Ponencia jornada atex

CLASIFICACIÓN DE ZONAS.
EJEMPLOS PRÁCTICOS
REGLAMENTO ATEX
Soria, 28 de octubre de 2015
Juan Manuel Cano Galdón
Ing. Químico
Ing. Técnico. Industrial
Técnico superior PRL

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En torno a las 12.15 horas del
mediodía de hoy jueves, se ha
producido una fuerte explosión en
la fábrica de pienso de COPISO.
Movilizados los servicios de urgencias
sanitarias, bomberos y policías, local y
nacional, el balance ha sido de tres
heridos de diferente gravedad.
Según apuntan los indicios, y según
informa el servicio de Emergencias
112 de Castilla y León, la explosión se
ha debido a los trabajos de
soldadura que se estaban
realizando en un silo de la fábrica de
piensos.

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Un trabajador herido en Alcalá de Guadaíra tras explotar una
cisterna de gasolina en un taller. 30 de septiembre
Un muerto y 4 heridos en una explosión en una empresa del
parque tecnológico de Almería. 21 de septiembre.
Un herido por quemaduras en una explosión en un rent a car
de Palma. 8 de septiembre.
Incendio en la fábrica de cervezas Alhambra. 4 de
septiembre.
Un herido grave tras un incendio en la empresa Mercadaiz de
Esquíroz. 2 de Septiembre.
Un muerto y un herido muy grave en un accidente laboral en
Arteixo Química. 27 de agosto.
Explota la cuba de un camión mientras un operario soldaba
en su interior. 26 de agosto.

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Introducción.
Normativa.
Clasificación por presencia de gases.
Ejemplos prácticos.
Clasificación por presencia de polvo.

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Mezcla con el aire, en condiciones atmosféricas,
de sustancias inflamables en forma de:
Gases
Vapores
Nieblas
Polvo, fibras ….
En la que, tras una ignición, la combustión se
propaga a la totalidad de la mezcla no quemada.
( Polvo * )
DEFINICIÓN

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Volumen > 10 litros de atmósfera explosiva como masa
continua en un espacio confinado
Volumen > 10-4 * volumen del espacio
Polvos: basta un depósito de polvo de espesor inferior a 1
mm repartido de manera homogénea por toda la superficie
del suelo
DETERMINACIÓN ATEX

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DEFINICIONES
FUENTE DE IGNICIÓN
DOMINIO DE
EXPLOSIVIDAD COMBURENTE
COMBUSTIBLE
PRODUCTOS EN
SUSPENSIÓN
CONFINAMIENTO
EXPLOSIÓN

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NORMATIVA
R.D. 400/96
APARATOS Y
SISTEMAS DE
PROTECCIÓN
R.D. 1215/97
EQUIPOS DE
TRABAJO
R.D.
614/2001
RIESGO
ELÉCTRICO
R.D.
842/2002
R.E.B.T.
R.D.
681/2003
ATMÓSFERAS
EXPLOSIVAS
• GUIA INSHT
NORMAS
UNE
• OTRAS
NORMAS
NORMATIVA

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NORMATIVA
R.D. 400/96
APARATOS Y
SISTEMAS DE
PROTECCIÓN

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R.D. 400/96
Ámbito de
aplicación
Dispositivos de seguridad, control y reglaje
destinados a utilizarse fuera de atmósferas
potencialmente explosivas, pero que son
necesarios, o que contribuyen al funcionamiento
seguro de los aparatos y sistemas de protección, en
relación con los riesgos de explosión.
Directiva 14/34
Aparatos y sistemas de protección para uso en
atmósferas potencialmente explosivas.

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APARATOS
Máquinas, materiales, dispositivos
fijos o móviles, órganos de control,
instrumentación, sistemas de
detección y prevención que, solos o
combinados, se destinan a la
producción, transporte,
almacenamiento, medición,
regulación, conversión de energía y
transformación de materiales y que,
por la fuentes potenciales de ignición
que los caracterizan, pueden
desencadenar una explosión.
EJEMPLOS
Motor
Caja de aparamenta
Aparato de medida
Ventilador
Bomba
Reductor
Trasportador
Molino

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SISTEMAS DE PROTECCIÓN
Los dispositivos, distintos de los
componentes de los aparatos
definidos anteriormente, cuya
función es la de detener
inmediatamente las explosiones
incipientes y/o limitar la zona
afectada por una explosión, y
que se comercializan por
separado como sistemas con
funciones autónomas.
EJEMPLOS
Venteo
Apagallamas
Válvulas de aislamiento

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DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD,
CONTROL Y REGULACIÓN
Destinados a utilizarse fuera de
la atmosfera potencialmente
explosiva pero que son
necesarios o contribuyen al
funcionamiento seguro de los
aparatos y sistemas de
protección en relación con los
riesgos de explosión
EJEMPLOS
Barreras de seguridad
Relés de protección
Panel de medida

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COMPONENTES
Piezas esenciales para el
funcionamiento seguro de los
aparatos y sistemas de
protección, pero que no
tienen función autónoma.
EJEMPLOS
Prensaestopas
Envolventes vacías
Terminales
Poleas
Sellos de ejes
Empaquetaduras

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CONJUNTO
Combinación de dos o más
aparatos, junto con los
componentes que se
precisen, que se
comercialice o se ponga en
servicio como una unidad
funcional única
RESPONSABLE DEL
CONJUNTO
El montador o
instalador del conjunto
asume las funciones y
responsabilidades como
fabricante

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Uso en trabajos subterráneos en las minas y en las
partes de sus instalaciones de superficie, en las que
puede haber peligro debido al grisú y/o al polvo
combustible.
Uso en otros lugares en los que puede haber peligro
de formación de atmósferas explosivas.
GRUPO I
GRUPO II

