Introducción
Los riesgos de explosión por polvo metálico combustible son un grave peligro para muchas instalaciones de la industria pesada. En este artículo analizamos las razones de la alta peligrosidad explosiva de las partículas metálicas y las medidas de protección necesarias para evitar tragedias.
¿Qué es el polvo metálico?
El polvo es materia particulada suspendida en el aire, con tamaños que van desde unas pocas fracciones hasta cientos de micras.
El polvo metálico son partículas muy pequeñas de metales, generalmente de entre 1 y 1000 micrómetros. Se generan durante procesos industriales y pueden estar formadas por diferentes metales y sus aleaciones, según el origen.
¿Cómo se forma el polvo metálico?
Las partículas metálicas suelen generarse cuando el metal se mecaniza con herramientas abrasivas.
La formación de partículas metálicas explosivas acompaña a los procesos:
- Mecanizado de metales. El rectificado, torneado, fresado, corte, taladrado — estos procesos producen virutas finas.
- Soldadura y recargue. La evaporación del metal a altas temperaturas conduce a la formación de condensado, que posteriormente forma partículas finas.
- Fundición. Destrucción de moldes, mecanizado de piezas fundidas.
- Granallado abrasivo. Chorro de arena, pulido.
- Metalurgia de polvos. El polvo metálico es material de partida para la fabricación de productos mediante metalurgia de polvos.
- Producción y procesamiento de minerales. Trituración, molienda de mineral.
Los procesos tecnológicos mencionados implican el uso de equipos cuya operación conlleva una alta probabilidad de contener polvo metálico explosivo:
- Equipos de rectificado y pulido de metales
- Equipos de soldadura
- Equipos de corte de metales (incluido el corte por plasma)
- Mezcladores de polvo
- Máquinas de pulverización de metales
- Impresoras 3D
- Sistemas de aspiración y ventilación
- Silos y tolvas
- Trituradoras, molinos, separadores
El polvo metálico en estos equipos se encuentra en acerías, ingeniería mecánica y aeronáutica, minería, manufactura y fundiciones.
¿Por qué puede ser inflamable el polvo metálico?
Condiciones para la ignición del polvo
Se requieren las siguientes condiciones para que las partículas se quemen y exploten:
- Presencia de una fuente de ignición (por ejemplo, una chispa por cortocircuito)
- Presencia de un agente oxidante (oxígeno) en la concentración requerida.
- Polvo en suspensión en un volumen de aire limitado.
Si estas condiciones están presentes, el polvo metálico puede inflamarse y provocar una explosión en el interior de instalaciones o equipos industriales.
Mecanismos de autoignición
Los polvos metálicos pueden autoignitarse porque muchos metales pueden reaccionar activamente en una reacción de oxidación exotérmica con oxígeno, lo que puede liberar grandes cantidades de calor. La autoignición ocurre cuando la reacción de oxidación se acelera hasta tal punto que el calor liberado no tiene tiempo de disiparse y la temperatura alcanza el punto de ignición.
La influencia del tamaño de partícula
La inflamabilidad de los polvos metálicos está directamente relacionada con el tamaño de partícula. Cuanto mayor es la dispersión, menor es el límite inferior de concentración para la propagación de la llama (LEL, g/m³). Los polvos con un LEL inferior a 65 g/m³ se clasifican como sustancias explosivas, mientras que las sustancias con un INRR inferior a 15 g/m³ pertenecen a la primera clase de peligrosidad.
El LEL del polvo de aluminio es de 40 g/m³. Sin embargo, para el polvo de aluminio fino (tamaño de partícula 63 μm), el LEL puede ser tan bajo como 15 g/m³.
Ejemplos de polvos metálicos inflamables
Cada tipo de polvo metálico tiene características individuales cuantitativas de peligrosidad de explosión — índice de peligrosidad de explosión (Kst) y presión máxima de explosión (Pmax). Cuanto mayor es el Kst, más peligroso es el polvo.
Es importante tener en cuenta que Kst y Pmax son parámetros determinados experimentalmente y sus valores pueden variar dependiendo de la composición de partículas, concentración y dispersión. El valor exacto de Kst y Pmax para un objeto en particular puede ser determinado por especialistas de ATEX.CENTER durante pruebas de laboratorio.
Los polvos con Kst > 300 bar⋅m/s suelen clasificarse como “extremadamente explosivos”.
A continuación, ejemplos de diferentes tipos de polvos metálicos con sus características de explosividad.
| Tipo de polvo | Kst, bar⋅m/s | Pmax, bar |
|---|---|---|
| Zinc | 20-50 | 5-8 |
| Hierro | <100 | 5-7 |
| Titanio | 200-500 | 7-12 |
| Magnesio | 400-600 | 7-10 |
| Aluminio | 200-800 | 6-10 |
Según los valores de Kst, podemos concluir que el polvo más explosivo de los listados es el polvo de aluminio. Sin embargo, todos los tipos de polvos metálicos de la tabla presentan una alta presión de explosión y, por tanto, una gran fuerza destructiva.
Peligro de explosión de polvo metálico
La explosión de polvo metálico es un grave peligro por las siguientes consecuencias:
- Daños en los equipos, propagación de la explosión a través de tuberías, equipos y sistemas de ventilación.
- Riesgo para la vida y la salud del personal.
- Pérdidas económicas y paradas de producción.
- Deterioro de la imagen y pérdida de credibilidad.
