Bienvenido a

---

Energía de ignición mínima de polvo

Significado físico y uso en la evaluación de riesgos de la Energía de ignición mínima MIE de polvo

Síguenos en Twitter 
Pregunta, comentario ? Contáctenos en admin@powderprocess.net

---

Resumen de sección
1. Definición de MIE
2. Determinación de MIE
3. Valores típicos de MIE
4. Uso en la evaluación de riesgos
5. MIE de polvos comunes

---

1. Definición de MIE

¿Cuál es la MIE de un polvo ?

La Energía de ignición mínima MIE es muy importante para análisis de riesgos de explosión de polvo, mostrará cuán fácilmente se puede encender una nube de polvo. La MIE es igual a la energía mínima necesaria para ser llevada por una chispa a una nube de polvo de una concentración determinada para encenderla siguiendo un procedimiento experimental específico [Laurent].

2. Determinación experimental de MIE

¿Cómo medir la Energía de ignición mínima de una nube de polvo ?

La MIE se mide experimentalmente. El experimento consiste en poner en suspensión el polvo del material a ser probado en una nube que tiene una concentración entre la concentración mínima de explosión y la concentración máxima de explosión (determinar esta concentración puede requerir experimentos adicionales) y luego intentar encenderla. Puede ser necesario estandarizar la distribución de tamaño de partícula antes de probar el polvo [Glor] : tener polvo con menos de 63 micras se menciona en la norma europea y en diferentes artículos de investigación. Es importante ya que la MIE disminuye con el tamaño de partícula y aunque el producto tenga un tamaño mayor a 63 micras, las operaciones de manejo de sólidos a granel como transporte neumático puede llevar a la generación de polvos finos [Glor]. La humedad, un factor importante que contribuye a la explosión de polvo, también debe estandarizarse para la prueba [EN13821].

Las chispas se crean entonces gracias a los electrodos. Dependiendo de la energía involucrada, las chispas pueden o no desencadenar una explosión.

La MIE es la menor energía observada en los electrodos que desencadena una explosión del polvo a la concentración probada. Las energías más pequeñas no desencadenan una explosión.

Para ser representativas, estas experiencias deben llevarse a cabo por institutos de prueba reputados con un protocolo claro (por ejemplo: ASTM E2019 en EE. UU., IEC 1241-2-3 o EN 13821 en Europa). La máquina de prueba mencionada en la norma también es importante, ya que los valores pueden ser ligeramente diferentes de un aparato a otro (MIKE 3 y tubo HARTMANN, por ejemplo [Janes]). Muchos parámetros pueden influir en el resultado de la medición de la MIE, de ahí la necesidad de ponerse en contacto con institutos profesionales.

También debe tenerse en cuenta que la MIE se puede probar con y sin inductancia en el aparato de prueba [Janes]. La prueba con inductancia es conservadora y debe dar el valor más bajo posible de la MIE. Sin embargo, si las condiciones del proceso están bien definidas y los riesgos solo se refieren a chispas de electricidad estática, puede ser interesante discutir con el instituto de prueba para verificar si la MIE sin inductancia sería más relevante. Si se deben considerar otras fuentes de ignición o si las condiciones del proceso no están bien conocidas, las pruebas con inductancia darán márgenes de seguridad más amplios.

3. Valores típicos de la MIE

¿Cuáles son los valores de la MIE que crean un riesgo significativo de explosión de polvo?

La MIE suele oscilar entre 1 mJ y 1000 mJ [Janes]. Cuanto menor sea la MIE, mayor es el riesgo de explosión, ya que una pequeña entrada de energía puede desencadenar una explosión de nube de polvo.

MIE < 3 mJ debe procesarse con medidas específicas, el polvo es extremadamente sensible a la ignición. Algunos proveedores de equipos incluso se niegan a manejar proyectos con una MIE tan baja, ya que son extremadamente sensibles incluso a pequeñas chispas.

MIE = 3 mJ y superior requiere atención y medidas especiales para procesar el polvo teniendo en cuenta riesgos como la electricidad estática, chispas mecánicas... etc...

Cada procesador debe realizar un análisis de riesgo de explosión de polvo para evaluar el riesgo relacionado con un material específico en un proceso específico y tomar las precauciones y medidas de mitigación necesarias.

¿Cuáles son los parámetros que influyen en la MIE?

La naturaleza del material es, por supuesto, uno de los parámetros que aumenta o disminuye la MIE, algunos materiales son simplemente más fáciles de quemar que otros y tienen una MIE más baja. La humedad es también importante, así como la temperatura. Finalmente, un parámetro clave es en realidad el tamaño del polvo. De hecho, la EMI varía a lo largo del cubo del diámetro del polvo :

EMI = f(d³)

Esto significa que cuanto más pequeñas sean las partículas, menor será la EMI y mayor será la sensibilidad del polvo a una fuente de ignición. Esta dependencia es importante para interpretar y entender las variaciones de la EMI que pueden ocurrir entre pruebas del mismo material : de hecho, los ingenieros que tratan con riesgos de explosiones probablemente han notado que diferentes fuentes pueden dar diferentes EMI para el mismo material.

