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ATMÓSFERAS EXPLOSIVAS

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by

Eduardo Henriquez Recine

on 25 October 2013

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Transcript of ATMÓSFERAS EXPLOSIVAS

ATMÓSFERAS EXPLOSIVAS
ATEX en la
Industria

FUNDAMENTOS
TEÓRICOS

Principios para la prevención de riesgos de explosión y protección contra estas


MEDIDAS
ORGANIZATIVAS

OBJETIVOS
1. Lograr una mejor comprensión sobre
El riesgo que implica la presencia de Atmósferas Explosivas en la industria
Las sustancias y condiciones en que pueden formarse Atmósferas Explosivas
Clasificación de zonas de riesgo
Los principios para la prevención de explosiones y protección contra estas

OBJETIVOS
2. Ofrecer herramientas útiles para
Identificación de factores riesgos en áreas de producción en cuanto a Atmósferas Explosivas
Aplicación de medidas preventivas en cuanto a formación e ignición de Atmósferas Explosivas
Aplicación de medidas de protección y atenuación de Atmósferas Explosivas
NORMATIVA LEGAL

REAL DECRETO 681/2003, de 12 de junio.
Regula equipos y sistemas de protección cuya
intención es para su uso en atmósfera potencialmente
explosivas.

ATEX 95 directiva 94/9/EC. Regula equipos y
sistemas de protección cuya intención es para su
uso en atmósfera potencialmente explosivas.

ATEX 137 directiva 99/92/EC. Señala los requerimientos
mínimos para la mejora de la protección de la seguridad
y salud de los trabajadores expuestos a riesgos derivados
de atmósferas explosivas





Industrias con Riesgo de ATEX
Industrias con Riesgo de ATEX
Antecedentes de Accidentes por ATEX
7 de febrero de 2008
Port Wentworth, Georgia
14 muertes y numerosos heridos
Una chispa comenzó el incendio y explosión de la nube de azúcar
29 de Octubre de 2003

Huntington Indiana
1 muerto, 6 heridos
Polvo de aluminio se incendió en un colector de polvo, desde allí la flama se propago generando la explosión
Antecedentes de Accidentes por ATEX
Antecedentes de Accidentes por ATEX
20 de Febrero de 2003
Corbin, Kentucky
7 muertos, varios lesionados
Un horno que funcionaba de manera deficiente encendió una nube de resina fenólica en polvo causando la explosión
Antecedentes de Accidentes por ATEX
29 de Enero de 2003
Kingstone, Carolina del Norte
6 muertos, 38 heridos
Acumulación de polvo de resina fenólica en techos falsos propició el fuego y explosión de polvo
ANTECEDENTES DE ACCIDENTES POR ATEX
Atmósfera Explosiva (ATEX): Mezcla de aire y sustancias inflamables
Deflagración: Fuego que avanza a gran velocidad, se genera gran presión y calor
Detonación: La onda expansiva de la deflagración viaja mas rápido que la velocidad del sonido
Conceptos
Condiciones para que se produzca una explosión
ATEX debido a diversas sustancias
Características de los elementos que intervienen en una explosión
Líquidos inflamables

Polvos inflamables
Tienden a expandirse para ocupar todo el espacio donde se encuentran.
Al almacenarse se someten a presión
Se mezclan fácilmente con el aire

Gases y mezclas de gases inflamables

Ejemplos
Gas licuado (butano, propano), gas natural, gases de combustión (p.ej. Monóxido de carbono o metano) o substancias químicas gaseosas (p.ej. Acetileno, óxido etilénico o cloruro de vinilo, ácido sulfhídrico).

Almacenados generalmente en condiciones atmosféricas
Por la acción del calor pueden formar vapores
Todos los vapores de sustancias líquidas combustibles pueden formar ATEX
Por acción mecánica se pueden formar nieblas, se comportan similar al vapor
Ejemplos
Disolventes, carburantes, crudos de petróleo.
Una cantidad incluso pequeña de líquido inflamable ya puede, al evaporarse, provocar grandes cantidades de vapores inflamables (ejemplo: propano licuado).

