Introducción al polvo combustible

Por Koen Oostvogels, ingeniero de desarrollo de aplicaciones de Donaldson

El polvo en suspensión que se genera en muchos procesos de fabricación no es un mero problema de limpieza. Una vez que esas partículas se han asentado en lugares de difícil acceso de una obra, cualquier perturbación posterior puede producir una nube de polvo potencialmente explosiva.

Por lo tanto, la mayoría de las instalaciones, incluyendo muchas que tradicionalmente no se considerarían "peligrosas", deberán elaborar un plan de reducción. Junto con el estudio de los requisitos de la legislación de su región, reducir la probabilidad de un incidente es el mejor paso a seguir, empezando por "¿Es mi polvo realmente combustible?"

Esto no es tan sencillo como podría parecer. Pocas personas se fumarían un cigarrillo mientras repostan gasolina, pero muchas no se lo pensarían dos veces antes de encenderlo mientras descansan de trabajar en las reformas de sus casas que han producido abundante serrín.

Cualquier material fino que pueda incendiarse al mezclarse con el aire es un posible riesgo. Algunos ejemplos son la mayoría de los materiales orgánicos sólidos (azúcar, harina, madera, etc.), los metales, etc. De hecho, incluso el polvo de aluminio parcialmente oxidado generado por el corte por plasma puede considerarse explosivo en determinadas circunstancias; solo una evaluación de riesgos adecuada puede ofrecer garantías al respecto.

Enviar una muestra de su polvo a un laboratorio cualificado es un buen punto de partida. Si se demuestra que es combustible, otras pruebas determinarán si es explosivo, con qué rapidez puede ocurrir y cuánta fuerza puede soportar. Esta información ayudará a orientar la selección del equipo necesario para reducir el peligro.

El Pentágono de las explosiones - Estrategias de gestión de riesgos

Aunque la gestión de uno o varios de los elementos del conocido Triángulo del fuego (oxígeno, calor y combustible) puede reducir el riesgo de incendio, las estrategias de gestión del riesgo de explosión deben tener en cuenta otros dos elementos. La dispersión de polvo y el confinamiento de polvo producen el Pentágono de explosión y puede que sea necesario llevar a cabo una estrategia independiente para abordar cualquier riesgo de explosión restante.

El elemento combustible del Pentágono explosivo es la nube de polvo finamente dispersa. Como regla general, una nube lo suficientemente densa como para ocultar la mano de la vista se consideraría un riesgo o, en términos más prácticos, una capa de polvo de solo 0,5 mm. Pero, al igual que el gas propano solo es peligroso entre el 1,8 y el 8,4 % de concentración en el aire, el tamaño de las partículas es un factor clave. El Instituto de Seguridad y Salud en el Trabajo de Alemania¹ describe en sus documentos los resultados de sus pruebas con diversas muestras de polvo, incluidos el tamaño de las partículas y la concentración necesaria para permitir la combustión.

El serrín, por ejemplo, solo suele ser un riesgo cuando su tamaño es inferior a 63 micras (cuanto más fino es el polvo, más superficie de reacción tiene con el oxígeno) y en una concentración superior a 30 g/m³ . Digamos que el fumador que hemos mencionado antes ha estado trabajando en una sala de 150 m³, y hay una capa de polvo de 0,5 mm en el suelo de 50 m². El resultado sería 0,025 m³ de polvo y, con una densidad típica de 600 kg/m³ que equivale a 15 kg, que, si se transportara por el aire, produciría una concentración de polvo de 100 g/m³ suponiendo así un peligro evidente.

Conocer las propiedades del polvo es primordial. Deben comprobarse tres parámetros principales; el primero es Pmax, o la presión máxima que puede alcanzarse en función del tamaño de las partículas. Lo siguiente es la velocidad a la que se produce el aumento de presión, teniendo en cuenta que variará en función del volumen de la sala o del recipiente. Multiplicando ese aumento de presión por el volumen se obtiene el Kst, que nos permite normalizar la rapidez con que aumenta la presión y definir cuatro categorías de riesgo: de St0 (no explota) a St3 (explosión muy fuerte). No obstante, debe tenerse en cuenta que una explosión St1 más débil no es menos peligrosa que un suceso St3.

El último parámetro principal se refiere a conocer la energía de ignición mínima requerida, lo que permitirá una manipulación más segura. Otros parámetros son la temperatura de incandescencia, si el polvo es conductor y si es posible la autoignición. Todos estos factores son muy específicos del polvo generado en un proceso concreto, por lo que siempre se recomienda buscar asesoramiento profesional.

Planificar la seguridad

Una vez que haya determinado la capacidad de combustión de su polvo, puede desarrollar un plan para mitigar los riesgos en su proceso. En primer lugar, aunque las buenas prácticas de limpieza son solo una solución parcial, debe llevar a cabo una auditoría de su proceso para identificar dónde se genera, libera o acumula polvo molesto, y tratarlo debidamente. Suelen incluir lugares de admisión y mezcla, vertederos de sacos, estaciones de soldadura o corte, vigas y luminarias. En cada una de estas ubicaciones, analice los procesos de producción, las prácticas de limpieza, las medidas de control de polvo y las posibles fuentes de ignición presentes.

Hay que tener en cuenta que cuando el polvo se acumula en varios lugares, un frente de llamas puede crear una onda de presión que provoque una reacción en cadena, desalojando y alimentándose de más polvo a medida que se desplaza por el edificio, como ocurrió durante la sonada explosión de la Refinería de azúcar², en la que murieron 14 personas. Además, un recipiente supuestamente vacío suele ser más peligroso que un recipiente lleno; así, por ejemplo, la apertura de una escotilla de inspección en un silo puede hacer que los depósitos persistentes en los salientes pasen al aire y el riesgo sea mayor.

Incluso los equipos empleados para reducir el problema pueden ser una zona de peligro, ya que los colectores de polvo son responsables del 30 % de estas explosiones. La limpieza de los medios filtrantes o el vaciado de los cubos de polvo también pueden crear nubes de polvo localmente peligrosas.

Muchas normas y códigos pueden influir en las decisiones sobre el control del polvo, incluidas las normativas locales, estatales y europeas. Conocer la normativa aplicable a su instalación es fundamental, y los propietarios de los procesos deben investigar siempre los requisitos reglamentarios de su zona.

Desde julio de 2003, existen dos directivas emitidas por la Unión Europea relacionadas con la protección de los trabajadores y los equipos frente a los riesgos relacionados con atmósferas potencialmente explosivas 1999/92/CE y 2014/34/UE (Directivas ATEX).

Las directivas ATEX dejan claro que la responsabilidad de evaluar los riesgos y crear un documento de protección contra explosiones recae en el empresario/propietario del proceso. Los propietarios de los procesos son responsables de la selección de su estrategia de gestión de materiales combustibles y de garantizar el cumplimiento de todos los códigos y normas aplicables.

Con décadas de experiencia en el suministro de colectores de polvo de alta calidad que se han convertido en una parte integral de las estrategias de reducción de polvo combustible de muchas plantas, Donaldson puede ayudar a revisar las estrategias de reducción de los propietarios de procesos y proporcionar la solución de recolección de polvo óptima para la estrategia elegida.