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CATEGORÍA 3: NIVEL DE PROTECCIÓN NORMAL
Funcionamiento en condiciones normales
CATEGORÍA 2: NIVEL DE PROTECCIÓN ALTO
Funcionamiento en condiciones normales y
disfunciones frecuentes o material cuyos fallos son
tenidos en cuenta normalmente
CATEGORÍA 1: NIVEL DE PROTECCIÓN MUY ALTO
Dos medios de protección independientes o seguro
incluso cuando ocurren dos fallos independientes el
uno del otro

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MARCADO DE EQUIPOS
I M1
I M2
II 1 D/G Ex (modo) Grupo T

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NORMATIVA
R.D.
842/2002
REBT

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CLASIFICACIÓN DE EMPLAZAMIENTOS
Dos clases según la naturaleza de la sustancia inflamable:
• Clase 1 si el riesgo es debido a gases, vapores o nieblas
• Clase 2 si el riesgo es debido a polvo.
En las clases se establece una subdivisión en zonas según la probabilidad
de presencia de la atmósfera potencialmente explosiva.
La clasificación se llevará a cabo por un TÉCNICO COMPETENTE que
justificarán los criterios y procedimientos aplicados. Esta decisión tendrá
preferencia sobre las interpretaciones literales o ejemplos que figuran en
los textos y figuras de los documentos de referencia que se citan para
establecer esta clasificación.
R.D. 842/2002

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ATEX POR
GASES
R.D. 842/2002

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ATEX POR
POLVO
R.D. 842/2002

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POLVOS
COMBUSTIBLES
Cereales
Almidón
Azúcar
Fertilizantes
Cacao
Leche en
polvo
Harinas y
especias
CarbónMetales
Fibras
sintéticas
Vitaminas
Detergentes
Serrín
Celulosa
Resinas
R.D. 842/2002

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Seleccionar los equipos eléctricos de tal manera que la
categoría esté de acuerdo a las limitaciones de la tabla y que
éstos cumplan con los requisitos que les sea de aplicación,
establecidos en la norma
UNE-EN 60079 -14 .
R.D. 842/2002

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MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN
• Las instalaciones objeto de esta instrucción se
someterán a un mantenimiento que garantice la
conservación de las condiciones de seguridad.
Como criterio al respecto, se seguirá lo establecido
en la norma UNE-EN 60079 -17.
• La reparación de equipos y sistemas de protección
deberán ser llevados a cabo de forma que no
comprometa la seguridad. Como criterio técnico se
seguirá lo establecido en la norma UNE-EN 60079 -
19.
R.D. 842/2002

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NORMATIVA
R.D. 681/2003
Atmósferas
Explosivas
Guía INSHT

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El empresario deberá
tomar medidas de carácter
técnico y/u organizativo en
función del tipo de
actividad, siguiendo un
orden de prioridades y
conforme a los principios
básicos siguientes:
• Impedir la formación de
atmósferas explosivas
• Cuando la naturaleza de la
actividad no lo permita,
evitar la ignición de
atmósferas explosivas
• Atenuar los efectos
perjudiciales de una
explosión de forma que se
garantice la salud y la
seguridad de los
trabajadores.
ARTÍCULO 3
R.D. 681/2003

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El empresario evaluará
los riesgos específicos
derivados de las
atmósferas explosivas,
teniendo en cuenta, al
menos:
Probabilidad de la presencia y
activación de focos de ignición,
incluidas las descargas
electrostáticas.
Probabilidad de formación y
duración de atmósferas
explosivas.
Las instalaciones, las sustancias
empleadas, los procesos
industriales y sus posibles
interacciones.
Las proporciones de los efectos
previsibles.
ARTÍCULO 4
R.D. 681/2003

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El empresario deberá clasificar en zonas, con arreglo al
anexo I, las áreas en las que pueden formarse atmósferas
explosivas.
ARTÍCULO 7
R.D. 681/2003

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ZONA 0 / ZONA 20
Área de trabajo en la que una atmósfera explosiva
está presente de forma permanente, o por un
período de tiempo prolongado, o con frecuencia.
ARTÍCULO 7
R.D. 681/2003

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ZONA 1 / ZONA 21
Área de trabajo en la que es probable la formación
ocasional, en condiciones normales de explotación,
de una atmósfera explosiva.
ARTÍCULO 7
R.D. 681/2003

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ZONA 2 / ZONA 22
Área de trabajo en la que no es probable, en
condiciones normales de explotación, la formación
de una atmósfera explosiva o en la que, en caso de
formarse, dicha atmósfera explosiva sólo permanece
durante un breve período de tiempo.
ARTÍCULO 7
R.D. 681/2003

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En cumplimiento de las
obligaciones establecidas
en el artículo 4, el
empresario se encargará
de que se elabore y
mantenga actualizado un
documento, denominado
en adelante documento
de protección contra
explosiones. Dicho
documento deberá
reflejar, en concreto:
• Las áreas que han sido clasificadas en
zonas
• Que se han determinado y evaluado los
riesgos de explosión.
• Que se tomarán las medidas para lograr
los objetivos de este RD
• Que el lugar y los equipos de trabajo,
incluidos los sistemas de alerta, están
diseñados y se utilizan y mantienen
teniendo en cuenta la seguridad.
• Que se han adoptado las medidas
necesarias, de conformidad con el RD
1215/1997, para que los equipos de
trabajo se utilicen en condiciones
seguras.
ARTÍCULO 8
R.D. 681/2003

