Prevención de explosiones de polvo en la industria alimentaria.

1.1 Las explosiones y los incendios en la industria alimentaria provocados por materiales combustibles son un peligro conocido y pueden tener efectos devastadores e irreversibles. Esta hoja informativa se concentra únicamente en los riesgos de incendio y explosión que se presentan en las industrias alimentarias debido a sustancias polvorientas y pulverizadas.

1.2 La publicación HSE HSG103 'Manejo seguro de polvos combustibles - precauciones contra explosiones' contiene orientación general sobre la prevención de incendios y explosiones causadas por polvos. Esta nota debe leerse junto con esa guía.

1.3 Hay otros peligros que también pueden necesitar ser controlados, como los provenientes de gases inflamables (combustibles para hornos), líquidos y vapores inflamables (saborizantes a base de alcohol y aceites para cocinar/revestir). Los riesgos derivados de estos peligros deberán ser evaluados por una persona competente y se deberán aplicar las medidas adecuadas para cumplir con la ley. El control de estos riesgos está fuera del alcance de este documento.

1.4 La legislación introducida en 2002 (el Reglamento sobre Sustancias Peligrosas y Atmósferas Explosivas de 2002 (DSEAR)) racionalizó la evaluación del lugar de trabajo para identificar los riesgos de incendio y explosión, y los métodos de prevención o mitigación. DSEAR exige que todos los lugares de trabajo donde se manipulen o almacenen sustancias que podrían provocar un incendio o una explosión estén completamente evaluados y protegidos.

1.5 Los riesgos de incendio y explosión industrial se controlan mediante la aplicación de DSEAR 2002, que hacen cumplir principalmente HSE y las autoridades locales.

2.1 Una nube de polvo de cualquier material combustible explotará cuando:

No siempre se requiere contención para que las personas resulten heridas y se dañen propiedades.

2.2 Ejemplos de polvos explosivos en las industrias alimentarias incluyen materiales como: harina, natillas en polvo, café instantáneo, azúcar, leche en polvo, patatas en polvo y sopas en polvo.

2.3 Si una sustancia sólida se muele finamente, puede encenderse más fácilmente o con menor energía. Si cualquier sustancia combustible se mezcla o suspende en el aire en las concentraciones correctas y se contiene en un recipiente o edificio cuando se produce la ignición, puede producirse una explosión violenta. Si no está contenido, puede producirse una bola de fuego. Los rangos de concentración típicos que pueden dar lugar a una explosión son bajos (75- >1000 g/m3 de aire). Como guía, a estas concentraciones más bajas es difícil para un observador distinguir formas sólidas a distancias de 60 cm o menos.

Las explosiones pueden ocurrir (y pueden propagarse) dentro de un rango de concentraciones entre valores conocidos como límites de explosión superior e inferior.

2.4 Las energías de ignición varían con diferentes sustancias y para sustancias similares con diferentes contenidos de humedad y tamaño de partículas, pero pueden ser tan bajas como la descarga estática experimentada al quitarse un jersey de fibra sintética, o tan altas como la de una "llama fija", como una caldera de gas.

2.5 Los procesos comunes que generan polvos explosivos en la industria alimentaria incluyen la molienda de harina y forraje, la molienda de azúcar, el secado por aspersión de leche y café instantáneo y el transporte/almacenamiento de cereales integrales y materiales finamente divididos.

2.6 Algunas actividades de la industria alimentaria también pueden correr riesgo de incendio y explosión mediante el uso de aceites finamente pulverizados, su mezcla con disolventes inflamables potables (es decir, etanol) o técnicas de esterilización como el secado a alta temperatura o la pulverización con soluciones de peróxido de hidrógeno.

El calentamiento espontáneo y el contacto con superficies calientes (que dan lugar a una ignición espontánea) pueden generar peligros adicionales. Muchos de estos temas ya se abordan en varias publicaciones de HSE y de organismos comerciales de la industria.

3.1 La aplicación de las precauciones que se describen a continuación lo ayudará a operar su planta de proceso de manera segura y a cumplir con los requisitos de DSEAR. Se consideran aptos para cereales integrales como: maíz, cebada, trigo, avena, centeno, soja, sorgo (milo) y también harinas y polvos explosivos.

