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Resumen

La protección contra explosiones en el proceso de mezcla consiste en evitar las fuentes de ignición y limitar los efectos de una explosión de polvo. Se basa en los parámetros de seguridad del producto a granel, la clasificación de zonas del área de proceso y el modo de operación. Si un equipo trabaja con sobrepresión o vacío, también se aplica la normativa sobre equipos a presión.

Artículos de interés, preguntas frecuentes y temas sobre seguridad de las instalaciones, ATEX & conformidad de los equipos a presión

La protección contra explosiones en el proceso de mezcla consiste en evitar las fuentes de ignición y limitar los efectos de una explosión de polvo. La existencia de un riesgo depende de los parámetros de seguridad del producto a granel: las sustancias explosivas en forma de polvo se caracterizan mediante la temperatura de ignición, la clase de explosión de polvo y la energía mínima de ignición. Esta última determina el rigor de las medidas de protección electrostática. En el interior de equipos cerrados suele ser necesario considerar el nivel de riesgo más alto, la zona ATEX 20 para polvo. Actualmente, el correspondiente examen de tipo forma parte del estado de la técnica.

A continuación, los factores decisivos son el concepto de clasificación de zonas y la estrategia de protección. La inertización reduce la proporción de oxígeno del aire por debajo de la concentración límite e impide la reacción explosiva, normalmente mediante sobrepresión de nitrógeno. Como medidas complementarias, el equipo se diseña para resistir la presión o los choques de presión y se equipa con dispositivos de alivio y aislamiento. Si un mezclador trabaja con sobrepresión o en operación al vacío, también se aplica la legislación sobre equipos a presión: en la UE, la Directiva 2014/68/UE; en Estados Unidos, el ASME Boiler and Pressure Vessel Code; y en Japón, Corea del Sur, India, Australia y otros países, las correspondientes normativas sobre equipos a presión. La protección de superficies también forma parte del concepto de seguridad, ya que la abrasión y la corrosión pueden generar fuentes de ignición.

A continuación encontrará las preguntas más frecuentes sobre protección contra explosiones y seguridad de las instalaciones, los conceptos de máquinas más adecuados —desde el mezclador de polvos, pasando por el mezclador cónico, hasta el mezclador-secador cónico—, así como una explicación detallada de los principales términos técnicos.

FAQ - Seguridad de instalaciones, ATEX y conformidad de equipos a presión

St1 y St2 son clasificaciones importantes, pero no bastan para determinar el grado de resistencia a la presión de explosión adecuado de un mezclador. Son decisivos pmax, KSt, las condiciones de proceso, la geometría del aparato, los conductos conectados y la eficacia de las medidas de protección previstas.

Para elegir el grado de resistencia a la presión de explosión, St1 o St2 no son suficientes. Son decisivos pmax, KSt, las condiciones de operación, la geometría del recipiente, los conductos conectados y la eficacia de la inertización, el alivio de presión, la supresión y el desacoplamiento.

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Las plantas de mezclado y secado para productos químicos finos pueden ejecutarse resistentes a la presión de explosión o resistentes al choque de presión de explosión, y adicionalmente inertizarse. Los equipos resistentes a explosiones deben soportar una explosión interna sin estallar; la norma DIN EN 14460 distingue para ello entre la ejecución resistente a la presión de explosión y la resistente al choque de presión de explosión.

Los sistemas amixon® VMT y AMT son secadores-mezcladores de vacío y reactores mezcladores cerrados para polvos, suspensiones, pastas y productos pastosos. Pueden combinar procesos de mezclado, reacción, cristalización y secado a vacío, y termostatizarse mediante el recipiente y, según la ejecución, también mediante las herramientas de mezclado.