Una explosión de polvo metálico genera una potente onda de choque y un aumento repentino de presión. Esto provoca deformaciones, roturas y destrucción total de equipos. La onda puede romper o deformar tuberías, lo que puede causar fugas de sustancias peligrosas y agravar la situación. Lo más peligroso es la propagación en cascada de la explosión a través de sistemas de ventilación y extracción de polvo. Las explosiones secundarias provocadas por la suspensión de partículas depositadas son casi siempre más potentes y destructivas que la explosión original.
La onda expansiva, los productos de combustión, los fragmentos de equipos destruidos, el colapso de estructuras — todo ello representa un peligro mortal para las personas cercanas.
Costes para reconstruir o reemplazar equipos.
Pérdidas asociadas a la parada de producción por investigación y resolución del incidente.
Indemnizaciones si hay trabajadores fallecidos o heridos a causa de la explosión.
La información sobre una explosión en la empresa puede dañar seriamente la reputación y causar la pérdida de confianza de clientes, socios e inversores.
Ejemplos de incidentes de explosión de polvo metálico
En los últimos años, se han producido numerosos incidentes relacionados con explosiones de polvo metálico en todo el mundo. A continuación, algunos ejemplos.
| Foto | Detalles |
|---|---|
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Taiwán, 2022. Planta aeroespacial de AIDC La explosión se produjo tras la ignición del polvo de aleación de aluminio acumulado. Siete personas fueron hospitalizadas, una de las cuales falleció posteriormente. Aerospace Industrial Development Corporation (AIDC) es uno de los principales contratistas de defensa de Taiwán y fabrica y mantiene aviones de combate y componentes aeronáuticos. |
 
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China, 2024. Shenrong Metal Technology Limited La tragedia se produjo debido a la explosión de polvo metálico en la nave de producción. Como resultado, murieron 8 personas y otras 8 resultaron heridas. La empresa se dedica a la investigación y desarrollo de productos metálicos para la construcción. |
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EE.UU., 2025. Planta de fabricación de Powder Alloy Corporation El incidente se produjo cuando el polvo de aluminio fue aspirado a un colector de polvo, provocando una explosión y posterior incendio. No hubo heridos y el fuego fue extinguido; el alcance y coste de los daños se desconoce por el momento. La empresa fabrica y suministra polvos metálicos, cerámicos y de carburo a nivel mundial. |
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¿Cómo proteger una planta de explosiones de polvo metálico?
La protección eficaz de una planta frente a los efectos devastadores de explosiones de polvos metálicos requiere un enfoque integral que incluya medidas organizativas, la instalación de sistemas de aspiración y el uso de sistemas de protección contra explosiones.
Medidas organizativas
- Formación.
- Control de cantidad de polvo.
- Normativa.
Charlas regulares sobre los peligros de explosión por polvo, sus fuentes, trabajo seguro y acciones en caso de emergencia.
Limpieza húmeda, aspiradoras a prueba de explosiones, barreras, optimización de procesos y control de concentración de partículas en suspensión.
Desarrollar y seguir instrucciones para la operación y mantenimiento seguros de equipos, limpieza, eliminación y control del polvo metálico inflamable.
Instalación de sistemas de aspiración
El sistema de aspiración captura el polvo en los puntos de generación, lo transporta por conductos al filtro donde se separan las partículas del aire, tras lo cual el aire limpio se elimina y el polvo recolectado permanece en el depósito. Las mesas de las máquinas de trabajo de metales suelen tener canales y aberturas especiales para virutas metálicas pesadas.
Instalación de sistemas de protección contra explosiones
Una medida eficaz para evitar incidentes relacionados con explosiones de polvo en la producción es la implementación de sistemas de protección.
| Paneles de venteo de explosión | |
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VENT PRO S
Durante el proceso normal, Vent PRO S cierra las aberturas especiales en la estructura del equipo a proteger. En caso de accidente, la presión aumenta y el disco de ruptura se abre. Los productos de la explosión — llamas, partículas incandescentes, onda expansiva — se liberan y descargan al exterior. |
| Dispositivos de venteo sin llama | |
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FLEX C
En caso de explosión, la presión aumenta en el equipo y se abre el diafragma de venteo VMP. Las llamas, polvo incandescente y gases se descargan en el dispositivo FLEX. Para metales, solo el arrestallamas tipo C FLEX es adecuado, ya que su forma cilíndrica permite una liberación de sobrepresión de 360° a su alrededor, ofreciendo mínima resistencia al venteo. El Kst máximo del polvo no debe exceder 300 bar•m/s. |
| Válvulas de aislamiento de explosiones | |
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B-FLAP
En funcionamiento normal, la válvula antirretorno está en posición abierta y es soportada por el mecanismo RPD. En caso de explosión, por acción de la onda expansiva, la compuerta se cierra y queda bloqueada. |
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GATEX
En caso de explosión y aumento súbito de presión, los sensores transmiten inmediatamente una señal al centro de control. El controlador activa el actuador neumático de la compuerta, asegurando su cierre rápido (tiempo de respuesta: milisegundos) y el cierre de la sección peligrosa de la tubería. |
| Sistemas de supresión de explosiones HRD | |
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HRD
El sistema HRD detecta una explosión en el equipo en una etapa temprana mediante sensores altamente sensibles y la suprime eficazmente aplicando un agente supresor. |
Conclusión
Minimizar la probabilidad de explosiones de polvos metálicos, incluidas las causadas por autoignición de partículas, es una prioridad para la seguridad de las plantas. Es necesario realizar análisis de laboratorio de muestras de polvo específicas de la planta para caracterizar los riesgos de explosión y desarrollar acciones para garantizar la seguridad de la instalación. Además de las medidas organizativas y los sistemas de aspiración obligatorios, los sistemas de contención de explosiones juegan un papel clave. Estos minimizan los daños, protegen al personal y preservan la integridad de la planta.