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• Los lugares de trabajo
que contengan áreas
en las que puedan
formarse atmósferas
explosivas y que ya se
hayan utilizado antes
del 30 de junio de
2003 deberán cumplir
las disposiciones
mínimas contenidas
en este real decreto a
más tardar tres años
después de dicha
fecha.
• El plazo de tres años a que se
refiere el apartado anterior no
será de aplicación a las
modificaciones, ampliaciones
y remodelaciones de los
lugares de trabajo que
contengan áreas en las que
puedan formarse atmósferas
explosivas, efectuadas
después del 30 de junio de
2003, que deberán cumplir las
disposiciones de este real
decreto desde la fecha de su
entrada en vigor.
R.D. 681/2003

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NORMATIVA
Normas
UNE
Otras
Normas

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INSTALACIONES Y TRABAJO EN ZONA ATEX
• UNE-EN 1127-1:2007: Atmósferas explosivas .
Prevención y protección contra explosiones . Parte 1:
Conceptos básicos y metodología
• UNE-EN 1127-2: 2003: Atmósferas explosivas.
Prevención y protección contra la explosión . Parte 2:
Conceptos básicos y metodología para minería
NORMAS UNE

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SELECCION DEL MATERIAL ELECTRICO
• Reglas generales, UNE-EN 60079-0:2011
• «o» para inmersión en aceite según UNE-EN 60079-6-2008;
• «p» para sobrepresión interna según UNE-EN 60079-2-2008;
• «q» para relleno pulverulento según UNE-EN 60079-5-2008;
• «d» para envolvente antideflagrante según UNE-EN 60079-1-
2008;
• «e» para seguridad aumentada según UNE-EN-60079-7-2007
NORMAS UNE

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• «i» para seguridad intrínseca según UNE-EN 60079-11-2013
• «m» para encapsulado según UNE-EN 60079-18-2010
• ---------------------------------------------------------------------------
• «n» para zona 2/22 según UNE-EN 60079-15-2006
• ---------------------------------------------------------------------------
• «t» protección por envolvente según UNE-EN 60079-31-2010;
• «pD» para sobrepresión interna según UNE-EN 61241-4-2007;
• «m» para encapsulado según UNE-EN 60079-18-2010;
• «i» para seguridad intrínseca según UNE-EN 60079-11-2013
NORMAS UNE

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SELECCION DEL MATERIAL NO ELECTRICO
• UNE-EN 13463-1:2011: Material no eléctrico para
atmósferas potencialmente explosivas . Parte 1:
Método básico y requisitos
• UNE-EN 13463-2:2005: Protección por envolvente de
flujo restringido «fr»
• UNE-EN 13463-3:2005: Protección por envolvente
antideflagrante «d»
• UNE-EN 13463-5:2004: Protección por seguridad
constructiva «c»
• UNE-EN 13463-6:2005 Protección por control de fuentes
de ignición « b»
• UNE-EN 13463-8:2004: Protección por inmersión en
líquido «k»
NORMAS UNE

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SELECCIÓN DE MAQUINAS A UTILIZAR EN ZONAS
CLASIFICADAS
OTRAS INDICACIONES
•Directrices ATEX, de la Comisión Europea
•Guía de aplicación del INSHT
•Guía de Buenas Prácticas
•Norma CEI 31-35 (Italia)
•Norma CEI 31-56 (Italia)
NORMAS UNE

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Introducción.
Normativa.
Clasificación por presencia
de gases.

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ZONA 0: Área con atmósfera explosiva presente
de forma permanente
ZONA 1: Área en la que es probable en
condiciones normales la formación ocasional de
una atmosfera explosiva
ZONA 2: Área en la que no es probable en
condiciones normales la formación de una
atmosfera explosiva
DEFINICIÓN DE ZONAS

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GASES Y VAPORES
ZONA 0:
• En el interior de depósitos, canalizaciones y
recipientes, etc.
ZONA 1:
• Proximidad inmediata de la zona 0;
• La proximidad inmediata de aberturas de llenado y de vaciado;
• La proximidad inmediata de puntos de toma de muestras;
• La proximidad inmediata de aparatos, sistemas de protección y componentes
frágiles de cristal, cerámica y materiales análogos;
ZONA 2:
• Emplazamientos alrededor de las zonas 0 o 1
• Equipos donde se pueda producir una fuga, debido a una avería.

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• METODOLOGIA CUALITATIVA
• METODOLOGIA CUANTITATIVA
• METODOLOGIA CFD
• GUIA INSHT
GASES Y
VAPORES
METODOLOGÍAS DE CLASIFICACIÓN

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• Realizar mediciones de concentración.
• Según UNE-EN 689 se aconseja la realización de 30
mediciones con equipos de lectura directa.
• Para la zona 2 habría que provocar la fuga.
• Para las zonas 0 y 1 igualmente recomienda las
mediciones a partir del punto de escape o emisión
GUIA INSHT

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INCONVENIENTES
• Para exteriores es complejo, ya que las condiciones
meteorológicas varían continuamente lo que daría
lugar a un elevadísimo número de mediciones
• El hecho de recrear fugas puede traer consigo en
determinados procesos riesgos muy importantes y no
controlables
• Aparato adecuados a cada gas.
GUIA INSHT

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NORMA ORGANISMO PAIS
IP Institute of Petroleum UK
ICI/RoSPA ICI Electrical Installations Code UK
HSE Health and Safety Executive UK
API American Petroleum Institute US
NPFA National Fire Protection Association US
R Directorate General of Labour NL
BG RCI Berufsgenossenschaft der chemischen Industrie D
CCP Comité Professionnel Du Pétrole FR
CEI Comitato Elettrotecnico Italiano IT
TN B302 Det Norske Veritas N
SS 421 08 20 Svensk Standard SWE
MODU International Maritime Organisation UK
AS 2430 Australian Standards Association AUS
METODOLOGIA CUALITATIVA

