EXPLOSIONES PRESENTACION

1. Xavier de Gea
Protección
contra
explosiones
de polvo en
procesos
industriales

2. Xavier de Gea
• Severidad de la explosión de polvo
• Pmax y Kmax
• Técnicas: Pasivas y Activas
• Resistente a la explosión
• Venteo de la explosión
• Distancia de seguridad
• Venteo conducido
• Venteo sin llamas
• Aislamiento de la explosión
• Supresión de explosiones
PROTECCIÓN CONTRA EXPLOSIONES DE POLVO COMBUSTIBLE

3. Xavier de Gea
Xavier de Gea
Licenciado en Ciencias Químicas ( Colegiado nº 5000)
MBA por ESADE
Especialista en Atmosferas explosivas por UPM-LOM
DIRECTOR de ATEXPREVEN SL
www.atexpreven.com
Miembro del comité Europeo CEN/CN 305 WG3
Miembro del comité Nacional AEN/CTN 163
Email: xdegea@atexpreven.com

4. Xavier de Gea
Momentos importantes de mi
Trayectoria Profesional en ATEX
Previamente en Sector químico SIDASA y MERCK
Empiezo 1993: Consultor ADR en Institut CERDÀ
Director de Fike Ibérica del 96 al 2004.
2004 Fundé con LPG Técnicas de extinción.
LPG Prevención y Protección de explosiones S.L.
2012 Tyco compró el grupo LPG y cerró la división ATEX.
El 16 de Abril de 2012 fundo ATEXPREVEN S.L.
El 22 de Mayo 2020 comienza ATEXPREVEN LATAM
Y hoy doy el primer curso avanzado sobre protección
contra explosiones de polvo combustible “a mi manera.”
¿Por qué este curso?

5. Xavier de Gea
Pasos lógicos
•Prevenir la formación de ATEX
•Eliminarla si llega a formarse
•Prevenir la ignición de la ATEX
•Proteger el riesgo residual

6. Xavier de Gea
Conceptos Importantes
• Las sustancias no explotan.
• Explotan los recipientes que contienen sustancias.
• Las sustancias tienen explosividades diferentes
• Kmax
• Pmax
• El tamaño de partícula hace variar la explosividad
• Polvos combustibles
• Deflagraciones que no detonaciones
• Los explosivos detonan NO ES APLICABLE

7. Xavier de Gea
Peligros de una explosión de polvo
• Rotura del recipiente por incremento de presión
• Mayor tamaño más daños
• Mayor resistencia más daños
• Propagación de la deflagración
• Explosiones secundarias
• Mayor energia inicial más daños
• Llamas e incendio posterior

8. Xavier de Gea
¿qué hay que hacer?
• Controlar el incremento de presión
• Pred
• Evitar propagación, aislando
• Evitar los incendios parando proceso y
distancias de seguridad

9. Xavier de Gea
Severidad de la explosión
• Lo primero es saber cual es la severidad de la
explosión de las sustancias implicadas:
• Kmax (Kst) bar m/ s
• Pmax bar
Teniendo en cuenta que las concentraciones de
polvo y de oxígeno condicionan la explosividad.
• Kmax, se da en condiciones máximas,
Polvo de 750 a 1500 g /m3
con
Aire (21 % de O2)
Y MUY BIEN MEZCLADOS

10. Xavier de Gea
TAMAÑO de Partícula
Al disminuir el tamaño de
partícula
aumenta la Kmax

11. Xavier de Gea
Kmax EN 14034-2

12. Xavier de Gea
Pmax EN 14034-1

13. Xavier de Gea
Presión
[
bar
] Pmax
Tiempo t [ s ]
(dp/dt) max * V1/3 = Kmax
Severidad de la Explosión

14. Xavier de Gea
Presión
[
bar
]
Tiempo t [ s ]
Kmax
St- 1 < 200 bar m/s
St- 2 de 200 a 299
St- 3 más de 300
Severidad de la Explosión

15. Xavier de Gea
Sustancia Tamaño [µ] Kmax[Bar m/s] Pmax [Bar]
Madera (lija) 32 142 8,1
Madera (corte) 166 103 7,7
Madera (taladro) 197 65 7,5
Coque petróleo 15 47 7,6
Coque petróleo 90 44 6,8
Azufre 20 151 6,8
Azufre <10 282 5,4
Avena 295 14 6,0
Harina de avena 20 81 6,4
Azúcar 30 138 8,5
Azúcar 12 165 9,0
Fuente: www.mundoatex.com
Explosividad según tamaño de partícula sustancia