3.2 Ubique la planta al aire libre o en un edificio con estructura de acero resistente y paredes de paneles livianos, de modo que los paneles del techo y del revestimiento de las paredes puedan, si es necesario, levantarse y actuar como alivio de explosión. Dentro de locales antiguos construidos con ladrillos o piedra, proporcione la máxima área posible de alivio de explosiones en la medida de lo razonablemente posible. Trate de tener un mínimo de 1 m2 por cada 24 m3 de volumen de construcción. Para polvos más energéticos, esta "proporción de ventilación" puede no ser adecuada y puede ser necesaria una mayor área de ventilación. Para evitar lesiones causadas por escombros voladores, los paneles de alivio deben desplazarse a un lugar seguro o atarse adecuadamente (por ejemplo, mediante cables).

3.3 Sellar las juntas y los puntos de fuga alrededor de los sistemas de manipulación de polvo para evitar el escape y la acumulación de polvo en el edificio y en los elementos de la planta circundante. Mantenga una limpieza escrupulosa mediante el uso de un sistema de aspiración por tubería centralizado y totalmente conectado a tierra. Evite el uso de cepillos de barrido y aire comprimido, excepto para actividades de limpieza que no generen polvo.

3.4 Mantener una ligera presión negativa en los recipientes de almacenamiento, como contenedores y silos, mediante el uso de sistemas de extracción.

3.5 Proporcionar disposiciones adecuadas para separar el polvo del aire de transporte (por ejemplo, ciclones y filtros de bolsa), cuando se utilizan sistemas de transporte neumático.

3.6 Instalar silos o contenedores con alivio de explosión y ventilación en un lugar seguro desocupado, preferiblemente fuera del edificio. Asegúrese de que el sistema de ventilación esté diseñado según un estándar aceptable. Las aberturas de ventilación no deben tener restricciones para permitir la libre ventilación de una explosión. Los sistemas de protección, como los paneles de protección contra explosiones, deben contar con la certificación ATEX.

3.7 Equipar los silos recolectores de polvo con alivio de explosión diseñado apropiadamente y una válvula rotativa en la base para actuar como estrangulador de explosión. Si el alivio de explosión está ubicado encima del buscador de vórtices, es esencial que la fuerza del buscador de vórtices ("dedal") sea adecuada para resistir una explosión dentro del ciclón.

3.8 Encierre completamente las unidades de filtro colector de polvo de bolsa abierta (calcetín no cerrado) y póngalas con protección contra explosiones.

3.9 Equipar los elevadores de cangilones (a menos que sean de madera) con alivio de explosión en la cabecera del elevador y lo más cerca posible del maletero. Coloque en cada pata del ascensor un dispositivo de alivio de explosión igual en área al área de la sección transversal de la pata. También pueden ser necesarios respiraderos de explosión intermedios. La guía de la Institución de Ingenieros Químicos (IChemE) (2002) brinda más información sobre el espaciamiento de los respiraderos de explosión intermedios en elevadores de una y dos patas.

3.10 Preferiblemente, instale elevadores de cangilones con interruptores de baja velocidad y monitores de alineación.

3.11 Excluir fuentes obvias de ignición. Utilice equipos eléctricos protegidos contra el polvo según IP5X o IP6X (consulte BS EN 61241 parte 14), según los niveles de polvo. Las temperaturas de la superficie deben controlarse a un máximo de 200°C (más baja para la leche en polvo, algunas harinas de pescado y otros productos que contienen aceites insaturados (como los de linaza o colza)). Prohibir el uso de lámparas de inspección con cables flexibles. Para comprobar los niveles en los contenedores, utilice lámparas de mano alimentadas por batería a prueba de explosiones (tenga en cuenta que requieren el tipo de batería especificado) aseguradas contra caídas accidentales, o trípodes con lámparas fijas colocadas sobre las trampillas de inspección.

3.12 Utilizar un sistema eficaz de permiso de trabajo para controlar el trabajo en caliente, soldadura, etc.

3.13 Equipar todos los respiraderos de alivio de explosión con interruptores de índice para cerrar la planta en caso de que se active el alivio de explosión para evitar la transmisión posterior de material en llamas.

3.14 En el Apéndice 1 se dan orientaciones sobre la selección y el uso de aspiradoras para gránulos y polvos orgánicos de baja combustibilidad.

3.15 Estos sistemas suelen estar equipados con sensores de presión excesiva y baja para cerrar el sistema. Se produciría una baja presión aguas abajo de cualquier fuga sustancial que se desarrollara. Se produciría una sobrepresión si alguien intentara llenar excesivamente un recipiente receptor.

3.16 Los recipientes alimentados por sistemas de transporte neumático deben tener una capacidad adecuada de extracción de aire y estar equipados con medidores de nivel para evitar el sobrellenado.

