Desacoplamiento frente a explosiones
Definición
El desacoplamiento de explosiones es una medida de seguridad de la protección constructiva contra explosiones que impide que una explosión se propague desde una parte de la instalación a zonas adyacentes a través de tuberías, sistemas de transporte u otras conexiones. El objetivo es limitar el proceso de explosión a un ámbito local y proteger los depósitos, silos, filtros, conductos de alimentación o instalaciones de proceso situadas aguas abajo de las llamas, las ondas de presión y las explosiones secundarias.
En la práctica, el desacoplamiento de explosiones reviste especial importancia cuando se procesan polvos inflamables, por ejemplo, en mezcladoras, conductos de transporte, instalaciones de desempolvado o silos.
Principio de funcionamiento
En caso de explosión, el desacoplamiento interrumpe la conexión entre dos partes de la instalación en un tiempo mínimo, de modo que el frente de llama y el aumento de presión no se propaguen a la parte contigua de la instalación.
Por lo general, no se trata de un sistema de protección único e independiente, sino que se combina con otras medidas de protección contra explosiones, en particular con:
- Alivio de presión en caso de explosión
- Supresión de explosiones
- diseño resistente a los golpes de presión
medidas para impedir la propagación de llamas y explosiones
Sistemas habituales
Sistemas pasivos
- Válvulas de retención y válvulas de protección contra explosiones: se cierran automáticamente por la acción de la presión de la explosión
- Esclusas de rueda celular: pueden utilizarse como elemento de desacoplamiento mecánico entre el silo y el mezclador
- Sistemas de compuertas dobles: separan mecánicamente las salas de proceso
Sistemas activos
- Barreras de agente extintor HRD: los sensores detectan el inicio de la explosión; a continuación, se inyecta un agente extintor en la tubería para suprimir el frente de llama
Válvulas de cierre rápido: se cierran mediante control electrónico en milisegundos
Aplicación en mezcladoras
En el caso de las mezcladoras, el desacoplamiento de explosiones es especialmente relevante en los puntos de conexión con el resto de la instalación:
Área de la instalación Desacoplamiento típico
Entrada del producto: esclusa de rueda celular, válvula de retención u otro elemento de desacoplamiento adecuado
Extracción y desempolvado: válvula de retención o barrera química
Salida del producto: compuerta de cierre rápido o sistema de doble compuerta
Depósito intermedio y tubería de transporte: barrera activa o pasiva, según el riesgo y la geometría de la tubería
Precisamente en el caso de productos en forma de polvo, como el azúcar, el almidón, la harina, la leche en polvo, los polvos metálicos, los gránulos de plástico o las sustancias farmacéuticas, la prevención de la propagación de una explosión a través de las tuberías de conexión constituye un objetivo de protección fundamental.
Diseño y planificación
Para un diseño correcto, son importantes, entre otros, los siguientes parámetros y condiciones límite:
- Valor Kst
- pmax
- Energía mínima de ignición (EMI)
- Diámetro y geometría de la tubería
- Ubicación y longitud de instalación
- Resistencia mecánica y térmica del sistema
Los sistemas de desacoplamiento deben planificarse y diseñarse de tal manera que se garantice su seguridad frente a la propagación de la ignición y su resistencia mecánica en condiciones reales de uso. Si existe una mezcla híbrida de polvo y gas o vapor inflamable, aumenta la velocidad de la llama; en ese caso, el desacoplamiento deberá dimensionarse en función de los parámetros característicos de la mezcla.
Directivas y normas
La clasificación y el diseño de las medidas de protección contra explosiones se llevan a cabo en el marco de las directivas y normas europeas y nacionales, en particular de acuerdo con la Directiva 2014/34/UE, así como con las normas y reglamentos pertinentes en materia de protección contra explosiones.
Entre los fundamentos importantes se encuentran, entre otros:
- EN 1127-1 sobre fundamentos y metodología de la protección contra explosiones
- EN 14491 sobre la descarga de presión en explosiones de polvo
requisitos nacionales como el Reglamento de Seguridad Industrial y el Documento de Protección contra Explosiones
Ventajas para los operadores
- Protección de las personas mediante la prevención de explosiones secundarias
- Protección de la instalación mediante la limitación de los daños materiales
- Seguridad de la producción gracias a la reducción de los tiempos de inactividad
- Seguridad jurídica mediante la aplicación del concepto de protección contra explosiones conforme a la normativa
La selección del sistema de desacoplamiento adecuado debe realizarse ya en la fase de planificación, de modo que los datos del producto, la geometría de la instalación y el concepto de protección estén coordinados entre sí y la mezcladora pueda integrarse de forma segura en el conjunto de la instalación.