16. Xavier de Gea
DISEÑO DE LA PROTECCIÓN
• Lo primero es conocer los parámetros básicos:
• Kmax
• Pmax
• Pred
• Geometría, largo/ Ancho (L/D)
• Volúmenes interconectados
• Diametros y longitud de las conexiones
• …

17. Xavier de Gea
Geometría recipiente
• Valor L/D afecta al área venteo
Pred de 0,5
Kmax de 150 bar m/s
Pmax de 8,0 bar
Volumen m3 L/D Área venteo m2
100
1 1,86
1,5 2,54
2 3,01
3 3,69
4 4,17
5 4,54
Más alargado: mayor L/D más área de venteo

18. Xavier de Gea
Interconexión de recipientes
Hace falta una
distancia
mínima para
aislar
Distancia es igual a tiempo de respuesta

19. Xavier de Gea
• Propagación subsónica de un frente de llama
dónde la de
onda presión va por delante del
de
frente llamas
• Las nubes de polvo deflagran.
• La presión de la onda expansiva puede levantar
capas de polvo y hacer que la propagación alcance
lugares muy lejanos.
DEFLAGRACIÓN

20. Xavier de Gea
•Protección contra explosiones:
Son aquellas medidas técnicas destinadas a
controlar los efectos de una deflagración de tal
manera que sus efectos no dañen a las personas ni
a los equipos
•Explosión de polvo combustible:
Es la rotura de un recipiente por el incremento de
presión causado por la combustión rápida de una
ATEX (Deflagración).

21. Xavier de Gea
PRINCIPIO DE PROTECCIÓN
¿Dónde se iniciará?
ATACAR LA CAUSA
PARAR LA DEFLAGRACIÓN
¿Dónde las consecuencias serán graves?
CONTROL DE DAÑOS
MINIMIZANDO LA DEFLAGRACIÓN
CONTENCIÓN
VENTEO
SUPRESIÓN
AISLAMIENTO
VENTEO
SUPRESIÓN
AISLAMIENTO

22. Xavier de Gea
RESUMEN TÉCNICAS
PROTECCIÓN CONTRA EXPLOSIONES
•Resistente a la explosión
•Venteo de deflagraciones
•Aislamiento de detonaciones (sólo en gases)
•Aislamiento de deflagraciones
•Supresión de explosiones

23. Xavier de Gea
Resistente a la explosión
• Debe resistir la Pmax de la sustancia.
• Es muy importante aislar dicho recipiente

24. Xavier de Gea
Resistente a la explosión
EN 14460:2006

25. Xavier de Gea
Técnica de diseño de recipientes

26. Xavier de Gea
• Soldaduras
• Espesores
• Revisiones periódicas
SI no trabajan a presión no son un recipiente a presión
NO aplican normas de recipientes a Presión
ni la PED Europea ni ASME Americana
RECIPIENTES RESISTENTES A L A PRESIÓN

27. Xavier de Gea
VENTEO DE
EXPLOSIONES

28. Xavier de Gea
VENTEO ¿QUÉ ES?
1. Consiste en aliviar la presión y las llamas
Evitando rotura (EXPLOSION) del recipiente protegido
2. Reconducir las llamas a una zona segura
DISTANCIA DE SEGURIDAD
Evitando daños e incendios

29. Xavier de Gea
Venteo de una explosión

30. Xavier de Gea
VENTEO EXPLOSIÓN POLVO
¿Cómo se calcula?
1. Antiguas normas de cálculo
Europa VDI 3673 , NFPA 68
2. NORMAS ACTUALES
Europa: UNE: EN 14491: 2012
EE.UU.: NFPA 68: 2018

31. Xavier de Gea
EL VENTEO
• Normas de cálculo
• Venteo polvos EN 14491 y
• Venteo gas EN 14497
• EN 14797 dispositivos de venteo.
• EN 14460
Además
• Pr EN 15233 diseño de equipos de
protección