3.17 Para evitar descargas debidas a electricidad estática, todas las estructuras metálicas de los sistemas de manipulación de polvo, incluidos los camiones cisterna de entrega, deberían estar conectadas eléctricamente entre sí y conectadas a tierra. La resistencia a tierra no debe exceder los 10 ohmios. Los conductos y tuberías de transporte deben ser conductores de electricidad.

3.18 Los dispositivos de aislamiento de explosiones deben someterse a pruebas de tipo siguiendo los procedimientos detallados en la norma europea prEN15089 'Sistemas de aislamiento de explosiones' (cuando se convierta en una norma adoptada en Europa y generalmente disponible para todos).

3.19 Los transportadores de tornillo pueden modificarse para que actúen como estranguladores eficaces mediante la eliminación de una sección de la hélice del tornillo. Luego se fija una placa deflectora a la carcasa para proporcionar un tapón que evite la transmisión de explosiones. Dicha modificación debe examinarse utilizando la norma anterior antes de ponerse en uso.

3.20 Sólo se deben utilizar como estranguladores de explosión válvulas rotativas cuyo tipo haya sido probado y certificado ATEX; a menudo tendrán hojas rígidas y pequeñas holguras desde la carcasa de la válvula. Las válvulas rotativas con paletas con bordes de goma o con espacios excesivos entre las paletas y la carcasa no actúan como un estrangulador eficaz.

3.21 Cuando el espacio no permita la instalación de una válvula rotativa, se podrán utilizar barreras químicas supresoras de llamas. En tales disposiciones, los detectores de explosión están ubicados en ambos recipientes conectados. La activación de cualquiera de estos libera material supresor (por ejemplo, bicarbonato de sodio) rápidamente en los conductos de las tuberías que conectan los dos recipientes, lo que ayuda a disminuir el evento explosivo.

3.22 Existe una variedad de métodos para dimensionar los respiraderos de alivio de explosiones, que se describen en la Guía IChemE 'Prevención y protección contra explosiones de polvo: una guía práctica' (2002). El método actual aceptado para dimensionar es utilizar los nomogramas de esa guía, pero también se considera aceptable continuar usando equipos protegidos con respiraderos de alivio originalmente dimensionados según el 'método de relación de ventilación', ya que ese método tendía a sobreestimar el alivio de explosión requerido.

3.23 La Guía IChemE 'Prevención y protección contra explosiones de polvo: una guía práctica' (2002) y la norma europea BS EN14491 'Sistemas de protección de ventilación contra explosiones de polvo' brindan detalles de las técnicas actuales de cálculo de ventilación para recintos aislados.

3.24 No existe un tamaño establecido de recipiente por debajo del cual no se requieran respiraderos de alivio de explosiones. En cada caso es necesario considerar las consecuencias de una explosión. Los factores a tener en cuenta se exponen en el Apéndice 2, Figura 1.

3.25 Como regla general, los respiraderos de alivio de explosiones deben conducirse directamente al aire libre por medio de un conducto recto resistente que no tenga más de 3 m de longitud. La ventilación debe terminar en un área segura y desocupada.

3.26 Es necesario tener en cuenta los efectos de cualquier conducto (por ejemplo, contrapresión) para garantizar que el equipo protegido no experimente fuerzas que puedan causar su ruptura.

3.27 Los conductos más largos con curvas aún pueden ser efectivos siempre que estén dentro de los parámetros detallados descritos en la guía IChemE (2002). Los conductos rectos deben diseñarse según EN14491; Los conductos que implican una curvatura deben seguir el método descrito en la guía IChemE (2002).

4.1 Actualmente, el material de alimentación se trata comúnmente mediante cribado, despedregado, separación neumática e imanes para eliminar cuerpos extraños a fin de evitar chispas de impacto durante las operaciones de fresado. Los molinos de martillos suelen estar diseñados para ser lo suficientemente fuertes como para contener una explosión de polvo, pero las chispas o partículas ardientes pueden propagarse desde el molino a otros equipos más vulnerables. Las unidades asociadas de ciclón/colector de polvo no tienen una construcción tan sólida y deben estar equipadas con alivio de explosión y una válvula rotativa en la descarga.

