Los ascensores, silos de harina, molinos harineros y panaderías están clasificados como peligrosos debido a la presencia de un entorno explosivo e inflamable. Y el polvo de harina es el culpable. Se genera durante el transporte y el traslado de la harina, formando mezclas con el aire (aerosoles) o acumulaciones en las superficies (aerogeles). Averigüemos por qué explota la harina y cómo proteger la producción de tales accidentes.
Algunas estadísticas sobre incidentes
Cada año se producen entre 400 y 500 accidentes en instalaciones de almacenamiento y transformación de todo el mundo. De estos accidentes, más de la mitad se producen en elevadores de grano y molinos harineros.
He aquí ejemplos de explosiones típicas de harina.
- 17 de julio de 2015 — Explosión en Bosley Mill en Congleton, Cheshire, Reino Unido. Murieron cuatro personas y quedó destruido un edificio de cuatro plantas. Origen del accidente: explosión de harina de madera.
- 5 de noviembre de 2015 — Explosión en una panadería de Brasov, Rumania. Seis personas resultaron heridas, entre ellas un trabajador con múltiples fracturas y quemaduras. Origen del accidente: explosión de polvo de harina en el sistema de ventilación.
- 12 de enero de 2020 — Explosión de una mezcla de polvo y aire en una fábrica de piensos en el pueblo de Belenkoye, distrito de Borisov, región de Belgorod, Rusia. Cinco personas resultaron heridas; se produjo un derrumbe parcial de estructuras y un incendio.
- 14 de septiembre de 2021 — Explosión en una panadería de Savannah, Georgia, Estados Unidos. Dos personas resultaron heridas; los daños ascendieron a 25.000 dólares. Origen del accidente: explosión de polvo de harina en la sala de mezcla de harinas.
Las razones por las que explotan los molinos harineros son en su mayoría las mismas:
- Incumplimiento del régimen de polvo, es decir, eliminación intempestiva del polvo orgánico;
- Violación de las normas de seguridad contra incendios;
- Permitir que trabaje personal sin formación;
- El funcionamiento de equipos obsoletos o el incumplimiento de las normas de explotación;
- Infracción de las normas sobre manipulación de materias primas vegetales;
- Mala organización del trabajo en la obra.
Los propietarios e ingenieros de las instalaciones de procesado de verduras deben recordar: la harina explota y arde. Esto se debe a sus propiedades.
Explosividad de la harina
En las normas de seguridad contra explosiones e incendios existe un término denominado "límite inferior de concentración de ignición (LCLI)". Se mide en gramos por metro cúbico e indica a qué concentración de polvo en el aire es posible que se produzca un incendio. Si es inferior, no se producirá la ignición.
Todos los medios de aire/polvo en los que la NEQ es inferior a 65 g/m3 se clasifican como explosivos. Una ignición en ellos es capaz de provocar una explosión primaria localizada que puede dar lugar a una serie de explosiones secundarias destructivas.
La harina es explosiva precisamente por su NKPV. Equivale a:
- En harina de madera - 11,2 g/m3;
- En polvo de harina (centeno, cebada y otros cereales) - 20-63 g/m3;
- En azúcar de remolacha - 8,9 g/m3;
- En polvo de harina fina - 10,1 g/m3.
Estas cifras indican cuántos gramos de polvo orgánico de un tipo determinado debe contener un metro cúbico de aire para que se produzca una explosión al entrar en contacto con una fuente de ignición (una chispa eléctrica, una superficie caliente o una cerilla encendida).
Como referencia.En la tabla 7.3.4 de la sexta edición del Reglamento de Instalaciones Eléctricas (RIE) se indica la NEQ para una serie de sustancias de uso al aire libre. Los especialistas en protección contra incendios y explosiones utilizan libros de referencia profesionales en línea, compilados de acuerdo con las normas GOST e internacionales.
El polvo de harina en forma de aerosoles siempre es peligroso. Además, cuanto mayor sea el contenido de azúcar, mayor será el riesgo (véanse los ejemplos de NEQ). El polvo fino también es especialmente peligroso porque se asienta más lentamente. Cada partícula reacciona con el oxígeno del aire, que es un agente oxidante y favorece la combustión.
La harina en forma de aerogel, es decir, depositada en la superficie, es menos peligrosa. Pero no hay que dejar que se acumule. En primer lugar, puede inflamarse espontáneamente: la harina de madera arde a 255°C. En segundo lugar, si hay turbulencias de aire, por ejemplo debido a la ventilación, los aerogeles de madera se elevarán en el aire y se convertirán en aerosoles explosivos.