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La manipulación de polvos pulverulentos y potencialmente explosivos, por ejemplo en mezclas NPK, fertilizantes con nitrato de amonio o formulaciones basadas en micronutrientes, exige un concepto de seguridad integrado y de varios niveles.

amixon® diseña la cámara de mezclado para la zona ATEX 20 en todas las series, el requisito más elevado en protección contra explosiones de polvo. Los aparatos son sistemas cerrados y estancos al polvo con puertas OmgaSeal®. A petición se ejecutan resistentes a la presión o resistentes al choque de presión de explosión. La inertización es posible. La conducción a bajas revoluciones desde 0,8 m/s minimiza los riesgos de ignición.

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Ante riesgos de explosión de polvo suele necesitarse un concepto de protección de varios niveles. La inertización debe evitar la formación de una atmósfera explosiva. La evitación de fuentes de ignición reduce la probabilidad de una ignición. Las construcciones resistentes a la presión o al choque de presión, el alivio de presión y la supresión de explosiones limitan las consecuencias si, aun así, se produce una explosión.

amixon® puede ejecutar mezcladores, granuladores, secadores-mezcladores de vacío y reactores mezcladores para aplicaciones con un espacio de producto clasificado como zona 20. El diseño ATEX concreto debe derivarse para cada proyecto a partir de los datos de las sustancias, la conducción del proceso, los aparatos conectados y la evaluación de riesgos de toda la instalación. Para la zona 20 se requiere, en principio, un nivel de protección muy alto, que suele corresponder a la categoría 1D.

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La fabricación y el procesado de fertilizantes y productos fitosanitarios generan con frecuencia polvos inflamables, aerosoles y vapores de disolventes combustibles. Los conceptos de protección contra explosiones se rigen por las directivas ATEX 2014/34/UE y 1999/92/CE, por las normas pertinentes como la EN 1127-1 y por las disposiciones nacionales aplicables.

amixon® diseña la cámara de mezclado para la zona ATEX 20 en todas las series, el requisito más elevado en materia de polvos explosivos. Los aparatos son sistemas cerrados y estancos al polvo con puertas OmgaSeal®, a petición estancos al gas, resistentes a la presión y al vacío hasta 5 mbar absolutos. La inertización es posible y la conducción a bajas revoluciones desde 0,8 m/s minimiza las fuentes de ignición por vía constructiva.

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El estado de la técnica en protección contra explosiones de polvo es una arquitectura de seguridad de varios niveles y específica del producto. Combina, en la medida necesaria, inertización y minimización de polvo, un diseño con pocas fuentes de ignición, puesta a tierra y supervisión, así como alivio de presión, supresión, construcción resistente a explosiones y desacoplamiento.

Una protección contra explosiones de polvo actual combina la evitación de una atmósfera explosiva, la evitación de fuentes de ignición eficaces y, en caso necesario, medidas constructivas para limitar las consecuencias de una explosión. amixon® puede suministrar para ello aparatos para aplicaciones de zona 20, así como sistemas VMT y AMT estancos al gas, al vacío y a la presión para procesos con gas inerte.

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Al mezclar productos químicos reactivos se emplea con frecuencia una atmósfera de gas inerte para impedir la formación de atmósferas inflamables a partir de vapores, gases o polvos combustibles.

amixon® asegura los procesos inertizados de mezclado, secado y síntesis mediante una combinación coordinada de construcción estanca al vacío del aparato, evacuación, adición de gas inerte, vigilancia del oxígeno y evitación de fuentes de ignición referida a la aplicación. Requieren especial cuidado las mezclas híbridas, es decir, la presencia simultánea de polvos combustibles y de gases combustibles o vapores de disolvente; dado que su comportamiento explosivo es especialmente crítico y con frecuencia está documentado de forma insuficiente, pueden ser necesarios ensayos de explosión específicos del producto para determinar pmax, la velocidad de aumento de presión y el valor KSt equivalente. Si las medidas preventivas por sí solas no bastan, los aparatos de amixon® pueden dimensionarse resistentes a la presión o al golpe de presión e integrarse en un concepto de alivio de presión y desacoplamiento. El centro de ensayos de amixon® apoya el estudio de los procesos con productos originales y la comprobación de los límites de operación.