Materia particulada proveniente de sólidos combustibles
Tienden a suspenderse en el aire formando nubes
Riesgo oculto al no manejarse pictogramas
Ejemplos:
Carbón, madera, alimentos para consumo humano o animal (Azúcar, harina o cereales), materias sintéticas, metales o productos químicos
GASES
Mezcla de una sustancia inflamable en estado de gas o vapor con el aire, en condiciones atmosféricas.
En el caso de ignición, la combustión se propaga a toda la mezcla no quemada.
La atmósfera explosiva puede generarse por dilución en aire de gases, vapores o nieblas inflamables
Atmósfera de gas explosiva
Parámetros básicos sobre ATEX debido a la presencia de gases que influyen sobre el riesgo de explosión

Rango de inflamabilidad
Limites de Explosividad
Temperatura de Inflamación
Temperatura de autoignición
Temperatura máxima superficial
Energía mínima de inflamación
LIQUIDOS
INFLAMABLES
Atmósfera explosiva por líquido inflamable
Se forman al evaporarse parte del líquido y mezclarse con el aire, tal es el caso de recipientes abiertos que contienen líquidos inflamables, zonas de carga y descarga, dispositivos de sobrepresión, uniones no soldadas de tuberías
POLVOS
COMBUSTIBLES
Atmósfera Explosiva de Polvo Combustible
Mezcla de aire, en condiciones atmosféricas, con sustancias inflamables bajo la forma de polvo o de fibras en las que, en caso de ignición, la combustión se propaga al resto de la mezcla no quemada
Elementos que intervienen en una explosión por polvo
En el caso de los polvos combustibles, para que ocurra la explosión, es necesaria la presencia de todos estos factores:
Fuente de ignición
Combustible
Oxidante o fuente de oxigeno
Dispersión
Confinamiento o encerramiento

Parámetros básicos sobre ATEX debido a la presencia de Polvos que influyen sobre el riesgo de explosión

Dispersión
Concentración mínima de explosión
Explosión secundaria
Temperatura de autoignición
Índice de deflagración
Energía mínima de ignición
Presión máxima de explosión
Gradiente máximo de presión
¿ En qué áreas pueden formarse atmósferas explosivas?
Aquéllas en las que puedan formarse atmósferas explosivas en cantidades tales que resulte necesaria la adopción de precauciones especiales para proteger la seguridad y la salud de los trabajadores afectados
No está determinado cantidad máxima de cada sustancia a partir de la cual se puede formar ATEX
Depende de Factores de cada sustancia tales como:
Propiedades fisicoquímicas de las sustancias
(LIE).
Cantidad utilizada por realización del trabajo.
Material de reserva.
Cantidades utilizadas en otras condiciones, mantenimiento, transvases.
Condiciones de propagación: puede ocurrir que la explosión sea insignificante en cuanto a los daños que puede causar, pero pueda iniciar explosiones mayores.
Sustancias inflamables se considerarán sustancias capaces de formar atmósferas explosivas, a no ser que el análisis de sus propiedades demuestre que, mezcladas con el aire, no son capaces por sí solas de propagar una explosión
Las capas, depósitos y acumulaciones de polvo inflamable deben considerarse como cualquier otra fuente capaz de formar atmósferas explosivas.
RIESGOS DE EXPLOSIÓN
Clasificación de
zonas

•Probabilidad de formación y la duración de atmósferas explosivas.
• Probabilidad de la presencia y activación de focos de ignición, incluidas la electricidad estática.
• Las instalaciones, las sustancias empleadas, los procesos industriales y sus posibles interacciones.
•Consecuencias de los efectos previsible
Evaluación de los riesgos de explosión
La creación de una atmósfera explosiva depende de los factores siguientes:
La presencia de una sustancia inflamable,
El grado de dispersión de la sustancias inflamable
La concentración de la sustancia inflamable en el aire dentro del rango de explosión,
La cantidad de atmósfera explosiva suficiente para dar lugar a lesiones o daños por la ignición.
Probabilidad de formación y duración de la atmósfera explosiva

En el caso de producirse una explosión, se deberán tener en cuenta los posibles efectos de:
Llamas
Radiación térmica
Ondas de presión
Proyección de fragmentos
Emisiones peligrosas de sustancias
Consecuencias de los efectos previsibles
¿ Para qué se clasifican las zonas de riesgo?
Determinar y delimitar las áreas en que se pueden formar atmósferas explosivas
Adoptar las medidas necesarias para evitar cualquier foco de ignición
Categorizar la peligrosidad del área
Clasificación de zonas para gases o vapores
Zona 0: Área de trabajo con atmósfera explosiva consistente,está presente de modo permanente, o por un período de tiempo prolongado, o con frecuencia.

Zona 1: Área de trabajo en la que es probable, en condiciones normales de explotación, la formación ocasional de una atmósfera explosiva consistente.

