Sistemas Heurísticos
Algunas sustancias aparentemente inofensivas, dispersas en el aire en forma de nube, arden frecuentemente con violencia explosiva. La manipulación de tales sustancias en la industria conlleva la existencia de un riesgo que, de concretarse, puede ocasionar consecuencias catastróficas. Tal es el caso de fábricas de harina, azúcar, piensos, pulido de metales, etc.
El fraccionamiento de los combustibles (polvo), y su mezcla íntima en el seno del comburente (aire), favorece el aumento de la velocidad de reacción. Las materias orgánicas y metales sólidos pulverulentos, dispersados en el aire en forma de nube, pueden, si son inflamados, generar una explosión con las inevitables consecuencias térmicas y mecánicas propias de este tipo de fenómeno.
Las explosiones en polvos combustibles son del tipo deflagración, caracterizándose por la aparición de un frente de llama que propaga la inflamación a través de la nube de polvo, y la generación de una onda de presión que, a pesar de su pequeño valor (0,1 10 Kg/cm), representa fuerzas inmersas a aplicarse sobre superficies notables.
Evaluación del riesgo
El sistema de evaluación más comúnmente utilizado es el método empírico introducido por el U.S. Bureau of Mines. Está basado en el cálculo del “Índice de Explosividad” del polvo. Dicho índice se obtiene como producto de otros denominados “Sensibilidad a la Ignición” y “Gravedad Explosiva”.Ambos índices factoriales son calculados para un polvo determinado, por cociente entre varias características explosivas de dicho polvo, y del polvo del “Carbón de Pittsburgh” que se utiliza como patrón.
Sensibilidad a la ignición =TMI x CME x EMI (Carbón Pittsburgh) = TMI x CME x EMI (Polvo a investigar)
Gravedad explosiva =PME x GMP (Polvo a investigar) = PME x GMP (Carbón Pittsburgh)
Índice de explosividad = Sensibilidad a la ignición x – Gravedad explosiva
- TMI – Temperatura mínima de inflamación en grados centígrados.
- CME – Concentración mínima explosiva en gramos de polvo por litro de mezcla polvo-aire.
- EMI – Energía mínima de inflamación en milijulios.
- PME – Presión máxima de explosión en libras/pul.2
- GMP – Gradiente máximo de crecimiento de la presión en libras/pulg.2 x seg.
Los valores necesarios para el cálculo de los índices están recogidos para un gran número de sustancias en tablas contenidas en la bibliografía recomendada. Los índices antes mencionados se relacionan empíricamente con el riesgo de explosión.
Relación no exhaustiva de polvos combustibles con riesgo fuerte o muy fuerte
Medidas de prevención
Son aquéllas que se adoptan para evitar que se inicien explosiones. Para que se produzca una explosión es necesario:
- Una nube de polvo, con una concentración de polvo que supere la concentración mínima de polvo y oxígeno.
- Un foco de ignición que aporte una energía superior a la energía mínima de ignición del polvo.
Siendo necesaria la coexistencia en espacio y tiempo de ambos factores, la eliminación preventiva de ellos o de aquellas circunstancias que favorezcan su aparición, impedirá preventivamente la explosión.
Actuación sobre el polvo combustible
Dicha actuación contempla los siguientes aspectos:
Limitar la existencia de combustible
- Programando la limpieza periódica de depósitos de polvo en puestos de trabajo, ciclones, conducciones, filtros, etc.
- Evitando la formación de depósitos por un diseño correcto de las conducciones que evite los codos, cambios bruscos de sección, etc., y programando una revisión y mantenimiento periódicos que limite las fugas
- Instalando aspiración localizada en puntos donde se generen nubes de polvo
- Evitando la formación de nubes de polvo limitando la caída libre.
Transformar el polvo en incombustible
- Manejando el polvo por vía húmeda.
- Inertizando el polvo por mezcla con el mismo de un producto incombustible en una proporción suficiente (mínimo 50%).
Disminuir la concentración de oxígeno
Manejando el polvo en atmósfera inerte mediante la adición de N2 o C02 hasta que la concentración de oxígeno sea inferior a un porcentaje propio para cada polvo que se determina experimentalmente.
Actuación sobre los focos de ignición
Eliminar los focos de ignición peligrosos
- Eliminando las llamas en zonas con instalaciones de polvo: hornos, hogares, calderas, fumar y útiles de ignición, etc. Creación de áreas seguras para fumadores.
- Estableciendo permisos en trabajos de mantenimiento con riesgo, supervisados por persona competente en seguridad.
- Instalando dispositivos de corte sensibles a sobreintensidades como protección de motores de unidades que puedan sobrealimentarse.
- Instalando separadores neumáticos y magnéticos que eliminen objetos extraños (piedras, trozos de metal, etc.).
- Programando mantenimiento periódico de elementos de fricción (cojinetes, hélices, cintas, cangilones, etc.).
- Instalando equipo eléctrico acorde con la MIBT 026 del Reglamento de Baja Tensión para locales Clase II y división 1 ó 2 según casos.
- lnterconectando todas las masas metálicas entre sí y a su vez a una toma de tierra de resistencia limitada.
Autoignición
- Enfriando el polvo antes de su almacenamiento.
- Controlando la temperatura en almacenamientos (silos) mediante sensores térmicos.
- Controlando la humedad
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Fuente: Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo
Bibliografía
(1) JOSÉ LUIS VILLANUEVA MUÑOZ Polvos Combustibles, Capítulos I y II. “Análisis y Evaluación del Riesgo de Explosión en Polvos Combustibles”
INSHT ITB/306077 y ITB/449676. Barcelona 1976 y 1977
(2) JOSÉ LUIS VILLANUEVA MUÑOZ Polvos Combustibles, Capítulo III. “Prevención y Protección del Riesgo de Incendio y Explosión en Polvos Combustibles” INSHT ITB/304981. Barcelona 1981
(3) NATIONAL FlRE PROTECTION ASSOCIATION Manual de Protección Contra Incendios Editorial Mapfre. Madrid. 1978
(4) FACTORY MUTUAL SYSTEM Handbook of Industrial Loss Prevention McGraw-Hill. New York. 1967
(5) W. BARTKUECHT Explosions Springer – Verlag. 1981.