Esto se debe a menudo al tamaño de las partículas que se ha probado. Los institutos de pruebas tratarán de llevar el polvo por debajo de 63 micras para probar, pero no estarán exactamente en este valor y el diámetro promedio de partícula real de la muestra probada variará. Como EMI = f(d³) esto significa que incluso pequeñas variaciones en el tamaño de partícula tendrán un fuerte impacto en la EMI. Por lo tanto, se aconseja, al realizar pruebas o comparar pruebas, obtener el d50 y d90 reales de la muestra probada para que los resultados puedan ser interpretados adecuadamente y se seleccione la EMI correcta.

4. Uso en la evaluación de riesgos

¿Cómo evaluar los riesgos de explosión de polvo utilizando la EMI ?

La EMI es un dato clave a considerar para cada fuente de ignición, ya que la energía que la fuente de ignición podrá generar será o no susceptible de desencadenar una explosión, dependiendo de si es menor o mayor que la EMI.

Es necesario calcular la energía desencadenada por la fuente de ignición durante una evaluación de riesgos, por ejemplo, para las siguientes fuentes de ignición :

• Descarga de chispa
• Descarga de cepillo
• Descarga de corona
• Descarga de cepillo en propagación
• Descargas de cono
• Chispas mecánicas
• etc...

También es MUY importante verificar si el gas en la mezcla polvo / gas es solo aire o si algún gas inflamable o disolvente es susceptible de estar presente. De hecho, un gas inflamable puede disminuir drásticamente la EMI de la mezcla y hacer que la situación sea extremadamente peligrosa [Glor]. Esto debe ser determinado en el análisis de riesgos.

5. EMI de polvos comunes

A continuación, se presentan algunos datos de EMI dados en la literatura.

ADVERTENCIA : estos son valores generales dados sin garantía, una evaluación de riesgos y diseño DEBE SIEMPRE hacer referencia a la Ficha de Datos de Seguridad (FDS) del producto REAL utilizado para las pruebas realizadas específicamente en el material REAL por un instituto reputado.

Los resultados de diferentes fuentes también pueden diferir, ya que los procedimientos de prueba son muy sensibles a muchos parámetros (ver arriba), por lo tanto, requiere precaución adicional para verificar en qué condiciones se probaron los polvos y, si es necesario, requiere pruebas adicionales.

Tabla 1 : Energía de Ignición Mínima (EMI) de materiales comunes en mJ, en aire

Una pregunta que se hace a menudo es: ¿cuál es la EMI de una mezcla de polvo ? En realidad, muchas industrias manejan mezclas como producto final (farmacéutica, procesamiento de alimentos) por lo que es necesario evaluar la EMI de la mezcla.

Calcular la EMI de una mezcla no es fácil, aunque algunos modelos han sido propuestos en la literatura [Bisel]. Parece que este estudio muestra que la EMI de la mezcla parece estar gobernada por el componente con la EMI más baja hasta alcanzar un mínimo del 50% en peso de un componente "inerte" (o al menos un componente con una EMI más alta), y en algunos casos hasta el 80% del inerte en la mezcla. El estudio muestra que esto puede deberse al porcentaje de partículas finas: si la mezcla tiene una proporción de partículas de tamaño pequeño, éstas gobernarán la EMI de la mezcla, y si las partículas finas pertenecen al componente con la EMI más baja, entonces la EMI resultante será baja para la mezcla.

¿Está buscando recursos para realizar su análisis de riesgo DHA o ATEX ? Consulte nuestro Manual de Seguridad de Polvos en línea gratuito!

¿Aprecia PowderProcess.net ? ¿Sí? ¿Entonces le gustaría donar algunas monedas aquí ? https://www.patreon.com/powderprocess PowderProcess.net es gratuito, pero crear contenido, mantener el sitio web y pagar los costos de alojamiento cuesta dinero. Por favor, apóyenos para mantener el sitio web en línea. ¡Muchas gracias!

---

Fuentes
# [Laurent] Seguridad de procesos químicos, Andre Laurent, Tec y Doc, 2003, página 241
# [Glor] Riesgo de ignición debido a la electricidad estática en procesos de partículas, Martin Glor, Powder Technology, 135-136 2003
# [EN13821] Norma europea EN13821:2002 Atmosferas potencialmente explosivas — Prevención de explosiones
y protección — Determinación de la energía de ignición mínima de mezclas de polvo/aire
# [Janes] MIKE 3 versus aparato HARTMANN: comparación de la energía de ignición mínima (EMI) medida, Journal of Hazardous Materials, Elsevier, 2008, 152 (1), pp.32-39.
# [Mills] Guía de diseño de transporte neumático, David Mills, Butterworth Heinemann, 2004, página 577

# [Bisel] La Energía Mínima de Ignición de Mezclas de Polvo, Bisel et al, Transacciones de Ingeniería Química, 2016