Zona 2: Área de trabajo en la que no es probable, en condiciones normales de explotación, la formación de una atmósfera explosiva consistente,dicha atmósfera explosiva sólo permanece durante breves períodos de tiempo.




Clasificación de zonas para polvos
Zona 20: Área de trabajo en la que una atmósfera explosiva en forma de nube de polvo combustible en el aire está presente de forma permanente, o por un período de tiempo prolongado, o con frecuencia.

Zona 21: Área de trabajo en la que es probable la formación ocasional, en condiciones normales de explotación, de una atmósfera explosiva en forma de nube de polvo combustible en el aire.

Zona 22: Área de trabajo en la que no es probable, en condiciones normales de explotación, la formación de una atmósfera explosiva en forma de nube de polvo combustible en el aire o en la que, en caso de formarse, sólo permanece durante un breve período de tiempo.



MEDIDAS
PREVENTIVAS
EVITAR APARICIÓN DE
ATEX
EVITAR IGNICIÓN
DE
ATEX
Sustitución de las sustancias inflamables

Sustitución de productos disolventes o de limpieza inflamables por soluciones acuosas.
Aumentar el tamaño de partícula de las sustancias utilizadas, de manera que no puedan formarse mezclas explosivas.
Humectación del polvo o la utilización de productos pastosos, de manera que no pueda producirse una suspensión de polvo.

Limitación de la concentración

Los gases y polvos sólo tienen capacidad de explosión dentro de ciertos límites de concentración en mezcla con aire.

En determinadas condiciones operativas y ambientales es posible mantenerse fuera de estos límites de explosividad. En este caso, no habrá riesgo de explosión si se garantiza el cumplimiento seguro de estas condiciones.

• En recipientes e instalaciones cerradas suele resultar relativamente fácil mantener la concentración de gases y vapores fuera de los límites de explosividad.

Inertización
Diluyendo el oxígeno del aire en el interior de instalaciones o el combustible con sustancias que no sean químicamente reactivas (sustancias inertes)
Como sustancias inertes gaseosas suele emplearse nitrógeno, dióxido de carbono, gases nobles, gases de combustión y vapor de agua.
Como sustancias inertes pulverulentas cabe citar, por ejemplo, el sulfato de cal, el fosfato amónico, el bicarbonato sódico, la cal natural en polvo.

Utilización de detectores de gas
Vigilancia de la concentración en el entorno de instalaciones
Los detectores de gas deben estar autorizados para su utilización en atmósferas potencialmente explosivas con arreglo al R.D.400/1996 en lo que respecta a su seguridad como aparato eléctrico, y llevar la marca correspondiente
Se establecerá unos períodos de calibración y mantenimiento de los aparatos para asegurar su correcto funcionamiento, según
indique el fabricante
Prevención de las fuentes de ignición
La prevención de la ignición de una atmósfera explosiva puede conseguirse con medidas de protección que evitan o reducen la probabilidad de aparición de fuentes de ignición.
Para valorar el alcance de las medidas de protección, las áreas de riesgo deben clasificarse en zonas en función de la probabilidad de que una atmósfera explosiva peligrosa coincida en el tiempo y en el espacio con una fuente de ignición.
Para determinar las medidas de protección eficaces deben conocerse los diferentes tipos de fuentes de ignición y su modo de acción.

Alcance de las medidas de protección
• La envergadura de las medidas de protección dependerá de la probabilidad de aparición de una atmósfera explosiva peligrosa (clasificación en zonas de riesgo).
• Al determinar el alcance de las medidas de protección debe tenerse en cuenta lo indicado en el siguiente cuadro:

MEDIDAS
DE
PROTECCIÓN

LIMITACIÓN DE LOS EFECTOS DE EXPLOSIÓN
La combinación de medidas preventivas con otras medidas adicionales que limitan los efectos nefastos de las explosiones para los trabajadores permite alcanzar el máximo nivel posible de seguridad.
Junto con las medidas preventivas, es necesario prever también, en caso necesario, medidas adicionales que entren en funcionamiento una vez se haya producido una ignición.
Estas medidas se conciben para limitar los efectos peligrosos de explosiones originadas en el interior de las instalaciones.



Sistemas de protección contra explosiones
Sistema de Venteo
Sirve para abrir momentánea o permanentemente hacia una dirección segura la instalación inicialmente cerrada en la que se lleva a cabo la explosión si se alcanza la presión de respuesta de un dispositivo de descarga
La fuerza principal de la explosión se disipa en el aire y el aumento de presión se limita a un nivel aceptable
Impide que la instalación o el equipo se vea solicitado más allá de su resistencia a la explosión.
Tipos de paneles de venteo
Panel ligero pero rígido.
Paneles de ruptura.
Puertas de explosión con bisagras.
Venteos reversibles.

