Cómo prevenir y controlar las explosiones de polvo

Explosiones de polvo son problemas graves de seguridad que afectan a las industrias de procesos que manipulan materiales que generan polvo combustible. Según los datos recopilados por la Junta de Seguridad Química de EE. UU., las explosiones de polvo son incidentes frecuentes. Pueden causar muertes, lesiones graves y daños catastróficos a las instalaciones, lo que genera pérdidas económicas considerables. Por esta razón, el Agencia de Seguridad y Salud Ocupacional unió fuerzas con la Asociación Nacional de Protección contra Incendios e ideó una serie de medidas y normas de seguridad para que los profesionales de la seguridad las implementen con el fin de prevenir, mitigar y controlar el polvo explosivo. 

En primer lugar, analicemos la diferencia entre "prevención" y "protección", que son términos que se utilizarán con frecuencia en este artículo. La prevención se enfoca en reconocer los peligros de explosión de polvo y eliminarlos antes de que ocurra una explosión de polvo. Una vez que ocurre el incidente, es esencial proteger a las personas y los equipos de incendios relámpago, incendios y explosiones de polvo combustible potencialmente devastadores. 

El hecho de que el 70% del polvo que se encuentra en una amplia variedad de industrias de procesos sea combustible enfatiza la importancia de implementar medidas adecuadas de prevención, protección y control de explosiones de polvo.

Cómo ocurren y se desarrollan las explosiones de polvo

Las explosiones de polvo combustible ocurren cuando cinco elementos coinciden, formando los llamados Pentágono de explosión de polvo. Estos elementos son:

• Partículas de polvo combustible que actúan como combustible de la explosión
• Oxígeno
• Dispersión de partículas de polvo, que ocurre cuando el polvo acumulado se suspende en el aire, formando la nube de polvo explosiva.
• Fuentes de ignición capaces de incendiar nubes de polvo combustible
• Espacios confinados donde se acumula la presión, lo que lleva a la ruptura del recipiente, la destrucción de las instalaciones y el posible colapso estructural. 

Las concentraciones de polvo también son un factor importante que puede provocar una explosión. Es decir, solo concentraciones específicas de polvo combustible pueden provocar la deflagración del polvo. Por lo tanto, una concentración insuficiente de partículas de polvo no impulsará la explosión. Además, la mayor concentración de polvo combustible reducirá el nivel de oxígeno, evitando así la explosión. Una vez que el nivel explosivo mínimo de polvo se dispersa en el aire cerca de una fuente de ignición en un espacio cerrado, ocurre la explosión peligrosa. 

Esta explosión se desarrolla en dos etapas. El proceso descrito anteriormente provoca una explosión primaria dentro del equipo y no es tan intensa como la segunda ola de explosión. La rápida combustión de partículas de polvo aumenta la presión del aire, creando la onda de presión que puede remover el polvo acumulado en las superficies horizontales, causando la explosión secundaria de polvo. Estas explosiones secundarias ocurren poco después de las iniciales y son más peligrosas y devastadoras, causando daños catastróficos y pérdida de vidas. 

El tamaño de las partículas de polvo puede contribuir a la rápida propagación de la llama durante la explosión de polvo. Las partículas de polvo fino son más peligrosas porque pueden dispersarse fácilmente por el aire y tienen un área de superficie más grande. Un estudio realizado por la NFPA mostró que una cantidad de polvo acumulado tan gruesa como un clip de papel promedio fue suficiente para causar explosiones devastadoras. Por todas estas razones, es importante centrarse en las recomendaciones de la NFPA sobre cómo evitar las secuencias de explosión y mantener estos eventos bajo control. 

Cómo evitar una segunda escalada de explosión de polvo

De acuerdo con la NFPA, debe seguir los siguientes pasos para evitar una escalada de explosión de polvo que puede dejar daños irreparables y poner en peligro la vida de las personas. 

En primer lugar, debe aislar el equipo de otros equipos. Cuando ocurre una explosión, provoca la propagación de llamas a través de los conductos hacia las otras partes del equipo. Por lo tanto, es fundamental aislar las explosiones para que la llama no se propague a los equipos adyacentes. En caso de que la explosión ocurra en un colector de polvo al aire libre, debe asegurarse de que no se propague a través de los conductos hacia las instalaciones de procesamiento y ponga en peligro a los trabajadores.

En segundo lugar, los profesionales de la seguridad deben ser conscientes del peligro de las partículas de polvo “fugitivas”. Estas son partículas que escapan del equipo de procesamiento y transporte, depositándose en superficies horizontales visibles u ocultas. Implemente las siguientes medidas para evitar la acumulación de polvo fugitivo.

Verifique que todos los conductos sean herméticos y asegúrese de que el polvo no pueda escapar cuando la máquina comience a funcionar. Seleccione una campana que capture el polvo correctamente y lo desvíe hacia el colector de polvo. Finalmente, una limpieza efectiva y regular juega un papel crucial para mantener el polvo fugitivo acumulado por debajo de los niveles mínimos explosivos. 

Cómo cumplir con el estándar de polvo combustible de la NFPA

Aparte de estas recomendaciones, la NFPA ha diseñado un plan de 9 pasos que debe implementar para garantizar aún más la prevención, la protección y el control de explosiones.

• Identifique la combustibilidad y el nivel de explosividad de los materiales que está manipulando.

• Detectar y evaluar los riesgos de incendio, incendio repentino y explosión.

• Preste atención a la seguridad del diseño de edificios y equipos, mantenimiento, equipo de protección personal (PPE), control de polvo, prevención de explosiones, protección y aislamiento de explosiones al manejar estos peligros de polvo combustible. 

• Mejore los procedimientos de limpieza y no aplique métodos de limpieza que involucren aire comprimido. 

