Concentración explosiva de polvo
Significado físico y uso en la evaluación de riesgos de polvos concentración mínima explosiva (MEC)
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| Resumen de la sección |
|---|
| 1. Definición de MEC |
| 2. Determinación de MEC |
| 3. Rango típico |
| 4. Uso en evaluación de riesgos |
| 5. MEC de polvos comunes |
1. Definición de la concentración explosiva de polvo
¿Qué es la MEC de un polvo?
Una nube de polvo solo puede explotar si existe la concentración adecuada de polvo en suspensión en el aire. Si la concentración de polvo es demasiado baja o demasiado alta, no se producirá una explosión. La concentración más pequeña (kg de polvo / m³) por debajo de la cual no puede ocurrir la explosión se denomina concentración mínima explosiva o MEC.
2. Determinación experimental de la MEC
¿Cómo medir la MEC de un polvo?
La determinación de la concentración mínima explosiva y la concentración máxima explosiva requiere numerosos experimentos. Estas mediciones de concentración también son muy sensibles a la distribución granulométrica, la energía de ignición y el volumen y la forma del recipiente en el que se realizan las pruebas. [Laurent]
Los valores de concentración deben considerarse, por lo tanto, principalmente como indicaciones y no como valores absolutos y definitivos.
3. Rango típico de concentración explosiva de polvo
¿Cuánto polvo se necesita para una explosión?
Dado que es bastante difícil determinar las concentraciones explosivas de nubes de polvo, existen diferentes referencias que se pueden encontrar en la literatura.
- [Laurent] indica el rango: 0.020 kg/m³ como concentración mínima y 1-10 kg/m³ como concentración máxima.
- Un manual comercial sobre explosiones de polvo de [Stahl] indica el rango: 0.020-0.060 kg/m³ a 2-6 kg/m³
A veces se menciona una concentración de alrededor de 0.5 kg/m³ como "óptima". Las pruebas de energía mínima de ignición (MIE) se realizan alrededor de esta concentración.
Todos estos valores son en aire; tenga en cuenta que la presencia de gases inflamables cambiará por completo los resultados.
Cada procesador debe realizar un análisis de riesgo de explosión de polvo para evaluar el riesgo asociado a un material específico en un proceso específico y tomar las precauciones y medidas de mitigación necesarias.
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4. Uso en evaluación de riesgos
Las indicaciones de la concentración mínima explosiva son útiles en la evaluación de riesgos para determinar el zonificado del proceso de producción y su entorno. Tenga en cuenta que los valores reportados son bajos, pero en realidad, incluso a estas pequeñas concentraciones, una nube de polvo es visualmente muy densa. En la literatura se encuentran referencias que informan que una nube de polvo de carbón de 0.040 kg/m³ es tan densa que no se puede ver una bombilla a 2 m de distancia a través de ella [Laurent].
El límite de concentración máxima también puede ser relevante, ya que muchos equipos, como mezcladoras , pueden no estar en riesgo de explosión durante el procesamiento si la concentración de polvo es muy alta.
Todas las decisiones en el análisis de riesgos deben, sin embargo, estar respaldadas por una evaluación documentada de las concentraciones observadas en el proceso.
5. MEC de polvos comunes
A continuación, se presentan algunos datos de MEC reportados en la literatura.
ADVERTENCIA: estos son valores generales proporcionados sin garantía; una evaluación de riesgos y diseño DEBE referirse SIEMPRE a la Hoja de Datos de Seguridad del Material (MSDS) del producto REAL utilizado, así como a pruebas realizadas específicamente sobre el material REAL por un instituto de reconocimiento.
Como se mencionó anteriormente, la determinación de este valor es difícil, por lo que a veces se proporciona un rango cuando se han reportado diferentes resultados de investigación. Dado que los resultados reportados pueden haber sido obtenidos siguiendo diferentes protocolos (no siempre precisados), se debe tener precaución al utilizar dichos valores.
Tabla 1: Tabla de Concentración Mínima Explosiva de materiales comunes
| Material | MEC en kg/m³ en aire |
|---|---|
| Ácido acetilsalicílico |
0.015-0.050 [Laurent] |
| Ácido adípico |
0.035 [Rhodes] |
| Aluminio |
0.030-0.140 [Laurent] 0.040 [Rhodes] 0.045 [Mills] |
| Ácido benzoico |
> 0.010-0.030 [Laurent] |
| Caprolactama |
0.070 [Laurent] |
| Carbón |
0.055 [Laurent] 0.055 [Rhodes] 0.055 [Mills] |
| |
|
| Café |
0.085 [Mills] |
| Corcho |
0.035 [Rhodes] |
| Almidón de maíz |
0.040 [Rhodes] |
| Dextrina |
0.050 [Rhodes] |
| Resinas epóxicas |
0.010 [Laurent] |
| Harina |
0.050 [Laurent] 0.050 para harina de trigo [Mills] |
| Polvo de grano |
0.055 [Mills] |
| Acero |
0.100-0.120 [Laurent] |
| Magnesio | 0.030 [Rhodes] 0.020 [Mills] |
| Nailon | 0.005-0.030 [Laurent] 0.030 [Mills] |
| Papel |
0.030 [Laurent] |
| Resinas fenol-formaldehído | 0.015-0.025 [Laurent] |
| Azúcar | 0.015 [Laurent] 0.035 [Mills] |
| Azufre | 0.020 [Rhodes] |
| Harina de madera | 0.050 [Rhodes] 0.040 [Mills] |
| Zinc | 0.400-0.460 [Laurent] 0.480 [Mills] |
| Circonio |
0.010-0.045 [Laurent] |
| Polietileno |
0.010-0.020 [Laurent] 0.020 [Mills] |
| Poliestireno |
0.015 [Mills] |
Fuentes
# [Laurent] "Seguridad de los procesos químicos", André Laurent, Tec & Doc, 2003, página 237
# [Mills] "Guía de diseño para transporte neumático", David Mills, Butterworth Heinemann, 2004, página 577
# [Stahl] "Fundamentos de protección contra explosiones de polvo", manual editado por Stahl, página 7
# [Rhodes] "Principios de tecnología de polvos", Martin Rhodes et al., John Wiley and Sons, 1990, página 307