4.2 Se han producido algunos incendios y explosiones menores que involucran la unidad de soplador neumático en el vehículo que descarga. El producto puede ingresar al ventilador causando calor por fricción o cegamiento del filtro de entrada de aire limpio o ambos, lo que resulta en la ignición del material del filtro. Las válvulas de retención aguas abajo del soplador pueden ser ineficaces, particularmente si el conductor del vehículo apaga el soplador y depende de la presión residual dentro del tanque a granel para descargar lo último del producto. Esto puede hacer que el producto entre en el soplador. Se debe advertir a los conductores sobre el peligro e indicarles que mantengan los sopladores en funcionamiento hasta que la descarga se complete por completo.

4.3 Ocasionalmente se utilizan silos con cubierta de tela para almacenar harina. La parte superior del silo actúa como un alivio de explosión y, cuando sea razonablemente posible, debe tener un conducto directamente al aire libre. En caso contrario, el silo deberá tratarse como si fuera un silo de tela.

4.4 El principal riesgo de incendio y explosión es la participación en un incendio externo que provoque la fusión y quema del tejido y la liberación de grandes cantidades de harina que podrían formar una nube de polvo explosiva.

4.5 Cuando no sea posible una ubicación al aire libre, preferiblemente coloque el silo en una habitación que tenga una separación adecuada contra incendios del resto de las instalaciones y que esté equipada con protección contra explosiones. Si es inevitable ubicar el silo en un área de proceso, debe dividirse mediante un recinto de al menos media hora de resistencia al fuego. Es posible que se necesite espacio alrededor del silo para observación durante el llenado, inspección, mantenimiento y limpieza. Preferiblemente no debe haber ningún equipo eléctrico dentro del gabinete: si lo hay, debe cumplir con los requisitos de BS EN 61241 Parte 14.

4.6 El aire aspirado del recinto debería ventilarse preferentemente fuera del edificio, pero cuando esto no sea razonablemente posible, podrá permitirse una parte superior total o parcialmente abierta.

4.7 Normalmente se utilizan edificios de almacenamiento exclusivos sin ninguna planta de procesamiento instalada ni otras actividades laborales realizadas en ellos. Elimine las superficies horizontales de alto nivel cuando sea posible, por ejemplo, mediante el uso de superficies inclinadas para minimizar la acumulación de polvo.

4.8 Los tubos fluorescentes con carcasas IP5X a nivel del techo parecen ser accesorios de iluminación satisfactorios, pero esto depende del nivel de contaminación y del mantenimiento.

4.9 Las mediciones de los niveles de polvo durante la manipulación de granos han demostrado que no es probable que se alcancen concentraciones explosivas a menos que se alteren depósitos sustanciales de polvo fino.

4.10 Los lanzadores de granos presentan un riesgo de generar polvo y no deben usarse.

4.11 Es probable que los niveles de polvo en el edificio representen un peligro para la salud. Es posible que sea necesario instalar ventiladores de extracción en el techo o en las paredes laterales con gabinete eléctrico según el estándar IP6X.

4.12 Los montones de granos deberían airearse para evitar el calentamiento espontáneo y pueden controlarse para detectar cualquier aumento de temperatura.

1. Manejo seguro de polvos combustibles: Precauciones contra explosiones HSG103, HSE Books, ISBN 0 7176 0725 9

2. DSEAR ACOP y documentos de la serie de guías (todas las publicaciones de HSE Books): L134 Diseño de plantas, equipos y lugares de trabajo ISBN 0 7176 2199 5 L135 Almacenamiento de sustancias peligrosas ISBN 0 7176 2200 2 L136 Medidas de control y mitigación ISBN 0 7176 2201 0 L137 Procedimientos seguros de mantenimiento, reparación y limpieza ISBN 0 7176 2202 9 L138 DSEAR Código de prácticas y orientación aprobados ISBN 0 7176 2203 7

3. Prevención y explosión de polvo, Institución de Ingenieros Químicos, 2002, ISBN 0852954107

4. BS EN 14491:2006: Sistemas de prevención de explosiones de polvo.

5. BS EN 61241 Parte 10: Equipos eléctricos para uso en atmósferas de polvo combustible

6. BSEN 14797 Dispositivos de ventilación de explosiones

7. BSEN 14373 Dispositivos y sistemas de supresión de explosiones.

8. DSEAR 2002 – Guía rápida y DSEAR en detalle

http://www.hse.gov.uk/fireandexplosion/dsear.htm

9. Preguntas frecuentes sobre ATEX/DSEAR

http://www.hse.gov.uk/electricity/atex/index.htm

10. SIM 01/2003/54 Clasificación de zonas peligrosas para plantas de manipulación de polvo en la industria alimentaria

Estudios de caso

Más recursos