una luminaria certificada ATEX siempre tiene un rango de temperatura ambiente especificado, expresado como Ta (temperatura ambiente). La mayoría de las luminarias ATEX estándar están certificadas para una Ta de un máximo de 40 °C o 55 °C. Cuando la temperatura ambiente es superior, la luminaria se encuentra fuera de su ámbito de funcionamiento certificado y pierde su validez ATEX.

Para aplicaciones por encima de los valores de Ta estándar, se requiere una luminaria específicamente certificada, en la cual el fabricante demuestre que, incluso a dichas temperaturas más elevadas, se cumplen todos los requisitos ATEX. Esto requiere ensayos adicionales y documentación que son independientes de la certificación ATEX básica.

¿Qué preguntas formula a un proveedor de iluminación ATEX para altas temperaturas?

No todo proveedor que ofrece iluminación ATEX cuenta también con experiencia en aplicaciones de alta temperatura. Plantear las preguntas adecuadas le ayuda a distinguir rápidamente entre un especialista y un generalista que ofrece productos estándar.

En cualquier caso, haz las siguientes preguntas:

¿Cuál es la temperatura ambiente (Ta) máxima para la cual la luminaria está certificada, y se ha probado o calculado?
¿Qué clase de temperatura tiene la luminaria y a qué temperatura ambiente se ha determinado?
¿Ha sido probada la luminaria bajo carga combinada (calor y condiciones ATEX simultáneamente)?
¿Qué materiales se utilizan para las juntas y la carcasa, y cuál es su comportamiento ante una exposición prolongada al calor?
¿Qué expectativa de vida útil aplica el proveedor a la Ta máxima?
¿Cuáles son los requisitos de mantenimiento en zonas ATEX y suministra también el proveedor la documentación correspondiente?
¿Existen proyectos de referencia con condiciones similares?

Un proveedor que pueda responder a estas preguntas de manera directa y concreta demuestra que realmente comprende la materia y no se limita a vender un producto.

Ejemplo práctico: Tata Steel IJmuiden

Tata Steel IJmuiden quería hacer más sostenible la iluminación cercana a su proceso de producción. Junto al acero caliente, la temperatura llega a +120 °C, el acero emite radiación infrarroja y la composición del aire es agresiva. JEL se encargó del diseño de iluminación y la ingeniería, diseñó la instalación y suministró versiones HT elegidas para cada ubicación: Snapper HT, Barracuda HT y Orca HT. El calor que llega en forma de radiación infrarroja se refleja en lugar de absorberse. El diseño de iluminación se verificó conforme a EN 12464-1 y alcanza 100 lux cerca de la zona de trabajo, con una uniformidad de hasta 0,55.

Con el calor, el reto está sobre todo en la suma de factores: la temperatura ambiente, el calor radiante y el aire agresivo determinan conjuntamente si una luminaria sigue funcionando durante años. Donde además existe riesgo de explosión, se añade un segundo requisito independiente. Una luminaria resistente al calor sin certificación Ex no debe instalarse en una zona ATEX, y tampoco una luminaria Ex sin una Ta demostrada para esas temperaturas. En la práctica, esto suele suponer una división: iluminación resistente al calor para las áreas fuera de las zonas y, dentro de ellas, una luminaria Ex certificada cuyo fabricante demuestre la Ta para la temperatura ambiente real.

Más información sobre el proyecto Tata Steel IJmuiden

Cómo ayuda JEL Products con las altas temperaturas y las zonas ATEX

JEL Products suministra iluminación LED industrial para los entornos más exigentes, incluida la línea HT para temperaturas de hasta +120 °C. Donde convergen las altas temperaturas y el peligro de explosión, JEL ilumina las áreas fuera de las zonas y deriva a un fabricante Ex certificado para las zonas.

Concretamente, JEL Products ofrece el siguiente soporte:

Asesoramiento técnico sobre la elección de luminarias fuera de las zonas ATEX en función de la temperatura ambiente (Ta) y del entorno, con derivación a un fabricante Ex certificado para las propias zonas
Luminarias de la línea HT, como la Orca HT y la Barracuda HT, diseñadas específicamente para temperaturas extremas de hasta +120 °C y exposición a la radiación infrarroja, para las áreas fuera de las zonas ATEX
Coordinación con el documento de protección contra explosiones, para que quede claro qué áreas quedan fuera de las zonas y cuáles corresponden a un fabricante Ex certificado
Documentación completa de la iluminación suministrada, incluidas las instrucciones de mantenimiento; la documentación para las zonas ATEX la aporta el fabricante Ex certificado
Apoyo en todo el proceso, desde la ingeniería hasta la puesta en marcha.

¿Tiene un proyecto en el que se combinan la iluminación para altas temperaturas y la seguridad contra explosiones? Póngase en contacto Reúnase con los especialistas de JEL Products para mantener una conversación técnica sin ningún tipo de compromiso.

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