Perigo de explosão de poeiras metálicas – como evitar um acidente de trabalho?

Os metais triturados em partículas com menos de 50-100 µm são capazes de se inflamar e explodir mesmo a temperaturas ambiente inferiores a 20°С. Isto deve-se a reacções exotérmicas durante os processos de oxidação. As partículas finas de metal reagem mais rapidamente com o mesmo oxigénio e libertam uma quantidade significativa de calor, o que pode levar a uma explosão.

Algumas estatísticas

Todos os anos ocorrem explosões de poeiras metálicas. Só na Rússia, pelo menos dois incidentes deste género foram noticiados nos meios de comunicação social nos últimos seis meses.

As explosões de poeiras metálicas são quase sempre acompanhadas de feridos e vítimas mortais. Este facto deve-se à elevada força da onda de explosão e à dispersão das partículas fundidas em chamas.
Exemplos de acidentes devidos a explosões de poeiras metálicas:

• agosto de 2014 — Explosão de pó de alumínio numa fábrica de peças de automóvel em Kunshan, província de Jiangsu, China. Setenta e cinco pessoas morreram, das quais 25 no hospital. De acordo com testemunhas oculares, o pó incandescente ficou agarrado à roupa e à pele, provocando queimaduras graves. 185 pessoas ficaram feridas. Causa: violações da segurança no polimento de discos de alumínio.
• dezembro de 2021 — Uma explosão de pó de alumínio nas instalações aeroespaciais da AIDC no distrito de Situn em Taichung, Taiwan. Uma pessoa morreu e seis outras ficaram feridas com gravidade variável.
• outubro de 2022 — Explosão devido à ignição de pó de alumínio na fábrica de radiadores Forte Prom GmbH em Volgogrado, Rússia. Uma pessoa morreu e três outras sofreram queimaduras de gravidade variável. A causa foi atribuída a uma falha no software da máquina, que levou a um mau funcionamento do equipamento.
• janeiro de 2023 — Fuga de poeiras de alumínio e incêndio na fábrica Moliren LLC em Roshal, região de Moscovo, Rússia. Duas pessoas ficaram feridas. O incêndio afectou 200 metros quadrados.
• março de 2023 — Um incêndio na fábrica do fabricante de discos de alumínio Dicastal North America em Greenville, Michigan, EUA. Um trabalhador ficou ferido - sofreu queimaduras graves. O incêndio deflagrou perto de um alto-forno que funde alumínio e magnésio para rodas.

As investigações de acidentes mostram que as principais causas das explosões de poeiras metálicas são frequentemente:

• incumprimento das regras de segurança no trabalho dos metais;
• qualificação insuficiente do pessoal;
• organização incorrecta do trabalho;
• avarias do equipamento, incluindo as devidas ao incumprimento das regras de manutenção e dos períodos de reparação e substituição.

As poeiras metálicas são explosivas e perigosas para o fogo. Este facto deve ser recordado por todos os proprietários e trabalhadores de empresas onde possam estar presentes: fábricas, instalações de extração e transformação, instalações de reciclagem de sucata e de metais não ferrosos.

Quais são os perigos do pó metálico?

Para compreender os riscos, é necessário conhecer o "Limiar de Ignição / Explosão de Concentração Inferior" (LEC). Este indica qual o teor mínimo de poeiras combustíveis no ar em que ocorre uma explosão ou um incêndio.

O tipo de substância e a dispersão afectam o NEQ. Quanto mais finas forem as partículas, menos poeira é necessária para provocar uma explosão. As partículas finas oxidam mais rapidamente, gerando mais calor e detonação. Vale a pena considerar que alguns tipos de metais não necessitam de oxigénio para a oxidação. Podem inflamar-se em reação com o azoto e o dióxido de carbono.

As NEQs das poeiras orgânicas são geralmente conhecidas e estão disponíveis em livros de referência acessíveis ao público. No caso das poeiras metálicas, existem menos estudos deste tipo e, no caso das poeiras finas, apenas os especialistas "restritos" os conhecem.