32. Xavier de Gea
aplica la UNE EN 14491: 2012

33. Xavier de Gea
• VENTEO
• Paneles de Venteo contra explosiones
• Puertas de Venteo contra explosiones
• VENTEO SIN LLAMA
• Panel de venteo delante de un apagallamas
• Válvula con apagallamas

34. Xavier de Gea
VENTEO
Fabricados según EN 14797
• Paneles de Venteo contra explosiones
• DE UN SOLO USO
• Puertas de Venteo contra explosiones
• REUTILIZABLES y “RECLOSING”

35. Xavier de Gea
VENTEO
• Consiste en la instalación de dispositivos
de alivio de presión tales como
• Paneles de Venteo contra explosiones
• Puertas de Venteo contra explosiones

36. Xavier de Gea
A TENER EN CUENTA EN VENTEO
Distancia de seguridad

37. Xavier de Gea
Distancia de seguridad
• Reorientación • Pantalla deflectora

38. Xavier de Gea
Venteo interior edificios
• Con conducto al exterior
• SIN LLAMAS
• Conducto

39. Xavier de Gea
VENTEO SIN LLAMA

40. Xavier de Gea
A TENER EN CUENTA CON EL VENTEO SIN LLAMAS
• Límites de Volumen a ventear de 0,5 a 10 m3
• La Pred del recipiente, quizás no la soporte el
dispositivo de venteo sin llamas.
• Muchas veces no es posible por:
• Limitación de volumen máximo
• Limitación de Kmax y de EMI de sustancia
• Actúan por enfriamiento los dispositivos tienen
mucha masa llegan a pesar cientos de Kilos.
• Mantienen una pequeña distancia de seguridad.
• No suelen ponerse para mas de 25 m3.

41. Xavier de Gea
ACCESORIOS
• INDICADOR DE RUPTURA o DETECTOR DE APERTURA
SIEMPRE

42. Xavier de Gea
ACCESORIOS
Cubiertas atmosféricas para finales de conductos modelo RAD
Según EN 14491: 2012 las
cubiertas de final de conducto
deberán ser de una Pstat
inferior a 0,5 kg/cm2 (< 50
mbarg)conductos modelo RAD

43. Xavier de Gea
• Cuidado con los embalajes de transporte:
• Equipos no certificados
• Falta de eficiencia
• Fragmentación
• Desconocimiento de la presión de apertura
• Por ejemplo Láminas de aluminio fragmentan.
• “Cara a la Pared”
MALAS PRAXIS

44. Xavier de Gea
Riesgo de explosión secundaria

45. Xavier de Gea
AISLAMIENTO
¿POR QUÉ?
1. Consiste en parar el frente de combustión
Evitando la propagación y explosiones secundarias.
2. Tipos:
• Químico
Barrera de agente extintor
• Mecánico
Barrera de una válvula de accionamiento rápido
• Diversor de llama
Desaceleación de la combustión