• Trate de usar sistemas efectivos de recolección de polvo.

• Utilice sistemas de ventilación que cumplan con la norma NFPA 68 y dirija el aire de escape al exterior.

• Asegúrese de que todos los sistemas de aspiración central estén conectados a tierra y contengan accesorios hechos de materiales disipadores de estática. 

• Diseñe los procedimientos MOC (Gestión del cambio) que debe implementar antes de cambiar los materiales, equipos, tecnología o tareas de trabajo.

• Educar a todos los empleados sobre los peligros y capacitarlos sobre las medidas de protección.

Cómo garantizar la prevención de explosiones

Evitarás explosiones peligrosas eliminando uno de los elementos del Pentágono de explosión de polvo. Aquí hay algunas estrategias comprobadas que puede implementar para prevenir un riesgo de explosión en la industria de procesos.

• Elimina el polvo combustible. Eliminará el riesgo de explosión almacenando polvo combustible fuera de las instalaciones de procesamiento.
• Reducir la concentración de polvo combustible. Puede mantener la cantidad de polvo por debajo de las concentraciones mínimas explosivas limpiando regularmente u optando por equipos que eviten que el polvo se acumule o se escape. 
• Reducir el nivel de oxígeno. Lo logrará inyectando un gas inerte, como nitrógeno, en un sistema confinado. Esto reducirá el nivel de oxígeno y evitará la explosión de polvo inicial. 
• Detectar y controlar fuentes de ignición. Al detectar, controlar y prevenir las fuentes de ignición, eliminará el elemento de ignición del Pentágono de explosión de polvo, evitando así un incidente de seguridad devastador. Tenga en cuenta que cualquier cosa puede ser una fuente de ignición, desde tornillos calientes hasta una brasa ardiente absorbida por un colector de polvo. El calor, la radiación o el humo son indicadores de este peligro de explosión de polvo. 

Una vez que lo detecta, debe activar métodos de control como una puerta de cancelación que mantiene la fuente de ignición fuera de la línea de procesamiento. También puede usar un sistema de supresión que apague la fuente de ignición antes de que provoque un incendio repentino o una explosión primaria de polvo.

Además, tenga en cuenta que la soldadura y el corte pueden generar chispas, por lo que no se deben realizar trabajos en caliente cerca del polvo acumulado. Limpie el polvo o retire el equipo del ambiente polvoriento antes de comenzar el trabajo en caliente.

Cómo proteger a los trabajadores

Desafortunadamente, las explosiones de polvo y fuego combustibles se han convertido en incidentes de seguridad comunes en la industria de procesamiento a lo largo de los años, cobrando numerosas vidas y dejando a muchos trabajadores con lesiones graves. Por ejemplo, 14 trabajadores perdieron la vida, mientras que 36 resultaron heridos, en una devastadora explosión en una refinería de azúcar en Georgia en 2007. 

Aunque estas estrategias de prevención de explosiones pueden reducir los riesgos de explosión de polvo, no pueden proteger suficientemente a los trabajadores expuestos a incendios y explosiones repentinas de polvo combustible. Por otro lado, el equipo de protección personal, como las prendas resistentes a las llamas y la ropa destellante ARC, ofrecerán una protección adecuada en caso de explosiones peligrosas.

Otra forma de proteger a la mano de obra en las plantas de proceso es eliminar el riesgo de electricidad estática. La electricidad estática puede ser una fuente de ignición peligrosa para el polvo fino en los elevadores de granos o las explosiones de polvo de carbón que pueden ocurrir regularmente. Puede eliminar este riesgo de explosión aplicando dispositivos de conexión a tierra diseñados para evitar que se acumule electricidad estática y controlar las cargas estáticas en entornos polvorientos.

Cómo proteger las instalaciones

Una vez iniciada la explosión, se pueden implementar las siguientes medidas de protección: 

• Intenta aumentar el confinamiento 

Lo logrará aplicando kits de batería a prueba de explosiones en el fondo de un colector de polvo porque no necesitan un canal de aislamiento entre ellos. En casos de explosiones en molinos de martillos, el equipo es lo suficientemente resistente para soportar la explosión en su interior.

• Use un sistema de ventilación de explosión de polvo

El sistema de ventilación de alivio de presión está diseñado para abrirse a una presión establecida. Cuando ocurre una explosión, acumulando presión hasta el nivel predeterminado, las rejillas de ventilación se abren y liberan la presión en el área circundante. Tenga en cuenta que la ubicación es fundamental a la hora de aplicar estos sistemas de ventilación tradicionales. Nunca deben dirigirse hacia áreas donde haya trabajadores presentes. Nunca debe colocar sistemas de ventilación cerca de paredes donde la presión no pueda escapar del confinamiento. La ventilación sin llama es similar a la eliminación del proceso de confinamiento. Aquí, aplica masa para apagar la llama y evitar que se escape a través del panel de ventilación. De esta manera, la ventilación sin llama apaga y desvía el fuego simultáneamente.

Conclusión

Las explosiones de combustibles son incidentes de seguridad graves que pueden tener consecuencias devastadoras. Suponga que implementa y cumple con los estándares de explosión de polvo ideados por NFPA y OSHA. En ese caso, puede realizar un análisis de riesgos de polvo para controlar, prevenir y proteger a los trabajadores y las instalaciones de procesamiento. El manejo de material combustible es una tarea exigente, y los sistemas de transporte de cables de arrastre tubulares pueden evitar que el polvo fugitivo se escape del equipo y se acumule en las superficies circundantes. Por ejemplo, Sistemas de transportadores Cablevey, con su tubería completamente cerrada, evita que el polvo se escape del sistema y se asiente en el entorno de trabajo, al tiempo que garantiza un alto nivel de eliminación de polvo gracias a la variedad de métodos de limpieza.