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METODOLOGIA CUALITATIVA

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• Se denomina Dinámica de Fluidos por Computador.
• Se fundamenta en la resolución numérica de las ecuaciones
fundamentales de dinámica de fluidos.
• Permite simular de forma detallada cualquier sistema o equipo en el que
intervengan fluidos.
• En función del número de Reynolds utilizaremos diferentes técnicas
• DNS (Direct Numerical Simulation)
• LES (Large Eddy Simulation)
• RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes)
• DES (Detached Eddy Simulatión)
METODOLOGIA CFD

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• Consiste en calcular mediante fórmulas el grado de escape,
disponibilidad y grado de ventilación etc.
• Hay que conocer las características de las sustancias que intervienen en
el proceso determinar las fuentes de escape previamente.
• Los cálculos y la extensión de zonas se hacen a partir de valores
propuestos por la norma EN 60079-10-1, UNE 202007 IN y otras
normas internacionales de reconocido prestigio.
• En ocasiones las estimaciones realizadas sobre la ventilación
(Disponibilidad) pueden ser incorrectas.
METODOLOGIA CUANTITATIVA

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IDENTIFICACION DE SUSTANCIAS

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Válvulas manuales o automáticas
Bridas de Unión
Válvulas de seguridad
Bombas y compresores
Charcos de líquidos inflamables
FUENTES DE ESCAPE

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Condiciones
de Ventilación
aguas abajo >=
aguas arriba
Hilo Tenso
REGLA HILO TENSO

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Ventilación
Grado de escape Grado
Alto Medio Bajo
Disponibilidad
Muy buena Buena Mediocre Muy
buena
Buena Mediocre Muy buena, Buena, Mediocre
Contínuo (zona 0 ED)
No peligrosa1)
(zona 0
ED)
Zona 21)
(zona 0
ED)
Zona 11)
Zona 0 Zona 0 +
zona 2
Zona 0 +
zona 1
Zona 0
Primario (zona 1 ED)
No peligrosa1)
(zona 1
ED)
Zona 21)
(zona 1
ED)
Zona 21)
Zona 1 Zona 1 +
zona 2
Zona 1 +
zona 2
Zona 1 ó
Zona 03)
Secundario2) (zona 2 ED)
No peligrosa1)
(zona 2
ED)
No
peligrosa1)
Zona 2 Zona 2 Zona 2 Zona 2 Zona 1 e igual
Zona 03)
1) Zona 0ED, 1ED ó 2ED indica una zona teórica despreciable en condiciones normales
2) La zona 2 creada por un escape de grado secundario puede ser excedida por las zonas correspondientes a los escapes de grado continuo o primario; en este
caso debe tomarse la extensión mayor
3) Será zona 0 si la ventilación es tan débil y el escape es tal que prácticamente la atmósfera explosiva esté presente de manera permanente, es decir, es una
situación próxima a la de ausencia de ventilación
NOTA “+” significa “rodeada por”
Clasificación de la zona (Norma EN-60079-10)
CLASIFICACION DE ZONAS

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• Durante largos períodosCONTINUO:
• Periódica u ocasionalmente en
funcionamiento normalPRIMARIO:
• No previsible en funcionamiento
normal; si se produce, infrecuente
y períodos cortos
SECUNDARIO:
GRADO DE ESCAPE

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Un año tiene 8760 Horas
Escape Probabilidad de Atmósfera
Explosiva en 365 días
Duración global de la Atmósfera
Explosiva en 365 días
Continuo P > 10-1 Más de 1000 horas
Primario 10-1 > P > 10-3 Más de 10 hasta 1000 horas
Secundario 10-3 > P > 10-5 Más de 0,1 hasta 10 horas
GRADO DE ESCAPE

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Continuo Zona 0
Primario Zona 1
Secundario Zona 2
LA VENTILACIÓN PUEDE MODIFICAR LA CLASIFICACIÓN.
GRADO DE ESCAPE

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Muy Buena:
• Casi permanente
Buena:
• En funcionamiento normal (pueden darse interrupciones: pocas y de
corta duración)
Mediocre:
• No se esperan interrupciones prolongadas
Por debajo de mediocre debemos considerar que NO HAY
VENTILACIÓN
DISPONIBILIDAD DE VENTILACION

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• En el periodo 1983-1992 se identificaron mas de un 29 % de
situaciones de velocidad nula del viento, un 15 % de velocidades
superiores a 0,5 m/seg. y más de un 55 % de velocidades de viento
superiores a 3 m/seg. (Datos referidos a Córdoba).
• Esto afectaría igualmente a la extensión de la zona clasificada.
DISPONIBILIDAD DE VENTILACION

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293
min
ag
a
T
LIEK
Q
Q ⋅
⋅
=Qamin
K = 0,25 Continuo y Primario
0,50 Secundario
CAUDAL MÍNIMO VENTILACIÓN
GRADO DE VENTILACION

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PARA EXTERIORES SE APLICA LA FORMULA SIGUIENTE
FEDa
w
C
+⋅
=
2
0
NUMERO DE RENOVACIONES
V
Q
C =
GRADO DE VENTILACIÓN

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DETERMINACION
VOLUMEN ATEX
DETERMINACION
VOLUMEN ATEX C
Qf
V aV
z
min⋅
=
VOLUMEN ATEX

