Los equipos que intervienen en la manipulación de polvos combustibles como colectores de polvos, molinos, secadores, elevadores de cangilones entre otros pueden estar en alto riesgo de sufrir explosiones secundarias; explosiones tan violentas que causan daños en los mismos equipos, en estructuras civiles e incluso causar la muerte de empleados.
Las “explosiones secundarias” son explosiones producto de la propagación del fuego que viene de otro recipiente a través de la tubería que interconecta los equipos mencionados, donde el fuego se traslada aumentando su velocidad y su presión. La presión está muchas veces por encima de la presión Pmax (presión máxima de una explosión primaria) por tanto el daño es mucho mayor.
Existen elementos como las válvulas de aislamiento, capaces de cortar “el viaje” de la llama o fuego evitando así su propagación.
Las válvulas de aislamiento tienen un sistema a base de compuertas internas (flaps), capaces de cerrar de forma muy rápida, evitando que el fuego o la llama se propague entre las tuberías que conectan los equipos (ver imagen) cuando ha ocurrido una explosión.
válvulas de aislamiento
Su diseño sencillo, libre de partes electrónicas, es ideal para garantizar que la llama no se extienda de manera descontrolada a través de los ductos. Se considera un elemento “pasivo” porque actúa una vez ocurra la explosión.
Dependiendo de la temperatura, el tipo de polvo en el ducto, la granulometría, el KST (índice de explosividad), el MIE (mínima energía de ignición), entre otras variables, se utilizan varios tipos de válvulas de aislamiento.
¿Cuáles son los beneficios del aislamiento pasivo contra explosiones?
Durante el funcionamiento normal, los dispositivos de aislamiento pasivo se mantienen abiertos por el flujo del proceso o un dispositivo de retención de resorte y se cierran por la onda de presión de una deflagración; Por lo tanto, no se requiere ningún sistema de control y detección de explosiones para la activación.
Los principales beneficios son:
- A menudo, es la solución de aislamiento de explosiones más rentable.
- No requiere sistemas de detección electrónicos.
- La instalación no suele requerir personal especialmente capacitado.
- Los requisitos de mantenimiento son mínimos y fáciles de realizar, lo que reduce significativamente el tiempo de inactividad.
- Puede combinarse con sistemas de aislamiento activo.
Fike Coporation, líder mundial en fabricación y comercialización de elementos para la protección ante eventos explosivos con polvos combustibles, incorpora dentro de sus soluciones, varias referencias de válvulas de aislamiento como son las referencias DFI (Dual Flap Isolation), ValVex, Ventex y Diverter.
A continuación se relacionan algunos detalles de importancia de las válvulas de aislamiento:
Válvula de aislamiento DFI (Dual Flap Isolation)
Válvula de aislamiento DFI
El funcionamiento de la válvula DFI es pasivo (se activa por el flujo), lo que significa que no es necesario ningún dispositivo externo de energía para cerrar las clapetas de la válvula al producirse una deflagración. Cuando el aire del proceso fluye durante el funcionamiento habitual, el aire empuja las clapetas de la válvula para abrirlas, lo que permite que el aire pase del proceso al equipo protegido. En caso de producirse una deflagración en el equipo protegido, la presión de explosión que se crea, hace que el aire del proceso invierta la dirección del flujo, cerrando las clapetas y evitando así que el frente de llamas de la deflagración avance más allá de la válvula. La válvula DFI está diseñada de acuerdo con los requisitos de la norma NFPA 69 y la EN 16447.
Diámetros: 4” -32”. Dirección de instalación: vertical/ horizontal.
Válvula de aislamiento Valvex®
Válvula de aislamiento Valvex
La válvula Valvex® está compuesta por un cuerpo recubierto de acero y una clapeta de acero inoxidable de alta integridad. El flujo de aire abrirá la clapeta para permitir las condiciones de transporte normales. Cuando tiene lugar una explosión en el equipo de proceso, el flujo se invertirá y hará que la clapeta se cierre sobre la junta, lo que detendrá la presión de la explosión y la propagación de las llamas. Cumple estándares con ATEX, NFPA69, INERIS 17ATEX0008X de conformidad con EN16447.
Diámetros: 4” – 16”. Dirección de instalación: horizontal.
Válvula de aislamiento Ventex®
Válvula de aislamiento Ventex®
La válvula de aislamiento de explosión pasiva VENTEX® es una válvula que previene la propagación de la presión y de la llama a través de las tuberías interconectadas. El obturador de la válvula se cierra por la presión de la explosión del depósito primario, no requiere detección ni control.
La válvula se puede emplear para detener la explosión en una dirección o en ambas. Cumple norma EN 15089.
Diámetros: 4” – 24”. Dirección de instalación: vertical/ horizontal.
Válvula de aislamiento Diverter
Válvula de aislamiento Diverter
El diversor de explosiones limita los efectos de la propagación de las explosiones en las tuberías a un nivel seguro y aceptable. Un diversor de explosiones combina el venteo de la explosión con el routing de la tubería para cambiar la dirección del flujo 180º. La onda de presión, que precede al frente de llama, abrirá el panel de venteo instalado en lo alto del diversor, permitiendo a la presión expandirse libremente en la atmósfera. El frente de llama seguirá el flujo axial del combustible hacia el exterior en vez de girar 180º, por tanto la llama queda desenganchada o desacoplada (decoupled). Típicamente el diversor se instala entre dos volúmenes o en una tubería conectada a un volumen en el cual se puede originar la explosión. El diversor protege de forma bi-direccional: a favor o en contra del flujo del proceso. Cumple estándares EAC.
Diámetros: 4” – 24”. Dirección de instalación: vertical/ horizontal.