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¿Qué es una explosión?

Ex|plo|si|ón; -s <lat.> (explosio) significa «liberación bajo presión». ¿Qué ocurre durante una explosión, qué factores son importantes, y de qué medidas de protección disponemos? Aquí encontrará todo lo que necesita saber sobre la protección contra explosiones.

ISO 8421-1, EN 1127-1 define una explosión como una «reacción súbita de oxidación o descomposición, que produce un incremento de temperatura, de presión o de las dos simultáneamente». Esta definición hace referencia a una reacción química que con una convergencia simultánea de oxígeno (aire), un material inflamable y una fuente de ignición en una proporción concreta, provoca un rápido incremento de la temperatura y la presión. Si el calor que emerge no puede disiparse con la suficiente rapidez, se produce una súbita expansión de volumen de los gases concurrentes y el desprendimiento de una gran cantidad de energía calorífica acompañada de una onda de presión: la explosión.

WAGO en la protección contra explosiones

Principios de protección contra explosiones

Todo lo que necesita saber sobre la protección contra explosiones de un vistazo.

Intensidad de la explosión

La intensidad de una explosión depende de las propiedades de los materiales inflamables y de la mezcla de estos materiales con el oxígeno: el oxígeno presente en el aire solo flagra en combinación con una cantidad concreta de material inflamable (oxidación). Dependiendo de la intensidad de la explosión y de la velocidad de propagación asociada de la onda de presión, se distingue entre detonación lenta (cm/s), deflagración (m/s) y el tipo más agresivo de explosión, la detonación (km/s). Las explosiones más intensas se propagan a una velocidad superior a la velocidad del sonido, generando así un enorme poder destructivo.

Prerrequisitos de una atmósfera explosiva

Para que se produzca una explosión, tienen que concurrir simultáneamente los siguientes factores:

  • Un material inflamable en el proceso de producción o en la zona circundante
  • Oxígeno (aire)
  • Fuente de ignición
  • Oxígeno y material inflamable en una proporción determinada

En la protección contra explosiones, es importante saber que para que se produzca una explosión es necesario que concurran simultáneamente una atmósfera susceptible de iniciar una explosión y una fuente de ignición.

Materiales combustibles

Los materiales inflamables engloban vapores, niebla, gases y polvo. Estos materiales pueden emanar accidentalmente durante el proceso de fabricación y producción o durante el transporte o almacenamiento. En las zonas industriales, es especialmente habitual la generación de polvo a raíz de la descomposición de materiales para su posterior tratamiento. Las explosiones de polvo pueden tener efectos tan devastadores como las explosiones de gas: la mezcla de gas-aire se propaga rápidamente durante una explosión, reduciendo así la concentración de material inflamable (mezcla pobre) e imposibilitando su posterior combustión. Por contra, la mezcla de polvo-aire levanta capas de polvo adicionales durante la explosión que pueden inflamar. Aunque en realidad, la explosión de una mezcla de gas-aire también puede remover el polvo, transformando la explosión de gas en una explosión de polvo.

Punto de inflamabilidad y límites de explosión

Los materiales inflamables mezclados con oxígeno solo son inflamables en una proporción determinada y combustionan en presencia de una fuente de ignición. En este contexto, el punto de inflamabilidad de un material y su límite de explosión desempeñan un papel crucial.

Punto de inflamabilidad

«Punto de inflamabilidad» describe la temperatura más baja a la que los líquidos inflamables producen una mezcla de vapor-aire inflamable. El punto de inflamabilidad de esta mezcla híbrida puede ser inferior al de sus componentes individuales. Con estas mezclas de vapor-aire, el porcentaje de concentración es el que determina si se puede o no formar una atmósfera explosiva. Esta parámetro proporciona los límites de explosión de materiales individuales: Cada material inflamable tiene un rango concreto de combinación con el oxígeno en el que puede producirse una explosión. Cuando las concentraciones son o bien demasiado altas (mezcla rica) o bien demasiado bajas (mezcla pobre), en lugar de una explosión, o se produce una reacción estacionaria o no se produce ninguna reacción combustible en absoluto. La mezcla solo reacciona de forma explosiva cuando flagra en el rango entre el límite de explosión superior e inferior.

Límites de explosión

Los límites de explosión, no obstante, dependen de la presión, la temperatura y la concentración de oxígeno. A esto hay que añadir las sustancias químicamente inestables como el cesio, el rubidio o incluso el fósforo blanco, que flagran al mínimo contacto con el oxígeno o el aire; a estas sustancias se las denomina «pirofóricas». La manipulación de estas sustancias exige extremar la precaución. La misma exigencia se extiende a las acumulaciones de polvo. En este caso, el peligro de combustión espontánea incrementa con el espesor de la acumulación. El efecto aislante del polvo puede provocar la concentración del calor y por ende, la combustión espontánea. Las fichas de datos de seguridad son realmente útiles en este sentido porque describen los puntos de inflamación y los límites de explosión de cada material. Si existe la posibilidad de que se forme una atmósfera explosiva, aparecerá reflejado en este documento.

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¿Qué ocurre durante una explosión, qué factores son importantes, y de qué medidas de protección disponemos? Todo lo que necesita saber sobre ATEX, zonas Ex, categorías de protección frente a deflagración, etc.

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