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• Sin obstáculosFACTOR 1
• Algún impedimentoFACTOR 2
• Número medio de impedimentosFACTOR 3
• Número elevado de impedimentosFACTOR 4
• Número muy elevado de impedimentosFACTOR 5
EFICACIA VENTILACIÓN

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O
V
P
x
KLIE
C
f
T
⋅−
= ln
TIEMPO DE PERMANENCIA

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Para Escapes Primarios y Secundarios
Donde:
Ca : Número de renovaciones en todo el espacio considerado
te : Tiempo de emisión
( ) 1001% ⋅−⋅
⋅
= ⋅− teC
gasa
g
m
a
e
Q
Q
x
ρ
Para Escapes Continuos
CONCENTRACION MEDIA

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El grado de ventilación nos indica hasta qué punto la
cantidad de aire aportado y la fiabilidad de contar con el
mismo son capaces de contrarrestar o reducir el efecto del
escape

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GRADO BAJO GRADO MEDIO GRADO ALTO
GRADO DE VENTILACION

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LAS FORMULAS VARÍAN EN FUNCIÓN DE CÓMO SE
PRODUCE EL ESCAPE
DISTANCIA PELIGROSA

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Densidad
vapor
Fuente de
Escape
Forma
Geométrica
< 0,8 Orificio Cono
0,8 - 1,1 Orificio Esfera
> 1,1 Orificio Cono
< 0,8 Charco Cilindro
0,8 - 1,1 Charco Semiesfera
> 1,1 Charco Cilindro
< 0,8 Depósito Cilindro ó
Paralepípedo
0,8 – 1,1 Depósito Cilindro ó
Paralepípedo
> 1,1 Depósito Cilindro ó
Paralepípedo
< 0,8 Orificio en altura Cono
0,8 - 1,1 Orificio en altura Esfera
> 1,1 Orificio en altura Paralepípedo +
Semicírculo
PROCEDIMIENTO A SEGUIR

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DISPERSIÓN DE GASES EN EL AIRE

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3
4
3
π⋅
⋅
=
V
a
zz dda ⇒≤Si
FORMA GEOMÉTRICA

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3
2
3
π⋅
⋅
=
V
a
zz dda ⇒≤Si
FORMA GEOMÉTRICA

© FREMAP
π⋅
⋅
=
zd
V
r
3
zda =
FORMA GEOMÉTRICA

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π×+
= 2
)( zcharco dr
V
h
Si el vapor es más denso que el aire
Si el vapor es menos denso que el aire
charco
z
r
d
V
a −
⋅
=
π zdh =
zda =
FORMA GEOMÉTRICA

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2
)( zcharco dl
V
h
+
=
Si el vapor es más denso que el aire
Si el vapor es menos denso que el aire
charco
z
l
d
V
a −= zdh =
zda =
FORMA GEOMÉTRICA

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Introducción.
Normativa.
Ejemplos prácticos

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• Escape de gas desde una fuente de emisión localizada en una válvula de 200 mm. de diámetro en una
instalación de gas natural en un recinto cerrado. El caudal de ventilación en dicho recinto es de 1,38 m3 /
s. La superficie del recinto es de 100 m2 y la altura de 5 m.
• La presión relativa es de 1,5 bar. La tubería se encuentra en altura a 3 mts. sobre el nivel del suelo. El
escape tarda en ser detectado 15 minutos
• Los datos del producto son
• Densidad relativa 0,595
• Masa Molecular 16,34 kg/kmol
• LIE 3,93 %
• Temperatura ambiente 35 ºC
• Relación de calores específicos ɣ 1,31
• Presión atmosférica 1013 mbar
• Velocidad del viento 0,5 m/seg
• Eficacia de la ventilación 1
EJEMPLO Nº 1

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• Derrame de gasolina a través de un orificio situado en la válvula de descarga de un depósito. La válvula
tiene un diámetro de 200 mm.. La altura del líquido es de 3,25 m. . El punto de fuga se localiza a 1 mt de
altura sobre el nivel del suelo. El ambiente es abierto a una temperatura de 38º C. El tiempo transcurrido
hasta detectar la fuga e intervenir es de 15 minutos. El pavimento de la zona es hormigón no poroso.
• Los datos del producto son:
• Presión atmosférica 1013 mbar.
• Velocidad del viento 0,5 m/seg.
• Eficacia de la ventilación 2
• LIE 1,3 %
• Densidad del gas 3,5
• Temperatura de Ebullición 43 ºC
EJEMPLO Nº 2

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Introducción.
Normativa.
Clasificación por presencia
de polvo

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DEPÓSITO
DE POLVO EXPLOSIÓN
PRIMARIA ONDAS DE PRESIÓN
EXPLOSIÓN
SECUNDARIA
LLAMAS
DISPERSIÓN
DEPÓSITOS
DE POLVO
EXPLOSIONES DE POLVO

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ZONA 20:
• Área con atmósfera explosiva presente de forma
permanente, o por un periodo de tiempo prolongado o con
frecuencia.
ZONA 21:
• Área en la que es probable en condiciones normales la
formación ocasional de una atmósfera explosiva
ZONA 22:
• Área en la que no es probable en condiciones normales la
formación de una atmósfera explosiva

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METODOLOGIA
• Determinación de las características del polvo
combustible
• Identificación de las fuentes de escape
• Determinación del grado de escape
• Identificación de la posibilidad de formación de
capas de polvo
• Determinación de la extensión de las zonas

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PROPIEDADES DE LA SUSTANCIA

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FUENTES DE ESCAPE
Punto por donde
el polvo puede
escapar o donde
pueda levantarse

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La concentración de polvo en el ambiente que genera una capa de polvo
viene dada por la fórmula
CAPA DE POLVO
C concentración (kg/m3 )
ρapp densidad aparente (kg/m3 )
s espesor capa (m)
H altura (m)
C = ρapp
. s/ H

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Concentración mínima explosiva = 125 g/m3
Densidad aparente = 200 kg/m3
Espesor capa de polvo = 5 mm
CAPA DE POLVO
0,125 = 200 · 0,005/ H
H = 8 m.
CARPINTERÍA DE MADERA.