Sistemas de protección contra explosiones
Conductos de Venteo
• Son unas conducciones al exterior para evitar los efectos sobre las personas de los chorros de llama y la onda de choque que salen por el orificio de venteo.
• La sección transversal del conducto debe ser como mínimo la del área de venteo y se instalan entre el venteo y un lugar exento de peligros.

Sistemas de protección contra explosiones
Sistema de supresión de la explosión
Actúa, tras la detección de una combustión incipiente, descargando instantáneamente agentes extintores que apagan la reacción de combustión.
La limitación y confinamiento de la llama en los primeros estadios de la explosión, contribuye a evitar explosiones en aquellos recintos en los que se opera con equipos, dentro de los cuales es inevitable la deposición de polvo
Esta protección hace extensiva su influencia al personal operativo que trabaja en estas áreas.

Funcionamiento
Sistemas de protección contra explosiones
Sistemas de aislamiento e interrupción de la explosión
El objetivo es evitar la propagación de la explosión a lo largo del proceso, limitar el efecto al equipo donde se inicio la explosión
Las explosiones se propagan a través de tuberías, pueden terminar en áreas de trabajo de personas
Las presiones de explosión así generadas pueden rebasar ampliamente la presión máxima de explosión en condiciones normales
Sistemas de desconexión mas comunes

Dispositivos apagallamas para gases, vapores
y nieblas

Evitar que en una atmósfera explosiva puedan producirse una propagación de llamas, por ejemplo a través de tuberías, respiraderos y conductos de alimentación y evacuación.
Para impedir el retroceso de llamas desde el interior de un aparato hacia un área con riesgo de explosión
Dispositivos de desconexión para polvos

Barreras extintoras


Dispositivos de desconexión para polvos

Válvula de cierre rápido

Construcciones resistentes
a la explosión
El funcionamiento de los dispositivos apagallamas se basa esencialmente en uno o varios de los mecanismos siguientes:
Extinción de llamas en intersticios y canales estrechos (p. ej. mallas, metales sinterizados);
Detención de un frente de llamas mediante evacuación de las mezclas sin quemar a la velocidad pertinente (válvulas de alta velocidad);
Detención de un frente de llamas mediante intercepción líquida (p. ej. mallas o cierres hidráulicos).


• La explosión es reconocida por los detectores, los extintores inyectan en la tubería agentes extintores que sofocan las llamas.
• No tiene efecto alguno sobre la presión de explosión que se forma por delante de la barrera de extinción.
• El agente extintor debe adaptarse al tipo de polvo existente en cada caso.


• Si se rebasa cierta velocidad de flujo se cierra una válvula en la tubería.

• Las válvulas de cierre rápido conocidas hasta la fecha sólo pueden instalarse en tuberías posicionadas horizontalmente, y además sólo resultan apropiadas en tuberías con una carga de polvo relativamente escasa (p. ej. en instalaciones de filtrado: en el lado del aire purificado).


Materiales resistentes al fuego y a la onda de presión en los locales con presencia del personal permanente
Ductilidad de los materiales.
Formación e información a los trabajadores
Elaboración de instrucciones de trabajo por escrito
Aplicación de un sistema de “permiso para trabajar”
Realización de los trabajos de mantenimiento
Señalización de zonas y etiquetado de sustancias

Medidas a aplicar
¿Qué se debe enseñar?
¿ Cuando se debe enseñar?
En su contratación (antes de comenzar la actividad)
Cuando ocurra un traslado o una modificación de sus tareas,
En la introducción o modificación de equipos de trabajo,
En la introducción de una nueva tecnología.

¿ Con que frecuencia se debe enseñar?
Mínimo una vez al año.
La instrucción debe correr a cargo de una persona capacitada.
Debe documentarse por escrito la fecha, el contenido y los participantes en las acciones de instrucción.

FORMACIÓN DE LOS TRABAJADORES


Cómo y en qué puntos del lugar de trabajo surge el riesgo de explosión.
Las medidas de protección contra las explosiones y su funcionamiento.
La manipulación correcta de los equipos de trabajo disponibles.
La ejecución segura de las tareas en áreas de riesgo o a proximidad de éstas.
El significado de la posible señalización de las áreas de riesgo
La indicación de los equipos móviles cuya utilización está autorizada en estas áreas.
Los equipos de protección personal que deben utilizar durante el trabajo.
Las instrucciones de servicio existentes.