46. Xavier de Gea
P < 0 Barg
AISLAMIENTOS DE EXPLOSIONES
Presión
[
bar
]
Tiempo t [ s ]

47. Xavier de Gea
Presión
[
bar
]
Tiempo t [ s ]
P
AISLAMIENTOS DE EXPLOSIONES

48. Xavier de Gea
P = 0
barg
Presión
[
bar
]
Tiempo t [ s ]
AISLAMIENTOS DE EXPLOSIONES

49. Xavier de Gea
P < 0, 1 barg
Presión
[
bar
]
Tiempo t [ s ]
AISLAMIENTOS DE EXPLOSIONES

50. Xavier de Gea
P = 0, 1 barg
Presión
[
bar
]
Tiempo t [ s ]
Pstat --
-
AISLAMIENTOS DE EXPLOSIONES

51. Xavier de Gea
P = P red barg
Presión
[
bar
]
Tiempo t [ s ]
Pred -------
-
AISLAMIENTOS DE EXPLOSIONES

52. Xavier de Gea
P < P red
Límite de
propagación
Presión
[
bar
]
Tiempo t [ s ]
Pred ---
AISLAMIENTOS DE EXPLOSIONES

53. Xavier de Gea
AISLAMIENTOS DE EXPLOSIONES

54. Xavier de Gea
AISLAMIENTO QUÍMICO

55. Xavier de Gea
Float Valve (Ventex) active or passive flame yes pressure yes

56. Xavier de Gea
AISLAMIENTO DE EXPLOSIONES
Válvula antiretorno

57. Xavier de Gea
ANTIDET VALVE

58. Xavier de Gea
• Desacelera el frente de llama
DIVERSOR de LLAMAS

59. Xavier de Gea
• Kmax
• Diámetro de la tubería, máximo 1400 mm
• Definir de dónde aisla
• Distancia mínima y máxima al volumen aislado
• Mínima tiempo a cerrar
• Máxima no se incremente la deflagración
• Pred máxima y Pred min
• Válvulas resistencia,
• Agente debe resistir la onda
• Pred mínima para válvulas que cierren
• Volumen mínimo del recipiente aislado
A TENER EN CUENTA CON EL AISLAMIENTO

60. Xavier de Gea
• Demasiado cerca del recipiente o del detector
• Aumentos de diámetro
• Equipos no certificados
• Equipos no mantenidos
MALAS PRAXIS

61. Xavier de Gea
SUPRESIÓN DE LA EXPLOSIÓN
¿QUE ES?
1. Consiste en parar y extinguir la
deflagración
Detectar en el estado incipiente la deflagración
2. Suprime la deflagración
Mediante agente extintor por dos mecanismos
posibles:
• NaHCO3 Absorción los radicales libres de la
reacción y apantalla la combustión.
Norma aplicable UNE-EN 14373

62. Xavier de Gea
SUPRESION DE EXPLOSIONES
• TRES COMPONENTES:
• DETECTOR
• CONTROLADOR
• SUPRESOR

63. Xavier de Gea
SUPRESION DE EXPLOSIONES
CONTRO
L
activaci
ón

64. Xavier de Gea
SUPRESIÓN DE EXPLOSIONES

65. Xavier de Gea
Detección
•Tipos
•Presión
• Estática a una presión
determinada
• Dinámica
•Ópticos
• Detección de la radiación

66. Xavier de Gea
• Limitaciones de Kmax
• Es una técnica activa requiere servicio técnico
especializado
• La inversión es elevada
• Distancia máxima de alcance aprox. 6 m
• Requiere de 2 Kg de agente por m3
• Volumen máximo 50 m3 puede ser más pero…
A TENER EN CUENTA CON LA SUPRESIÓN

67. Xavier de Gea
• Contención de la explosión
• Venteo
• Venteo conducido
• Venteo sin llamas
• Aislamiento pasivo
• Aislamiento activo
• Supresión
PASOS PARA SELECCIONAR LA TÉCNICA

68. Xavier de Gea
Pasos voluntarios
• Verificar el cumplimiento de:
las normas y especificaciones del fabricante.
• Dimensionado
• Ubicación
• Enclavamiento
• Declaración de Inspección Inicial
• Documento de una empresa especializada que confirme.
Instalación inicial

69. Xavier de Gea
Se debe verificar con una periodicidad mínima anual que:
• Se siguen cumpliendo el diseño inicial (mismo producto,
condiciones de proceso, distancias de seguridad,…)
• Equipos según manual de mantenimiento
El Manual debe ser en idioma del usuario “es obligatorio”
• Se han reemplazados componentes y cumplen
con especificación inicial
• Declaración de Inspección Anual
• Documento de una empresa especializada que confirme.
Mantenimiento de la Instalación

70. Xavier de Gea
• Un panel de 200 a 1.500 Euros
• Un venteo sin llamas de 1000 a 15 .000 Euros
• Un aislamiento de 1.000 a 15.000 Euros
• Un sistema de supresión de 10.000 a …….Euros
• Pero si están mal diseñados no tienen precio
¿CUANTO VALEN LAS SOLUCIONES?

71. Xavier de Gea
Criterio general
ATEX POLVO
• Cuestión técnica y económica
• SIEMPRE ATEX--------------PROTECCIÓN
• ALGUNA VEZ----------------PREVENCIÓN
• RARAMENTE----------------ORGANIZACIÓN

72. Xavier de Gea
Xavier de Gea
Licenciado en Ciencias Químicas
MBA por ESADE
Master de especialización en ATEX por UPM-LOM
DIRECTOR de ATEXPREVEN SL
www.atexpreven.com
Miembro del comité Europeo CEN/CN 305 WG3
Miembro del comité Nacional AEN/CTN 163
Email: xdegea@atexpreven.com
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