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h Bueno: No se forman capas; no se clasifica la zona
Grado de escape Dispersión probable
en funcionamiento normal
Dispersión improbable
Primario 21 22
Secundario 22 No necesario clasificar
h Malo: Capas persistentes (> 1 turno de trabajo)
Grado de escape Dispersión probable
Dispersión improbable
Primario o secundario 21 22
h Regular: Capas de corta duración (< 1 turno de trabajo)
GRADO DE LIMPIEZA

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Metodología cualitativa ( UNE 60079-10.2)
Metodología cuantitativa (CEI 31-56)
CALCULO EXTENSIÓN

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Determinación del tipo y extensión la zona
Zona 20:
Interior de conductos y equipos de producción con mezcla explosiva
durante largos periodos de tiempo.
Zona 21:
1 m. alrededor de la fuente de escape.
Zona 22:
3 m. más allá de la zona 21 si se logra confinar el escape de polvo.
METODOLOGÍA CUALITATIVA

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La zona se extiende en todas direcciones desde el borde la fuente de escape
hasta el punto donde el riesgo asociado a la zona es inexistente.

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1. Zona 21 (1 m de radio)
2. Zona 20
3. Zona 22
4. Tolva de descarga de sacos
5. Al proceso
Estación de vaciado de sacos dentro un edificio y sin extracción

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Ciclón y filtro con salida limpia al exterior del edificio
1. Zona 22
2. Zona 20
3. Suelo.
4. Ciclón
5. Hacia el silo de producto
6. Entrada
7. Filtro
8. Hacia la recuperación de partículas.
9. Ventilador extractor.
10. Hacia la salida
11. Zona 21.

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• Está basada en la norma 31-56 del Comité Eléctrico Italiano.
• Permite conocer hasta dónde se dispersa el polvo generado en la
emisión.
• Hay que conocer algunos valores de la emisión como por ejemplo
tamaño medio de partículas, densidad etc.
METODOLOGÍA CUANTITATIVA

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Determinación de la extensión zona
Zona 20:
Interior de conductos y equipos de producción con mezcla
explosiva durante largos periodos de tiempo.
Zona 21:
Desde la fuente de escape hasta la cuota “a”
Zona 22:
Desde la zona 21 hasta donde se aprecie visualmente la
presencia de polvo.

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COTA “a”= dz +20% dz
dz (distancia peligrosa)= (do + dh) . (Kd
. Ku
. Kta
. Kw)
• do Distancia de referencia (densidad y velocidad del aire). Si el
escape es a Patm (d0 = 1)
• dh Distancia en función de la altura de la emisión
• Kd Coeficiente dependiente de CME, Tasa de escape etc.
• Ku Coeficiente dependiente de la humedad
• Kta Coeficiente dependiente del tipo de ambiente (abierto o cerrado)
• Kw Coeficiente dependiente de la velocidad del aire

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μ Coeficiente de viscosidad dinámica del aire 1,8 x 10 -5
ρ Densidad absoluta
dm Tamaño medio de partícula
Coeficiente kd
Pos. Condición kd (m)
1 0,5
2 1,0
10
2
10 2
0
3
>
⋅
⋅⋅⋅ −
d
t
Q
duCME
10
2
10 2
0
3
≤
⋅
⋅⋅⋅ −
d
t
Q
duCME
Qd Tasa de emisión

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Coeficiente ku
Pos. Contenido de humedad
del polvo (%)
Campo de
variación del
coeficiente
ku Notas
1 de 40% a 50% de 0,3 a 0,5 0,3
2 de 12% a 40% de 0,5 a 1,0 0,8
3 inferior al 12% de 1,0 a 1,2 1,0

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Coeficiente kta
Pos. Tipo de ambiente
Campo de
variación del
coeficiente
kta Notas
1 Abierto de 0,5 a 0,7 0,5
2
Abierto con
obstáculos
de 0,7 a 1,0 0,8
3 Cerrado de 1,0 a 1,2 1,0

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GRADO DE ASPIRACIÓN
• ALTO:
No se alcanza la concentración explosiva en la fuente de emisión. No se
generan capas de polvo.
• MEDIO:
Se alcanza la concentración explosiva en la fuente de emisión. No se
generan capas de polvo.
• BAJO:
Se alcanza la concentración explosiva en la fuente de emisión. Se
generan capas de polvo

