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Factores que influyen en las explosiones de polvo

Influencia del tamaño de partícula, humedad, gas inflamable, concentración de oxígeno y turbulencia en las explosiones de polvo

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Resumen de la sección
1. Introducción
2. Tamaño de partícula
3. Humedad
4. Concentración de oxígeno
5. Gas inflamable
6. Turbulencia

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1. Introducción

¿Qué propiedades afectan los riesgos de explosión de polvo?

Parámetros de explosiones de polvo como EMI, TMI, Pmax, Kst...etc... se miden en laboratorio en condiciones estándar. Sin embargo, un cierto número de factores influyen en las explosiones de polvo y hacen que los casos reales difieran de los valores teóricos, por lo que deben tenerse en cuenta. Al realizar un AHP (Análisis de Peligros de Polvo), es importante comprender estos factores para interpretar correctamente las características de explosión de polvo de los materiales y evaluar adecuadamente el riesgo real de explosión de polvo.

2. Tamaño de partícula

Influencia del tamaño de partícula del polvo en la Energía Mínima de Ignición

Los riesgos de explosión de nubes de polvo en polvo aumentan cuando el tamaño de las partículas se reduce. Efectivamente, es más fácil suspender partículas pequeñas para crear una nube en las proporciones adecuadas de polvo/gas, pero también hace que la explosión sea más potente, ya que reducir el tamaño del polvo, para una misma cantidad, aumentará drásticamente las áreas específicas: esto ayuda a que el polvo arda muy rápidamente.

Por otro lado, tener partículas más grandes puede inhibir la explosión. Los informes indican que, para un tamaño de partícula de 200 a 500 micras, la explosión se vuelve poco probable. ADVERTENCIA : los operadores del proceso deben ser muy cuidadosos, ya que, aunque la distribución inicial del tamaño de partícula pueda parecer segura, las operaciones de proceso sobre el polvo pueden generar finos, lo que en la práctica hace que cualquier polvo/sólido a granel sea potencialmente peligroso. Por eso también la EMI se mide a un tamaño de partícula definido, para tener en cuenta la generación de polvo en el proceso. Estos fenómenos deben considerarse en el análisis de riesgos.

3. Humedad

Influencia de la humedad del polvo en la Energía Mínima de Ignición

Parece lógico que una mayor humedad del polvo reduzca la probabilidad de una explosión. En efecto, las partículas húmedas serán mucho más difíciles de inflamar, ya que el agua debe evaporarse primero para permitir que la partícula comience a arder, requiriendo mucha más energía para desencadenar una explosión. La humedad también puede ayudar a aglomerar las partículas.

La literatura informa que las partículas con una humedad superior al 30% probablemente no provocarán una explosión. Sin embargo, esta situación es bastante rara y está relacionada con aplicaciones muy específicas.

4. Concentración de oxígeno

Influencia de la concentración de oxígeno en el riesgo de sufrir una explosión de polvo

Haciendo referencia al pentágono de la explosión, la presencia de aire, y por tanto de oxígeno, es necesaria para desencadenar la explosión. Una falta de oxígeno puede inhibir realmente el riesgo de explosión. Es una estrategia que se aplica con frecuencia para evitar riesgos de explosión de polvo (inertización). Por supuesto, el sistema debe estar diseñado para monitorear el contenido de oxígeno, regularlo y apagarse en caso de no alcanzar el valor objetivo. Tener una baja concentración de oxígeno se logra típicamente mediante inertización con nitrógeno o dióxido de carbono.

5. Gas inflamable

Influencia de la presencia de gas inflamable mezclado con polvo en la Energía Mínima de Ignición

En la mayoría de los casos, el polvo está disperso en aire. Sin embargo, se debe tener cuidado en comprender todos los aspectos del proceso que podrían generar un gas inflamable. Ya sea porque el proceso es tal que el gas no es aire o una mezcla, o porque el polvo en sí está liberando algunos materiales.

La presencia de un solvente, un gas inflamable, cambiará drásticamente las propiedades de la explosión y aumentará la probabilidad de explosión y/o la violencia de la misma.

• EMI más baja para la nube de polvo en suspensión con aire + un gas inflamable
• El gas también puede ser más fácilmente inflamable cuando se mezcla con polvo que solo con aire

6. Turbulencia

Influencia de la turbulencia del flujo en el Kst - características de explosión de polvo

La turbulencia de la nube de polvo también es un factor conocido que influye en los efectos de una explosión. Es muy difícil de modelar, pero debe tenerse en cuenta que el aumento de presión Kst será mayor cuanto mayor sea la turbulencia, por ejemplo, con un molino de alta velocidad.

Fuente
# [Laurent] Seguridad de los procesos químicos, André Laurent, Tec & Doc, 2003, páginas 234-240