Puedes ver la explosión de harina en vídeo.
Los polvos de harina son explosivos de clase 1 como inflamables con una rápida propagación de la llama de explosión. Una concentración de 10,1 g/m3 y el calor de una cerilla encendida son suficientes para la ignición, y con una concentración de 28 g/m3 la presión de explosión será máxima.
Causas y localización del polvo de harina
El polvo orgánico es un subproducto de muchas industrias. Se produce en las plantas de procesamiento de alimentos:
- En la transformación del grano en harina;
- Transporte de materias primas;
- Carga, mezcla y envasado de harina.
El polvo de harina se acumula en tolvas, silos de harina y elevadores de cangilones. Está presente en las líneas de envasado, en las unidades de molienda de harina y en las cintas transportadoras.
Especialmente peligrosos son los sistemas de aspiración que no se mantienen a tiempo. Los filtros de los colectores de polvo se obstruyen y se producen altas concentraciones de polvo de harina. Cuando se conecta la ventilación, este polvo se eleva en el aire y puede provocar una explosión localizada.
En la clasificación de zonas de riesgo de explosión según la norma internacional IEC 60079-10-1:2020 existe la zona 20. Se trata de un lugar en el que una atmósfera explosiva en forma de nube de polvos combustibles, fibras y partículas volátiles en el aire está presente de forma continua o durante largos períodos, o en el que se forman capas de polvo de espesor arbitrario o excesivo.
La zona 20 incluye:
- Ciclones y filtros;
- Molinos;
- Tolvas de alimentación;
- Búnkeres;
- Equipos para el transporte de productos polvorientos, excepto las partes de cintas transportadoras y transportadores de cadena;
- Mezcladoras, secadoras, cisternas.
Las explosiones de polvo de harina en las plantas de procesamiento de alimentos no pueden descartarse por completo. Pero es posible reducir la probabilidad de que se produzcan y tomar medidas de Localización de las explosiones para proteger a las personas y los equipos.
Prevención y protección contra explosiones en los molinos harineros
En cada zona con riesgo de explosión e incendio deben aplicarse dos tipos de medidas:
- Sobre la prevención de accidentes.
- Sobre Localización y respuesta a accidentes.
Véanse en la tabla ejemplos de medidas de protección contra la explosión de un molino harinero.
Prevención
- No permita que el contenido de polvo en el aire de las zonas de trabajo supere las normas de salud y seguridad. Utilizar sistemas de extracción y recogida de polvo.
- Mantener las unidades de aspiración en buen estado.
- Limpiar sistemáticamente el polvo que se deposita en paredes, suelos y equipos.
- Utilizar materiales que impidan la acumulación de polvo en la habitación.
- Mantener los equipos eléctricos en buen estado para evitar la posibilidad de chispas debidas a averías.
- Formar al personal en prácticas y técnicas de trabajo seguras.
- Utilizar equipos homologados para su uso en atmósferas potencialmente explosivas.
- Organizar y llevar a cabo el control industrial en una instalación peligrosa.
Protección
- Realizar una auditoría de seguridad contra explosiones de la organización del proyecto. Clasificar las zonas peligrosas y desarrollar medidas para protegerlas.
- Para evitar la destrucción del equipo, utilizar dispositivos de venteo de explosiones. Suelen instalarse en molinos y trituradoras donde es posible evacuar la energía de la explosión al aire libre.
- Utilizar alarmas y enclavamientos eléctricos que detengan el funcionamiento de los equipos en caso de situaciones anómalas.
- Utilizar apagallamas y sistemas de Localización de explosiones para proteger a las personas y los equipos en espacios cerrados. Por ejemplo, barreras HRD.
- Utilizar sistemas de extinción de incendios.
- Proporcionar formación periódica al personal para que practique los procedimientos de emergencia y lucha contra incendios.
Las medidas de protección contra explosiones se desarrollan individualmente para cada lugar peligroso. La legislación contiene requisitos generales que deben adaptarse a las condiciones de funcionamiento de una planta concreta.
Estos trabajos los realizan organizaciones de expertos especializados. Por ejemplo, se les puede encargar el cálculo de los paneles de protección contra explosiones de los silos de almacenamiento de harina. Los diseñadores determinan la clase de dispositivos necesarios y los lugares de instalación, teniendo en cuenta las particularidades de cada instalación. Los especialistas de ATEX.CENTER pueden llevar a cabo toda la planificación y las soluciones técnicas llave en mano.