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Aspiración
Grado de escape Grado de la aspiración de polvo
Alto Medio Bajo (2)
Disponibilidad de la aspiración de polvo
Muy buena Buena Mediocre Muy buena Buena Mediocre Muy buena, Buena, Mediocre
Contínuo (zona 20 ED)
No peligrosa1)
(zona 20 ED)
Zona 221)
(3)
(zona 20 ED)
Zona 211)
(4)
Zona 20 Zona 20 +
zona 22
(3)
Zona 20 +
zona 21
(4)
No considerada
Primario (zona 21 ED)
No peligrosa1)
(zona 21 ED)
Zona 221)
(3)
(zona 21 ED)
Zona 221)
(4)
Zona 21 Zona 21 +
zona 22
(3)
Zona 21 +
zona 22
(4)
No considerada
Secundario2) (zona 22 ED)
No peligrosa1)
(zona 22 ED)
No peligrosa1)
(3)
Zona 22
(4)
Zona 22 Zona 22
(3)
Zona 22
(4) No considerada
1) Zona 20ED, 21ED ó 22ED indica una zona teórica despreciable en condiciones normales
2) El Grado Bajo no debe ser considerado en cuanto, en estas condiciones, la zona peligrosa debe ser definida considerando la ausencia del sistema de captación y aspiración de polvo
3) Está prevista la formación de capas de polvo de espesor generalmente inferior a 5 mm.
4) Está prevista la formación de capas de polvo de espesor generalmente superior a 5 mm, evaluar caso por caso
NOTA “+” significa “rodeada por”. El segundo tipo de zona debe ser definido considerando la ventilación residual, es decir considerando la ausencia de captación y aspiración de polvo
Determinación del tipo de zona

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• Taller de carpintería equipado con varias máquinas que disponen de
aspiración localizada.
• El polvo procedente de la aspiración, se recoge a través de un sistema de
captación que incluye un ciclón y un depósito (silo) para el
almacenamiento de los subproductos originados.
• El silo se descarga periódicamente (una vez a la semana) en camiones
para su transporte.
• No hay definido un sistema concreto de limpieza, tanto para las
máquinas como para el resto del taller.
• Se disponen de zonas de almacenamiento tanto de materia prima como
de productos terminados y bancos fijos de trabajo. Existe igualmente un
área de almacenamiento de sacos de serrín en sacos de propileno, que
periódicamente son retirados.
CLASIFICACION TALLER DE CARPINTERIA

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• El mismo caso del ejemplo anterior, solo que ahora la nave dispone de
dos puertas de 4 mts de ancho por 5 de altura.
• Las puertas no están enfrentadas entre si aunque se encuentran situadas
en la pared de los vientos dominantes en la zona.
• La nave tiene unas dimensiones de 24 x 16 x 8 mts.

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• CAUDAL EFECTIVO DE VENTILACIÓN (SEGÚN NTP 370)
Q = Cv x A x v
– Cv Coeficiente de Abertura 0,5 a 0,6 viento perpendicular
0,25 a 0,35 viento inclinado
– A Sección en m 2
– v velocidad del viento
Q = 0,25 x 20 x 3 = 15 m3 /seg

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• CALCULO DEL NUMERO DE RENOVACIONES
– NUMERO DE RENOVACIONES
– C= QVO / VO
– C = 15/ 3072 = 0,0049 Renov./seg.
– O lo que es lo mismo 17,6 Renov./hora

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• Instalación formada por una nave (silo horizontal) donde se descarga el
grano, un molino donde éste se transforma en harina y se ensaca, y un
silo vertical donde la harina que no se envasa se almacena y se carga en
camiones.
• El grano pasa del silo horizontal al molino gracias a unas tolvas movidas
por una cinta transportadora.
• Desde el molino, a través de un elevador de cangilones y un sistema de
cintas, la harina pasa al silo vertical, desde donde se lleva, también con
cintas, al lugar de carga de los vehículos.
• Tanto el silo horizontal como el molino disponen de filtros de mangas
para limpiar el aire que sale al exterior.
MOLIENDA DE TRIGO Y ENVASADO DE HARINA

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• La instalación destinada a la fabricación de pan a partir de las harinas consiste básicamente
en dos emplazamientos:
• Una zona de almacenamiento de harinas, consistente en 4 silos cilíndricos metálicos de 100
t, desde donde la harina se transporta neumáticamente hasta la zona de dosificación y
amasado, donde hay 3 cubas de amasado o mezcladoras, en las que se añaden los
diferentes ingredientes, incluyendo el agua; la masa ya formada se lleva hasta las máquinas
de conformado de las barras, que son de diseño abierto. Una vez formadas las barras, se
llevan hasta los 3 hornos de cocción.
• Dosificación y amasado
• La harina llega mediante transporte neumático hasta las cubas de amasado, donde
posteriormente se añaden las restantes materias primas y aditivos, así como el agua. A
partir de ese momento la masa formada ya no es pulverulenta y no debería generan polvo,
pero algunos sistemas de conformado de masa emplean cantidades adicionales de harina
para la manipulación y el conformado de las barras. En este caso, vuelve a aparecer el
polvo y si las máquinas son de tipo abierto, la extensión de las zonas puede ser importante.
PANIFICADORA

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FABRICACIÓN DE PIENSOS
• Las materias primas en grano se descargan desde camiones a una tolva primaria, de donde
se extraen mediante un transportador de cadenas hasta un elevador de cangilones. El
elevador lleva el grano hasta la cota superior de un silo, en el que descarga mediante cinta
transportadora. En una planta inferior hay un emplazamiento donde el grano se muele en
un molino, que descarga sobre una ensacadora donde sale el grano molido en sacos, que se
empaquetan en cajas.
• El transportador de cadenas genera menos polvo que el elevador de cangilones y está
cerrado, con registros en sus extremos. La cinta transportadora de descarga al silo está
abierta, generando polvo en suspensión en sus puntos de carga y descarga.
• El grano genera polvo durante su procesado y en la instalación no hay aspiración, por lo
que se observan capas de polvo en distintos emplazamientos. Los equipos (transportador,
elevador, silo, molino) tienen compuertas de inspección, venteos y bocas de hombre que se
abren sólo en rara ocasión y durante períodos de corta duración, a excepción del pié del
elevador, que se abre ocasionalmente durante el funcionamiento normal debido a atascos
de material.

