Características de las explosiones de polvo
Descripción y parámetros clave de una explosión de una nube de polvo
Síganos en Twitter 
Pregunta, comentario: Contáctenos en admin@powderprocess.net
| Resumen de la sección |
|---|
| 1. Perfil de presión de una explosión de polvo |
| 2. Presión máxima de explosión |
| 3. Tasa máxima de aumento de presión |
| 4. Riesgos de explosión secundaria |
| 5. Valores de Pmax y Kst de polvos comunes |
| 6. Importancia del conocimiento de las características de explosión de polvo para el análisis de riesgos |
1. Perfil de presión de una explosión de polvo
¿Qué ocurre durante una explosión de nube de polvo?
Una explosión de polvo, cuando una nube de polvo se enciende en un espacio confinado, genera un aumento de presión que se desarrolla rápidamente hasta alcanzar una presión máxima, luego la presión se libera lentamente.
El perfil de presión dependerá del material que genere la explosión.
Es necesario conocer las características de explosión de un material en particular para proteger el proceso, especialmente mediante sistemas de alivio de presión o sistemas de supresión.
2. Presión máxima de explosión (Pmax)
¿Cuál es el valor de Pmax de un polvo?
La presión máxima registrada durante una explosión de polvo se denomina Pmax.
3. Tasa máxima de aumento de presión: constante Kst
¿Cuál es el valor Kst de un polvo?
Medir la velocidad a la que aumenta la presión durante una explosión de polvo es crítico para diseñar correctamente las medidas de protección, como paneles de explosión o sistemas de supresión, que deben actuar antes de que la presión alcance niveles insostenibles.
La tasa de aumento de presión generalmente se representa mediante una constante Kst, diferente para cada material, que puede medirse experimentalmente haciendo explotar polvo en recipientes resistentes a la presión e instrumentados. La tasa máxima de aumento de presión puede medirse en el gráfico de presión vs. tiempo (ver arriba) y luego calcularse Kst conociendo el volumen V del recipiente de prueba:
(dP/dt)max = Kst.V-0.33 [Laurent]
Kst se expresa en bar·m/s
Según el valor de Kst, los polvos pueden clasificarse en clases:
St1: 0 < Kst < 200
St2: 200 < Kst < 300
St3: Kst > 300
Top 5 Más Populares
1. Guía de diseño de transporte neumático
2. Mezcladoras de cinta helicoidal
3. Mezcla de polvos
4. Guía de diseño de tolvas
5. Medición del grado de mezcla
--------------
--------------
Top 5 Nuevos
1. Mezcla continua en seco
2. Velocidad de mezcla
3. Optimización del tiempo de ciclo del mezclador
4. Comparación entre mezcla por lote / continua
5. Ahorro de energía
4. Riesgos de explosión secundaria
Debe tenerse en cuenta que una primera explosión puede, de hecho, desencadenar otras. Efectivamente, la onda de presión y las partículas quemadas pueden viajar a través de tuberías hacia otro equipo de proceso, como un silo, y provocar una explosión allí. Es mediante este mecanismo que algunos silos de grano colapsaron por completo.
Asimismo, la onda de presión puede poner en suspensión capas de polvo que cubrían el suelo o equipos en un área de producción que no estaba bien mantenida y luego desencadenar otra explosión que podría dañar el edificio.
Pmax y Kst de polvos comunes
A continuación, se presentan algunos datos de Pmax y Kst reportados en la literatura. ADVERTENCIA : estos son valores generales proporcionados sin garantía; un análisis de riesgos y diseño DEBE referirse SIEMPRE a la Hoja de Datos de Seguridad (MSDS) del producto REAL utilizado, con pruebas realizadas específicamente sobre el material REAL por un instituto de reconocimiento.
La determinación de estos valores es compleja; a veces se proporciona un rango cuando se han reportado diferentes resultados de investigación. Dado que los resultados reportados pueden haberse obtenido siguiendo diferentes protocolos, no siempre especificados, esto añade precaución al usar dichos valores. Consulte siempre las referencias indicadas entre corchetes para mayor precisión.
Tabla 1: Pmax y Kst de materiales comunes
| Material | Pmax (bar) | Kst (bar·m/s) |
|---|---|---|
| Ácido adípico |
8 [Rhodes] | 97 [Rhodes] |
| Aluminio |
6.2 [Mills] 12.4 [Rhodes] |
1360 [Mills] 415 [Rhodes] |
| Carbón |
5.9 [Mills] 9.2 [Rhodes] |
150 [Mills] 129 [Rhodes] |
| |
||
| Café |
3.4 [Mills] | 17 [Mills] |
| Corcho |
9.6 [Rhodes] | 202 [Rhodes] |
| Almidón de maíz |
10.3 [Rhodes] | 202 [Rhodes] |
| Dextrina |
8.8 [Rhodes] | 106 [Rhodes] |
| Polvo de grano |
6.6 [Mills] | 190 [Mills] |
| Magnesio |
6.6 [Mills] 17.5 [Rhodes] |
1020 [Mills] 508 [Rhodes] |
| Nailon |
6.5 [Mills] | 270 [Mills] |
| Polietileno |
5.4 [Mills] | 510 [Mills] |
| Poliestireno |
6.2 [Mills] | 480 [Mills] |
| Azúcar |
6.1 [Mills] | 340 [Mills] |
| Azufre |
6.8 [Rhodes] | 151 [Rhodes] |
| Harina de trigo |
6.4 [Mills] | 250 [Mills] |
| Harina de madera |
7.6 [Mills] 10.5 [Rhodes] |
380 [Mills] 205 [Rhodes] |
| Zinc |
3.4 [Mills] | 120 [Mills] |
6. Importancia del conocimiento de las características de explosión de polvo para el análisis de riesgos
En muchos países, y especialmente en EE.UU. y Europa, el operador de la instalación debe realizar un análisis de riesgos que evalúe los riesgos de explosiones de polvo y las posibles consecuencias de dichas explosiones. En EE.UU., dicho Análisis de Peligrosidad de Polvo (DHA, por sus siglas en inglés) está regulado por la norma NFPA 652, mientras que en Europa es la directiva ATEX la que define cómo debe realizarse dicho análisis de riesgos.
La definición de las características de explosión de polvo de todos los materiales presentes en la instalación es un dato clave para dicha evaluación de riesgos. También son fundamentales para verificar las protecciones existentes (venteo de explosiones, supresión, etc.) y para diseñar nuevas medidas de protección.
Fuentes
# [Laurent] Sécurité des procédés chimiques, André Laurent, Tec et Doc, 2003, página 233
# [Mills] Guía de diseño para transporte neumático, David Mills, Butterworth Heinemann, 2004, página 577
# [Rhodes] Principios de tecnología de polvos, Martin Rhodes et al., John Wiley and Sons, 1990, página 307