¿Qué son?
Son disposiciones y normas de comportamiento vinculantes relacionadas con la actividad en las áreas de riesgo, se describen los peligros que el lugar de trabajo entraña para el hombre y el medio ambiente, y se señalan las medidas protectoras adoptadas o de cumplimiento obligado
¿ Qué deben reflejar?
Dónde existen qué riesgos.
Dónde y cómo se autorizan qué equipos de trabajo móviles.
Si es preciso utilizar algún equipo de protección personal.

¿ Quién las elabora?
El empresario
Una persona capacitada designada por el empresario
¿ Como se deben presentar?
Se recomienda una presentación homogénea.
Deben ser presentadas por escrito.
Deben redactarse de tal modo que todo trabajador pueda comprender y aplicar su contenido.
Instrucciones
de
trabajo
¿Donde es necesario?
¿ A quienes involucra?
Lo otorga una persona autorizada
Trabajadores de la empresa o contratistas que vayan a realizar un trabajo en área peligrosa
¿ Que contiene?
¿ Cuándo se debe otorgar?
Deberán ser expedidas antes del comienzo de los trabajos.
El tiempo de validez de la autorización de trabajo se establecerá, conjuntamente, por los responsables de la misma.
Si las condiciones de seguridad cambian durante el trabajo o la duración del mismo fuera superior a la prevista, deberá renovarse el documento.


Normas a cumplir por la persona autorizada
Firmar la autorización después de leerla y asumir su contenido
Llevarla siempre consigo.
Cumplir las normas de seguridad especificadas en ella.
Respetar la duración establecida para la autorización.
Entregar el documento a la persona responsable del trabajo, una vez finalizado,
Si hay cambios en las condiciones de seguridad de la instalación, interrumpir el trabajo y comunicarlo para revisar la autorización.

AUTORIZACIÓN DE TRABAJOS

En trabajos dentro o a proximidad de un área de riesgo que pudieran dar lugar a una explosión.
En procesos de trabajo que puedan plantear riesgos por solaparse con otros trabajos.

Requisítos específicos
La señalización puede completarse con otras explicaciones que indiquen, por ejemplo, el modo y frecuencia de aparición de una atmósfera explosiva peligrosa (sustancia y zona).
Pueden colocarse otras señales como, por ejemplo, la prohibición de fumar, etc.
Cuando el área de riesgo no abarque la totalidad del local sino sólo una parte del mismo, esta área podrá señalizarse mediante un rayado amarillo y negro aplicado, por ejemplo, en el suelo.
No tiene utilidad, en cambio, señalizar una parte de instalación plenamente protegida con una construcción resistente a las explosiones.
En el contexto de la formación, debe informarse a los trabajadores de la señalización y de su significado.

Características
Forma triangular.
Letras negras sobre fondo amarillo, bordes negros (el amarillo deberá cubrir como mínimo el 50% de la superficie de la señal).

Señalización de zonas de riesgo
DOCUMENTO CONTRA EXPLOSIONES
¿ Qué es?
Da una visión de conjunto de las conclusiones de la evaluación de riesgos y de las medidas técnicas y organizativas que se imponen en consecuencia para proteger una instalación y su entorno de
trabajo.

¿ Qué contiene?
Evaluación de los riesgos de explosión.
Medidas adecuadas a tomar para lograr los objetivos del R.D. 681/2003.
Las áreas que han sido clasificas en zonas
Que el lugar y los equipos de trabajo, incluidos los sistemas de alerta, están diseñados y se utilizan y mantienen teniendo debidamente en cuenta la seguridad.
Que se han adoptado las medidas necesarias, para que los equipos de trabajo se utilicen en condiciones seguras, de conformidad con el Real Decreto 1215/1997

Estructura del Documento
Descripción del lugar de trabajo y de los sectores de actividad
Descripción de los procesos y/o actividades
Descripción de las sustancias utilizadas / parámetros de seguridad
Presentación de los resultados de la evaluación de riesgos
Medidas de protección adoptadas para la protección contra explosiones
Realización de las medidas de protección contra explosiones
Coordinación de las medidas de protección contra explosiones





DOCUMENTO CONTRA EXPLOSIONES
Sistemas centralizados de control de polvo que actúan sobre la fuente
Evitar deposiciones de polvo mediante limpieza con sistemas de aspiración
Evitar el uso de escobas en áreas con acumulación de polvo
Control de deposiciones de polvo
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