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• Un producto de granulometría fina y elevada sensibilidad a la ignición y características de explosividad
elevadas se seca en un secador rotativo. El proceso se realiza mediante transporte neumático. El polvo
ya seco, se decanta en un ciclón, llevándose la salida de aire a un filtro de mangas, con descarga del aire
limpio al exterior. La salida de producto del ciclón se descarga mediante válvula rotativa a una
tamizadora, de donde el producto se lleva a envasado en bidones.
• La instalación está realizada en varios pisos sobre una estructura metálica, sin paredes laterales, a
excepción de la zona de envasado en la planta inferior. El piso entre plantas es continuo, por lo que las
zonas se extenderán en vertical hacia abajo hasta encontrar el suelo de la planta correspondiente.
• Los equipos de proceso tienen registros que se abren infrecuentemente y en períodos de corta duración
(para inspección, sustitución de elementos, etc.).
SECADO Y ENVASADO DE PRODUCTO
QUÍMICO

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Velocidad del aire 0,5 m/s
Humedad polvo < 12%
Tipo de ambiente Cerrado
ρ= 625 kg/m3
dm = 125 µµµµ
µµµµ= 1,8 ·10-5
CLASIFICACION ZONA ENSACADO

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• do = 1 Distancia dh
1 h≥ 20 m 1,0
2 20 > h > 3
m
0,5
3 h ≤ 3 m 0
Coeficiente kd
1 0,5
2 1,0
Coeficiente ku
Pos. Contenido de
humedad del
polvo (%)
Campo de
variación del
coeficiente
ku
1 de 40% a 50% de 0,3 a 0,5 0,3
2 de 12% a 40% de 0,5 a 1,0 0,8
3 inferior al 12% de 1,0 a 1,2 1,0
Coeficiente kta
Pos. Tipo de ambiente Campo de
variación del
coeficiente
ku
1 Abierto de 0,5 a 0,7 0,5
2 Abierto con
obstáculos
de 0,7 a 1,0 0,8
3 Cerrado de 1,0 a 1,2 1,0
Coeficiente kw
Pos. Condición kw
1 3
2 2
3 1
5>
tu
w
3>
tu
w
3≤
tu
w
10
2
10 2
0
3
>
⋅
⋅⋅⋅ −
d
t
Q
duCME
10
2
10 2
0
3
≤
⋅
⋅⋅⋅ −
d
t
Q
duCME

© FREMAP
• Sierra de cinta ubicada en carpintería de madera. La fuente de emisión se localiza
a 1 mt. de altura sobre el nivel del suelo. Se realiza evaluación de nivel de polvo
y se obtiene una concentración en las 8 horas de jornada laboral de 5 mg/m3 . La
muestra se toma a una altura de 2 mts. sobre el nivel del suelo y se presupone
una distribución homogénea de la nube de polvo desde esta altura hasta el suelo.
La emisión de polvo se realiza a presión atmosférica
• La nave donde se encuentra ubicada la máquina tiene una superficie de 300 m2 y
existen corrientes de aire que mantienen en dispersión la nube de polvo.
• Las características del polvo de madera son:
– CME 35 gr/m3
– Densidad polvo 650 Kg/m3
– Humedad 10%
– Tamaño medio de la partícula 125 μ
– Velocidad de aire en el interior 0,5 m/s
CLASIFICACION SIERRA DE CINTA

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CARACTERISTICAS DEL POLVO
ρ= 650 kg/m3
dm = 125 µµµµ
µµµµ= 1,8 ·10-5 (coeficiente de viscosidad dinámica)
( ) sm
gd
u m
t /307,0
10.8,1.18
8,9)10.125(650
18
10
5
2626
==
⋅
⋅⋅⋅
= −
−−
µ
ρ
62,1=
tu
w

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3
6003002 mVOLUMEN =⋅=
mgEMISIÓN 30005600 =⋅=
s
KgEMISIÓNTASA 7
10042,1
28800
003,0 −
⋅==−
52063
10042,12
131,01035
2
10
7
32
0
3
=
⋅⋅
⋅⋅⋅
=
⋅
⋅⋅⋅
−
−−
d
t
Q
duCME

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• do = 1 Distancia dh
1 h≥ 20 m 1,0
2 20 > h > 3 m 0,5
3 h ≤ 3 m 0
Coeficiente kd
1 0,5
2 1,0
Coeficiente ku
Pos. Contenido de
humedad del polvo
(%)
Campo de
variación del
coeficiente
ku Notas
1 de 40% a 50% de 0,3 a 0,5 0,3
2 de 12% a 40% de 0,5 a 1,0 0,8
3 inferior al 12% de 1,0 a 1,2 1,0
Coeficiente kta
Pos. Tipo de ambiente Campo de
variación del
coeficiente
ku Notas
1 Abierto de 0,5 a 0,7 0,5
2 Abierto con
obstáculos
de 0,7 a 1,0 0,8
3 Cerrado de 1,0 a 1,2 1,0
Coeficiente kw
Pos. Condición kw
1 3
2 2
3 1
5>
tu
w
3>
tu
w
3≤
tu
w
10
2
10 2
0
3
>
⋅
⋅⋅⋅ −
d
t
Q
duCME
10
2
10 2
0
3
≤
⋅
⋅⋅⋅ −
d
t
Q
duCME

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dz = (do + dh) . (kd
. ku
. kta
. kw)
dz = (1+ 0) · (0,5 · 1 · 1 · 1) = 0,5 m.
a = 0,5+ (0,5 · 0,2) = 0,6 ≈ 1 m .

juan_manuel_cano@fremap.es
https://es.linkedin.com/pub/juan-manuel-cano-galdón/7a/4ab/3a0

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