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Para los polvos con riesgo de explosión suelen combinarse conceptos de zona 20, zona 21 y zona 22. El interior de mezcladores, silos, filtros y conductos de transporte cerrados suele ser zona 20 y suele requerir la categoría 1D. La zona 21 y la zona 22 afectan sobre todo a los puntos de liberación y su entorno. La clasificación exacta de zonas siempre está referida a la instalación y a la operación concreta.

amixon® puede ejecutar mezcladores, granuladores, secadores-mezcladores de vacío y reactores mezcladores para aplicaciones con un espacio de producto clasificado como zona 20. El diseño ATEX concreto siempre debe realizarse de forma específica para cada proyecto y producto. Para la zona 20 se requiere, en principio, un nivel de protección muy alto, que suele corresponder a la categoría 1D.

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Un mezclador conforme a ATEX para polvos orgánicos no se define mediante componentes individuales o valores estándar. Surge de la combinación de datos de sustancias representativos, zonas correctamente delimitadas, una evaluación completa de riesgo de ignición y una combinación de medidas de protección preventivas y constructivas adaptada al proceso. La VDI 2263 hoja 10 ofrece para ello indicaciones prácticas específicas para mezcladores y plantas de mezclado.

amixon® puede ejecutar mezcladores, granuladores, secadores-mezcladores de vacío y reactores para aplicaciones con un espacio de producto clasificado como zona 20. No obstante, la configuración ATEX concreta debe derivarse para cada proyecto a partir de los datos de las sustancias, las condiciones de operación y el concepto de zonas de toda la instalación. Para la zona 20 se requiere, en principio, un nivel de protección muy alto, que suele corresponder a la categoría 1D.

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Calentar, enfriar, vacío e inertización pueden combinarse en reactores mezcladores y secadores-mezcladores adecuados. Calentar y enfriar sirven para la conducción controlada de la temperatura; el vacío favorece el secado, la desgasificación y la eliminación de disolventes; la inertización protege los productos sensibles y, con un diseño de seguridad adecuado, puede evitar una atmósfera explosiva.

Las series VMT y AMT pueden combinar calentar, enfriar, vacío e inertización con el mezclado y otros pasos de proceso. Con ello pueden realizarse, por ejemplo, la reacción, la cristalización, el secado por contacto y a vacío, y el posterior acondicionamiento en un mismo aparato cerrado.

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Al manipular polvos con riesgo de explosión son obligatorios una evaluación de riesgos, un documento de protección contra explosiones actualizado, medidas técnicas adecuadas y comprobaciones periódicas. Qué funciones de seguridad deben instalarse se deriva del riesgo concreto, no de una lista de comprobación idéntica para todas las instalaciones.

Al manipular polvos con riesgo de explosión, no se prescriben de forma general las mismas funciones de seguridad para cada mezclador. Es obligatorio un concepto global basado en riesgo, compuesto por evaluación de riesgos, documento de protección contra explosiones, diseño adecuado a la zona, evitación de fuentes de ignición, en su caso inertización y, si es necesario, protección constructiva contra explosiones.

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Antes de iniciar una planta de mezclado ATEX se requieren un documento de protección contra explosiones completo, toda la documentación técnica relevante y una comprobación de la seguridad frente a explosiones antes de la primera puesta en marcha. La comprobación abarca la documentación, la instalación conforme a las normas, la ejecución real de zonas y equipos, la evitación de fuentes de ignición, la puesta a tierra, el control, los sistemas de protección, la inertización y las medidas organizativas.

amixon® puede suministrar aparatos mezcladores aptos para ATEX con documentación específica del proyecto, y apoyar el montaje, la puesta en marcha desde el punto de vista del proceso, así como los ensayos de producto. Sin embargo, la documentación del mezclador individual es solo un elemento: la seguridad frente a explosiones de toda la instalación debe comprobarse antes de la primera puesta en marcha en función del documento de protección contra explosiones.

