Sí. Para productos químicos finos, combustibles, reactivos o con contenido de disolvente existen instalaciones de mezclado, reacción y secado que pueden diseñarse resistentes a explosiones o resistentes al choque de presión de explosión, y combinarse con una inertización de la cámara de proceso. Los aparatos habituales son los secadores de vacío cónicos, los secadores-mezcladores de vacío, los secadores de agitador y de paletas, los secadores de filtro, los secadores nutsche y los reactores mezcladores estancos a los gases.

El diseño debe realizarse siempre para la sustancia concreta, el modo de funcionamiento real y todo el conjunto de la instalación. Un diseño resistente a explosiones de un recipiente por sí solo no basta si, por ejemplo, los conductos de dosificación, los filtros, los condensadores, los sistemas de vacío, los órganos de descarga o las instalaciones de transporte posteriores no están protegidos de forma correspondiente o desacoplados técnicamente frente a explosiones.

Diseño resistente a explosiones

Los equipos resistentes a explosiones están diseñados para soportar una explosión interna sin estallar ni provocar efectos peligrosos sobre el entorno. La norma DIN EN 14460 distingue entre equipos resistentes a la presión de explosión y equipos resistentes al choque de presión de explosión. Los equipos resistentes a la presión de explosión deben soportar la presión de explosión definida sin deformación permanente. En los equipos resistentes al choque de presión de explosión se admiten deformaciones permanentes, siempre que se conserve la integridad del aparato y no se produzcan efectos peligrosos hacia el exterior.

El diseño requerido se basa en parámetros de seguridad de la sustancia y en datos de proceso. En el caso de los polvos combustibles, entre ellos se cuentan especialmente la presión máxima de explosión pmax, el parámetro de explosión de polvo KSt, la energía mínima de ignición, la temperatura mínima de ignición, la temperatura de incandescencia, el tamaño de partícula, la humedad y las posibles mezclas híbridas de polvo y vapor de disolvente. En el caso de los líquidos combustibles y los vapores de disolvente son relevantes, entre otros, el punto de inflamación, los límites de explosividad, la temperatura de ignición, la presión de servicio y la temperatura de servicio.

Una construcción resistente a explosiones es solo una posible medida de protección. Otras opciones son, por ejemplo, el alivio de la presión de explosión, el alivio de presión sin llama, la supresión de explosiones o una instalación completa resistente a explosiones o desacoplada técnicamente frente a explosiones. Qué medida es admisible y razonable depende del lugar de instalación, el producto, el volumen del recipiente, la posible intensidad de la explosión, la exposición del personal y los componentes de la instalación conectados.

Inertización de la cámara de proceso

La inertización impide o reduce la probabilidad de que se forme una atmósfera explosiva, sustituyendo el oxígeno por un gas no reactivo como nitrógeno, argón o, siempre que sea admisible desde el punto de vista de la sustancia y del proceso, dióxido de carbono. La concentración de oxígeno se mantiene por debajo de la concentración límite de oxígeno determinada para el sistema combustible-gas inerte concreto, denominada internacionalmente en la mayoría de los casos Limiting Oxygen Concentration. Esta concentración no es una constante general de la sustancia: depende del producto, el tamaño de partícula, la humedad, la temperatura, la presión, el gas inerte y las condiciones de ensayo, y debe determinarse para la aplicación prevista.

Los posibles procedimientos de inertización son la inertización por ciclos de vacío-presión, con evacuación y llenado repetidos de un aparato resistente al vacío, la inertización por flujo continuo con purga continua de nitrógeno, así como la inertización por desplazamiento en caso de carga continua. Los procedimientos de ciclos de vacío-presión son especialmente ventajosos en los secadores de vacío, porque la cámara de proceso ya está diseñada para depresión. Sin embargo, la idoneidad depende de la estanqueidad del recipiente, el rango de presión admisible, el comportamiento del producto, la cantidad de disolvente, el sistema de condensación y el consumo de nitrógeno.

Una inertización segura comprende más que la adición única de nitrógeno. Requiere una secuencia de inertización definida, una estanqueidad comprobada, puntos de medición adecuados, una supervisión del oxígeno, valores de alarma y de desconexión, enclavamientos contra el llenado o el calentamiento con un contenido de oxígeno demasiado alto, así como medidas para errores de medición, mantenimiento de los sensores y fallos de energía. La concentración de oxígeno admisible debe fijarse con un margen de seguridad por debajo de la concentración límite determinada experimentalmente.

Concepto de instalación y seguridad

Para los productos químicos finos, la combinación de protección preventiva y constructiva contra explosiones suele ser razonable. La inertización debe impedir la formación de una atmósfera explosiva. La construcción resistente a explosiones o al choque de presión de explosión puede constituir un nivel de protección adicional en caso de que falle la inertización, se introduzca aire, se forme una mezcla híbrida o se produzca otra perturbación. Sin embargo, estos niveles de protección no deben considerarse automáticamente independientes o suficientes sin una evaluación formal de riesgos.

En los polvos finos, las descargas electrostáticas ya pueden constituir una fuente de ignición eficaz. Por ello, la puesta a tierra y la compensación de potencial, la evaluación de las fuentes de ignición no eléctricas, los materiales adecuados, las velocidades controladas de llenado y descarga, así como, en su caso, componentes conductores o disipativos, forman parte del concepto global. La inertización no puede impedir por principio la carga electrostática; reduce principalmente el riesgo de que exista una atmósfera susceptible de ignición.

La clasificación de zonas y la selección de equipos para zonas con riesgo de explosión se derivan de la evaluación de riesgos y del documento de protección contra explosiones. La Directiva de producto ATEX 2014/34/UE se refiere a los equipos y sistemas de protección destinados a utilizarse en atmósferas potencialmente explosivas. La evaluación del lugar de trabajo, las zonas y las medidas organizativas se realiza en el marco de la normativa de seguridad laboral y de protección contra explosiones vigente en cada caso. Una inertización supervisada de forma eficaz puede llevar a que no se espere una atmósfera explosiva en el interior de un aparato. Sin embargo, no da lugar automáticamente a una clasificación de zona determinada ni a la exención completa de todos los componentes de la instalación de la protección contra explosiones.

Validación y selección

La selección de una instalación de mezclado o secado debería derivarse de un análisis de seguridad documentado. Este incluye los datos de la sustancia y los ensayos de seguridad, una consideración del funcionamiento normal, el arranque, la parada, la limpieza, el mantenimiento y los incidentes, así como la evaluación de todas las interfaces con filtros, condensadores, bombas de vacío, tuberías, sistemas de transporte e instalaciones de envasado.

Los datos de diseño esenciales son pmax, KSt, la energía mínima de ignición, las temperaturas de ignición, la concentración límite de oxígeno, las concentraciones de disolvente y de polvo, la presión de servicio, la temperatura de servicio, la humedad del producto, el tamaño de partícula y la conductividad eléctrica. Solo a partir de ellos se derivan el valor de consigna de oxígeno admisible, los requisitos para el recipiente y las juntas, el dimensionamiento del suministro de gas inerte, la instrumentación de seguridad y las medidas de protección o de desacoplamiento necesarias.