Explosivo

Se denomina „explosivo” a la propiedad de una sustancia o mezcla de sustancias de liberar energía de forma súbita bajo determinadas condiciones. Esta conversión de energía transcurre muy rápidamente y va acompañada de un fuerte aumento de presión, desarrollo de calor y, a menudo, formación de llamas. Los desencadenantes típicos son la ignición por chispas, llamas, superficies calientes, impacto, fricción o descargas electrostáticas.

En el contexto de la ingeniería de procesos se habla de atmósferas explosivas cuando gases, vapores o polvos combustibles forman con el aire una mezcla inflamable. Para muchos polvos orgánicos (por ejemplo, harina, azúcar, almidón, plásticos o principios activos farmacéuticos), incluso pequeñas cantidades en forma de capa o en suspensión, en combinación con una fuente de ignición, pueden provocar explosiones de polvo. En este sentido, son determinantes parámetros como la energía mínima de ignición, el límite inferior y superior de explosión, la presión máxima de explosión y la velocidad de aumento de presión.

En y alrededor de mezcladores, así como de instalaciones de transporte y llenado, la evaluación de los riesgos de explosión es especialmente importante. Aquí pueden coincidir en proximidad espacial productos en forma de polvo, aire y posibles fuentes de ignición (chispas mecánicas, rodamientos calientes, componentes eléctricos, descarga electrostática). No obstante, solo existe una atmósfera explosiva cuando la concentración, el contenido de oxígeno y la temperatura se encuentran dentro de un intervalo crítico.

Entre las medidas técnicas para controlar los peligros explosivos se incluyen, por ejemplo, la evitación de atmósferas inflamables (por ejemplo, mediante inertización), la limitación de la liberación de polvo, una puesta a tierra eficaz y una igualación de potencial para evitar chispas electrostáticas, el uso de equipos eléctricos adecuados, la protección constructiva contra explosiones (por ejemplo, alivio de presión y supresión de explosiones), así como medidas organizativas. En la planificación y el diseño de los procesos de mezcla debe comprobarse, por tanto, si el producto correspondiente o la mezcla producto‑aire debe clasificarse como explosiva y qué medidas de protección son necesarias.

Para describir una mezcla explosiva de gas‑, vapor‑ o polvo‑aire se utilizan con frecuencia límites de concentración. Una notación sencilla es:

c_untere_EG ≤ c_Stoff ≤ c_obere_EG

• c_Stoff: Concentración de la sustancia combustible en el aire
• c_untere_EG: límite inferior de explosión (UEG)
• c_obere_EG: límite superior de explosión (OEG)

En los análisis de seguridad suele utilizarse una magnitud de seguridad técnica, la denominada K_ST (para polvos) o K_G (para gases). Para polvos, una relación frecuentemente indicada es:

K_ST = (dp/dt)_max · V^(1/3)

• K_ST: Constante de explosión del polvo [bar·m/s]
• (dp/dt)_max: máximo aumento temporal de presión en el recipiente [bar/s]
• V: Volumen del recipiente de ensayo [m³]