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Una planta de mezclado de detergentes conforme a ATEX en Alemania requiere una evaluación de riesgos documentada para la receta real. De ella se derivan la clasificación de zonas, la selección de equipos, la evitación de fuentes de ignición y, en caso necesario, medidas constructivas de protección. El interior del mezclador suele ser zona 20; allí se requiere, en principio, un nivel de protección muy alto con categoría 1D.

amixon® puede suministrar plantas de mezclado para polvo de detergente con una ejecución del espacio de producto adecuada para aplicaciones de zona 20. No obstante, la configuración ATEX concreta se determina para cada proyecto en función de la receta, los datos técnicos de seguridad de las sustancias y las condiciones del proceso. La responsabilidad final de la clasificación de zonas, el documento de protección contra explosiones y la operación segura recae en el operador.

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Los detergentes en polvo contienen con frecuencia componentes combustibles y en parte termolábiles, como tensioactivos, zeolitas, percarbonatos y granulados enzimáticos. En combinación con polvo fino y oxígeno del aire pueden formarse durante el proceso de mezclado mezclas polvo-aire explosivas.

amixon® diseña la cámara de mezclado para la zona ATEX 20 en todas las series, el requisito más elevado en materia de polvos explosivos. Los aparatos son sistemas cerrados y estancos al polvo con puertas OmgaSeal®, a petición estancos al gas, resistentes a la presión y al vacío hasta 5 mbar absolutos; la inertización es posible y la conducción a bajas revoluciones desde 0,8 m/s minimiza las fuentes de ignición por vía constructiva.

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Los mezcladores de polvo para detergentes necesitan un concepto de protección contra explosiones adaptado a la receta concreta. El interior del mezclador suele ser zona 20; para ello se requiere, en principio, un equipo de categoría 1D. Sin embargo, el diseño debe incluir toda la instalación —incluidas la dosificación, los filtros, los transportadores, la descarga y la limpieza— y basarse en datos de sustancias comprobados, como KSt, pmax, energía mínima de ignición y temperaturas de ignición.

amixon® puede ejecutar mezcladores, granuladores, secadores-mezcladores de vacío y reactores mezcladores para procesos con un espacio de producto clasificado como zona 20. No obstante, el diseño ATEX definitivo siempre es específico del producto y debe basarse en la evaluación de riesgos, los valores característicos del polvo y la consideración de toda la línea de detergentes. Para la zona 20 se requiere, en principio, un nivel de protección muy alto, que suele corresponder a la categoría 1D.

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Para los procesos de mezclado con polvos con riesgo de explosión son decisivas la clasificación de zonas, la selección adecuada de equipos, el conocimiento de los datos técnicos de seguridad de las sustancias y la evitación sistemática de fuentes de ignición eficaces. El interior del mezclador suele ser zona 20, pero la clasificación real de todas las zonas debe realizarse en función de la situación de liberación concreta. Para la zona 20 suele ser necesaria la categoría 1D; para la zona 21, la categoría 1D o 2D, y para la zona 22, la categoría 1D, 2D o 3D.

amixon® puede ejecutar mezcladores, secadores-mezcladores y reactores para aplicaciones con un espacio de producto clasificado como zona 20. No obstante, el diseño ATEX concreto debe realizarse para cada proyecto en función de los datos de las sustancias, las condiciones del proceso y toda la instalación. Para la zona 20 se requiere, en principio, un nivel de protección muy alto, que suele corresponder a la categoría 1D.

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Los polvos de almidón figuran entre los polvos orgánicos combustibles, clasificados típicamente entre St1 y St2 y con una energía mínima de ignición baja, de modo que incluso concentraciones bajas de polvo pueden provocar explosiones peligrosas.

amixon® aplica exactamente esta construcción de serie: todas las cámaras de mezclado están diseñadas para la zona ATEX 20 y los aparatos se fabrican como sistemas cerrados y estancos al polvo, a petición estancos al gas, resistentes a la presión y al vacío hasta 5 mbar absolutos. Para el almidón y sus derivados amixon® combina esto con reactores termorregulables de hasta 50.000 litros, en los que mezclado, tratamiento térmico y secado a vacío tienen lugar en el mismo aparato.

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