Tomemos como exemplo o pó de alumínio. A norma estatal especifica o seu NEQ na norma estatal como 40 g/m3. Tudo o que tiver um limiar inferior a 65 g/m3 é classificado como substância explosiva, enquanto tudo o que tiver menos de 15 g/m3 é classificado como classe de perigo um. O NCPV do pó fino de alumínio com um tamanho de partícula inferior a 63 µm pode ser tão baixo como 15 g/m3. Estes dados de ensaio são apresentados na base de dados GESTIS-DUST-EX.

O pó de alumínio suspenso no ar, ou seja, sob a forma de aerossol, é explosivo. Na forma de aerogel, ou seja, na forma sedimentada, é inflamável. Os aerossóis de alumínio explodem em contacto com uma fonte de ignição. A onda de choque levanta os aerogéis no ar, criando "combustível" para novas explosões. Tudo isto demora alguns segundos, causando efeitos devastadores.

Causas da formação de poeiras metálicas

A fonte de poeira são vários processos de trabalho em metal:

• corte;
• varrer;
• virar;
• trituração;
• perfuração, etc.

Uma vez que as poeiras metálicas são nocivas para a saúde humana, é obrigatório prever a aspiração logo no projeto de uma instalação metalúrgica. As unidades de extração de poeiras estão disponíveis como unidades fixas, móveis e de cartucho.

Os colectores de poeiras compactos podem ser colocados perto de locais de trabalho com tornos, fresadoras, máquinas de moagem abrasivas. A aspiração estacionária para a construção de uma fundição de alumínio é calculada individualmente, tendo em conta o número de fontes de poeiras e os tipos de poeiras.

Se os colectores de pó não forem mantidos a tempo, também se tornam uma fonte de perigo. A concentração de poeiras nos filtros e ciclones dos sistemas de aspiração pode atingir limites explosivos e pode ocorrer uma explosão.

Os acidentes em instalações metalúrgicas não podem ser completamente eliminados, mas podem ser tomadas medidas de prevenção e proteção contra explosões.

Proteção contra explosões na construção e funcionamento de uma fundição de alumínio

As directivas europeias e a legislação dos países da CEI classificam a metalurgia como uma indústria perigosa. Os proprietários de tais instalações devem tomar medidas para prevenir acidentes, localizar e eliminar as suas consequências. Regra geral, estas medidas incluem:

1. As válvulas de segurança contra explosões devem ser instaladas em espaços de processo e condutas de gás onde são possíveis processos não controlados que conduzam a explosões.
2. Deve ser evitada a formação de faíscas nas salas onde é produzido o pó de alumínio. Os pavimentos dessas salas devem ser feitos de materiais que impeçam a formação de faíscas.
3. Todas as ferramentas e recipientes utilizados no manuseamento de pó de alumínio devem ser feitos de materiais que não produzam faíscas.
4. Para evitar a oxidação, a combustão espontânea e a explosão do pó de alumínio, não é permitida a humidade nos locais de produção e armazenamento.
5. O pó deve ser removido diariamente do chão e do equipamento das tremonhas, galerias de transporte e compartimentos de embalagem, e uma vez por semana das paredes, tectos e estruturas metálicas.

As medidas de segurança são adaptadas às condições de funcionamento específicas:

• proteção contra explosões na conceção de uma fundição de alumínio;
• modernização de equipamentos e instalação de dispositivos de proteção contra explosões para uma instalação em funcionamento.

Os peritos determinam os parâmetros de risco de explosão de poeiras metálicas específicas, classificam as zonas explosivas para selecionar a classe de proteção do equipamento relevante. Por vezes, isto requer uma "explosão controlada", que só pode ser realizada num laboratório especial. Pode recorrer a especialistas da ATEX.CENTER para resolver estes problemas.