¿Cómo se producen las explosiones? ¿Qué hace falta? ¿Cómo se puede evaluar el riesgo y, en última instancia, evitarlo? Estas cuestiones se plantean cuando, por ejemplo, pueden producirse mezclas explosivas debido a la presencia de polvos.
Puede producirse una explosión si una sustancia inflamable en concentración suficiente entra en contacto con un agente oxidante (por ejemplo, aire) en presencia de una fuente de ignición. No hay que subestimar el riesgo de explosión de polvo, sobre todo en zonas industriales donde se producen polvos finos como madera, metal o polvos orgánicos.
La evaluación y prevención de los riesgos de explosión se basa esencialmente en el conocimiento de las características de explosión, que describen las propiedades de una sustancia en cuanto a su explosividad. Estas cifras clave incluyen el límite inferior de explosividad (LIE), el límite superior de explosividad (LSE), la temperatura de ignición, la energía mínima de ignición y la presión máxima de explosión.
¿Cómo se producen las explosiones?
Cuando se trata el tema de ATEX, se utilizan los mismos términos una y otra vez. Para tener una visión general de este tema, conviene aclarar estos términos.
Un breve resumen de los términos y su significado:
- ATEX: ATmosphères EXplosibles = atmósferas explosivas
- Sustancias explosivas: Sustancias o mezclas sólidas, líquidas, pastosas o gelatinosas que pueden ser explosivas sin oxígeno en el aire.
- Mezcla explosiva/atmósfera explosiva: Mezcla de gases inflamables, vapores, nieblas o polvos dispersos con aire u otros agentes oxidantes.
- Explosión: aumento repentino de la presión y/o la temperatura
Cifras importantes sobre explosiones en el tema ATEX
Los parámetros de seguridad describen las propiedades de incendio y explosión de una sustancia. Dependen de las condiciones ambientales, del método de determinación y de la propia sustancia.
Los indicadores de explosión pueden utilizarse para calcular las medidas de protección adecuadas y los dispositivos de protección necesarios, y seleccionarlos en función del uso previsto. Además, estos ratios constituyen la base para la creación de evaluaciones de riesgos (documento de protección contra explosiones) o para la selección de zonas Ex.
A continuación encontrarás las cifras clave más importantes para el polvo, a modo de resumen práctico:
Explosionskennzahl | Bedeutung |
|---|---|
| Brennzahl BZ | Kenngröße für das Brandverhalten von Feststoffen. Erfahrungsgemäß nimmt die Brandausbreitung bei Stoffen, die bei Raumtemperatur nur ein schwaches Abbrandverhalten zeigen, mit steigender Temperatur zu, d. h. die Brennzahl wird höher. 1 -> kein Anbrennen, z. B. Salz 2 -> kurzes Anbrennen, z. B. Malz 3 -> längeres örtliches Glimmen/Brennen, z.B. Lactose 4 -> Ausbreitung eines Glimmbrands, z. B. Tabak 5 -> Ausbreitung eines offenen Brands, z. B. Schwefel 6 -> verpuffungsartiges Abbrennen, z. B Schwarzpulver |
| Glimmtemperatur [°C] | Kenngröße für die Zündtemperatur einer Staubschicht: Unter Versuchsbedingungen ermittelte niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der sich eine Staubschicht von 5 mm Dicke entzündet. Mit Zunahme der Schichtdicke des Staubs sinkt die Glimmtemperatur. |
| Explosionsdruck Pmax [bar] | Höchster Druckwert eines Staub-/Luftgemisches in einem geschlossenen Behälter bei einer Explosion. |
| Explosionsgruppe III | Einteilung von Stäuben anhand ihrer spezifischen Zündfähigkeit, Unterscheidung nach Eigenschaften: IIIA (brennbare Flusen), z.B. Flock IIIB (nicht leitfähiger Staub), z.B. Pulverlack IIIC (leitfähiger Staub), z.B. Metallstaub |
| Mindestzündenergie MZE [mJ] | Unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen (atmosphärischer Druck, 20°C) ermittelte, kleinste Energie, die ausreicht, die zündwilligste explosionsfähige Atmosphäre zu entzünden. (EN 13237) MZE > 10.000 mJ nicht entzündlich MZE 10 - 10.000 mJ normal entzündlich MZE 3 - 10 mJ besonders entzündlich MZE < 3 mJ extrem entzündlich |
