Antes de hablar de las protecciones que deben de llevar los equipos industriales cuando trabajamos con sustancias peligrosas, debemos de considerar algunas definiciones claves que nos servirán para entender mejor el tema.

¿Qué es una explosión?

La norma EN-1127-1 define a la explosión como una reacción súbita de oxidación o descomposición con elevación de la temperatura, de la presión o ambas, en otras palabras, es una combustión que será más rápida o más lenta en un gas o polvo.

Algunos de los efectos de una explosión son:

  • Fuertes estruendos e impactos de presión que pueden provocar el derrumbe de paredes y la rotura de ventanas.
  • Radiación de calor y gases de humo.
  • Frentes de llamas.

¿Cómo se produce una explosión?

Para que haya una explosión debe de haber:

  • Una sustancia inflamable (harina, vapor o gases).
  • Oxígeno.
  • Fuente de ignición (chispa).
  • Confinamiento (en el manejo de polvos combustibles).
  • Suspensión (en el manejo de polvos combustibles en forma de hojuelas, filamentos, fibras, cascarillas).

¿Qué es una deflagración?

Es cuando la combustión se da a una velocidad de (0.5 a 1) m/seg desprendiendo grandes cantidades de calor, llamas y una onda de presión.

¿Qué es una detonación?

Es cuando la deflagración viaja por tuberías alcanzado velocidades supersónicas, no generando llamas sino una onda de choque muy fuerte (audible) que es difícil de controlar ya que las presiones y velocidades son muy altas, generando grandes daños, tanto civiles como humanos (explosiones secundarias).

¿Qué es un polvo combustible?

La NFPA 654 define el polvo combustible como un particulado sólido que presenta un riesgo de fuego, de deflagración y de una detonación, independiente del tamaño y de la forma, cuando está suspendido en el aire (u otro medio oxidante) a varias concentraciones.

A medida que avanza la tecnología y la industria en general, también avanzan los sistemas de protección que se deben de tener a medida que conocemos los riesgos cuando se trabaja con polvos industriales.

A la pregunta ¿por qué es indispensable tener un sistema de protección contra explosiones? La respuesta es simple, por la naturaleza con el polvo con el que setrabaja, solo que muchas veces se desconoce la capacidad destructiva del mismo. El polvo de café, de azúcar, de madera, de metal, etc. pueden catalogarse como explosivos o no explosivos (Go o No Go). Cuando el polvo con el que se trabaja es explosivo, debemos de preguntarnos, ¿Qué tan explosivo es el polvo con el que se trabaja? La respuesta a esta pregunta a las siguientes variables mencionadas.

KST y Pmax, las variables que pueden ser mortales

La norma NFPA 652 (2019) habla sobre una catalogación o índices de explosividad dependiendo de un valor cuantitativo de KST. Pero antes, ¿qué es el KST y Pmax?

El KST se define como el índice de explosividad y está caracterizado con qué tan rápido se alcanza una presión límite (Pmax.) después de que se dé una ignición en una combustión descontrolada. Si en el recipiente en el que se desarrolla la combustión, alcanza el Pmax. la destrucción del recipiente que lo alberga es inminente ya que el mismo no está, en muchas casos, diseñado para esos límites de presión. El KST se puede definir por la siguiente fórmula:

KST = (DP/DT)max * ∛(V)

En otras palabras se puede deducir de la siguiente imagen:

Las unidades de KST están relacionadas con (bar*(m/s)), una vez más mostrando la rapidez (pendiente en la gráfica) para llegar a su límite máximo de presión (Pmax.) Así que la norma NFPA 652 (2019) puede ayudar a deducir con la siguiente imagen que tan explosivo es un polvo o no.

Miremos un simple ejemplo de la diferencia que se pueden dar entre dos productos:

Las unidades de KST están relacionadas con (bar*(m/s)), una vez más mostrando la rapidez (pendiente en la gráfica) para llegar a su límite máximo de presión (Pmax.) Así que la norma NFPA 652 (2019) puede ayudar a deducir con la siguiente imagen que tan explosivo es un polvo o no.

Miremos un simple ejemplo de la diferencia que se pueden dar entre dos productos:

En nuestro ejemplo si comparamos los niveles de KST de la soya y el aluminio podríamos concluir que el aluminio es más explosivo que la soya si lo sometemos al mismo recipiente. Por tanto, debería considerarse una protección diferente para cada equipo ante la presencia de polvos diferentes; En nuestro caso, una protección mayor para los equipos en presencia del aluminio. Los recipientes que albergan no están diseñados para alcanzar las presiones generadas por los polvos en proceso de combustión, por tanto al romperse puede viajar material particulado, ocasionando grande daños civiles e incluso la muerte de personas. El verdadero problema recae en que aún no se tiene la suficiente conciencia del peligro inminente que hay y se desconoce que por ejemplo, en el año 2023 se registraron 53 explosiones en todo el mundo.

Protección contra las explosiones

LA NFPA 654 establece métodos para la identificación de riesgos y las medidas adecuadas para las áreas de trabajo basándose en tres premisas básicas:

  • Prevenir la formación de una atmósfera peligrosa: Limpieza
  • Prevenir la ignición: Con la utilización de sensores de temperatura para evitar sobrecalentamiento de partes móviles como rodamientos, reducción de oxígeno utilizando nitrógeno, dilución del polvo combustible con otro no combustible, utilizando normas locales para aterrizaje adecuado de equipos.
  • Control: Limitando las consecuencias de la deflagración con mitigación (paneles de venteo), con protección activa (equipos supresores a base de bicarbonato de sodio) y/o aislamiento químico (supresores) o válvulas corta fuego.

FIKE: Seguridad de la vida y protección de activos críticos

Fike, compañía con más de 75 años en el mercado, ofrece soluciones de aislamiento, supresión y venteo de explosiones, de acuerdo a las necesidades y presupuesto de los clientes.

Una explosión de polvo puede provocar un tiempo de inactividad significativo, aumentos de las primas de seguros, multas, daños en los equipos y en los edificios y, lo que es peor, daños a los empleados. La capacidad de Fike para identificar sus riesgos y proporcionar las soluciones necesarias protege tanto a las empresas como a los trabajadores de los peligros del polvo combustible.