| Explosionskonstante K/KST-Wert [bar *m/s] | Klassifizierungswert, der die Brisanz einer Verbrennung ausdrückt. Er entspricht zahlenmäßig dem Wert für die maximale Druckanstiegsgeschwindigkeit bei einer Explosion eines Staub/Luft-Gemisches in einem 1 m³-Behälter. |
| Staubexplosionsklasse | Ausdruck der Explosionsfähigkeit St 1 KST - Wert: < 200 St 2 KST - Wert: 200 - 300 St 3 KST - Wert: > 300 |
| Sauerstoffgrenzkonzentration SGK [Vol%] | Wert für die höchste Sauerstoffkonzentration in einem Gemisch aus Luft, Inertgas und Gas, bei der keine Explosion möglich ist. Wird die SGK unterschritten, ist es nicht mehr möglich, eine Explosion einzuleiten (zu wenig Sauerstoff vorhanden). |
| Selbstentzündung | Entzündung einer Staubschüttung bei allseitiger Wärmeeinwirkung und Anwesenheit von Luft nach vorangegangener Selbsterhitzung. |
| Selbstentzündungstemperatur [°C] | Temperatur, bei der bei Staub Selbstentzündung auftritt. Diese ist abhängig von Staubart, Form und Größe der Schüttung sowie Dauer der Wärmeeinwirkung. |
| Partikelgröße/Korngröße [μm] | Größe der Partikel, Angabe über den Median (50% sind größer und 50% sind kleiner als dieser Wert). Kennzahl für die Zündfähigkeit des Staubes. Mit abnehmender Korngröße steigt die Neigung der Stäube zu Explosionen, d.h. je feiner der Staub, umso leichter ist er zu entzünden, und umso heftiger verläuft die Reaktion. |
| Zündtemperatur [°C] | Unter Versuchsbedingungen ermittelte, niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der die Entzündungen eines brennbaren Stoffes als Staub-/Luft- oder Dampf-/Luft-Gemisch eintritt. Die Zündtemperatur einer Staubschicht (Glimmtemperatur) weicht von der Zündtemperatur einer Staubwolke ab. Der niedrigere Wert bestimmt die max. zulässige Oberflächentemperatur. |
Requisitos previos para una explosión
Las explosiones pueden evitarse. Esto requiere conocer el «pentágono de peligros»: Este pentágono representa las causas de las explosiones en un contexto. En este caso, basta con eliminar uno de estos requisitos previos a la explosión para evitarla.
| N° | Voraussetzung | Erklärung |
|---|---|---|
| 1 | Brennbarer Stoff/ Combustible substance | z.B. in der Produktion anfallender Staub |
| 2 | Ausreichende Feinheit/ sufficient degree of finess | Je feiner der Staub, umso leichter ist dieser zu entzünden. Ist die Korngröße < 1mm besteht keine Explosionsgefahr. Je kleiner die Korngröße wird, umso wahrscheinlicher wird eine Explosion (je nach Staubart) |
| 3 | Vermischung/ mixture | Je größer die Staubdichte in der Luft, umso explosionsfähiger ist das Gemisch. Hier ist die Konzentration entscheidend: es gibt eine minimale und eine maximale Konzentrationsgrenze, die den Bereich der Explosionsfähigkeit eingrenzen (ist zu wenig oder zu viel Staub vorhanden, kann keine Explosion stattfinden). |
| 4 | Wirksame Zündquelle/ effective source of ignition | Die DIN EN 1127 beschreibt verschiedene Zündquellen. Für die Konstruktion und Anwendung von Entstaubungsanlagen bzw. Filteranlagen sind beispielsweise heiße Oberflächen, statische Elektrizität oder mechanisch erzeugte Funken zu nennen. |
| 5 | Oxidationsmittel/ Oxidizing agents | Oxidationsmittel ist z.B. der Sauerstoff in der Luft. Der Anteil kann durch Inertisierung gesenkt werden, was die Explosionsgefahr eindämmt. |
Conclusión
Según el tipo de polvo, existe un mayor o menor riesgo de que se produzcan explosiones en una planta de producción. Este suceso debe evitarse para proteger al personal, al sistema y a los sistemas posteriores. El conocimiento del tipo de polvo y de las condiciones generales para la formación de una explosión son de importancia fundamental. Si se sabe lo que ocurre en el proceso, el riesgo de explosión puede eliminarse eficazmente de antemano.
