HOJAS TECNICAS
CONCEPTOS VENTIL VENTILACION ACION
VENTILACIÓN VENTILAC IÓN DE ATMOSFERAS TM OSFERAS EXPLOSIV EXPLOSI VAS I Pued e resultar útil útil empezar d efinienefiniendo algunos conc eptos y exponer los com portamientos de los lílíquidos, vapores y gases en circunstancias de inflamabilidad y explosión para exponer después el control que puede ejercerse con una ventilación adecuada d e las atmósferas atmósferas conteniendo tales elementos. Los líquidos en si no son inflamables, son los vapores que de ellos se desprenden los que co n aplicación aplicación de una llama llama o chispa provocan el fuego o la explosión. Estos vapores precisan precisan de una determinada propo rción de aire y la presencia de una fuente de ignición para entrar en inflamabilidad. Así los vapores d e la gasolina deben estar presentes presentes en un 1,4% al 7,6% en un volumen de aire para explosionar. nar. Por ello es nec esario manten er la gasolina líquid líquid a en recip ientes estancos y reducir al máximo su contacto con el aire aire durante su manejo. Las técnicas de p revención revención de incendios y explosiones se basan en la eliminación eliminación d e las fuentes de ignición, evitar el con tacto con el aire, aire, hacer un almacenaje estanco estanco d e los líquidos, líquidos, emp leo de una atm ósfera de gas inerte y el uso de una ventila-
GAS GA S
CHISPA
EXPLOSION
AIRE
Fig. 1
GAS METANO + AIRE
Ei (µJ)
ción adecuada para diluir las mezclas e impedir conc entraciones entraciones
de gases inflamables.
r
La gasolina no es el único líquido que emite vapores inflamables a temperatura am biente. En la tab la al final final figuran figuran otros muc hos líquidos líquidos c ombustibles e inflamables de uso común.
m
Punto d e infla inflamación, mación, temp eratura eratura de ignición, límites límites d e inflamab inflamab ilidad, ilidad, índice de evaporación, reactividad al calor, densidad, índice de difusión, amén de otros factores deben tenerse en cuenta para una correcta evaluación del riesgo a que estamos expuestos. Cuando el incendio incendio se ha declarado o la explosión se ha provocado, tod os estos factores factores pierden importancia y el control del siniestro siniestro p asa a ot ro nivel.
28 0 µJ a laf in ar a p a im ín m aí rg e n E
20 µJ LIE
Concentración %
LSE LS E
Fig. 2
HOJAS TECNICAS CLASIFICACION
La asociación americana NFPA define un líquido líquido c omo un fluido fluido c on una presión de vapor inferior a 172 kPa a 38 ºC. Otra clasificación establece tres categ orías orías de líquid líquid os inflamables esquematizados en las tablas 1 y 2. Muchos productos combustibles son sólidos sólidos a tem peratura de 38 ºC o más pero que al calentarse se transforman en líquidos que emiten vapores inflamables. Ceras, pulimentos, etc. d eben co nsiderarse nsiderarse bajo el punto de vista de los líquidos y vapores a que dan lugar al calentarse.
LIQUIDOS INFLAMABLES (Puntos de inflamación <38 ºC) Pu n to d e inflamación
Pu n to d e ebullición
O b s e r v a c io n e s
IA
< 2 3 ºC
< 3 8 ºC
IB
< 2 3 ºC
> 3 8 ºC
IC
>23 º < 38º
En zonas geográficas que pueden alcanzar los 38ºC, basta un calentamiento calentamiento m oderado p ara que el líquido líquido alcance su punto de inflamación.
Clase
Tabla 1 LIQUIDOS LIQUIDOS CO MB USTIBLES USTIBLES (Puntos de infla inflamación mación >38 ºC) Clase
ATMOSFERA EXPLOSIVA
Es toda m ezcla ezcla de aire, en condiciones atmosféricas, de sustancias inflamables en forma de gas, vapor, niebla o polvo en las que tras una gnición, la comb ustión ustión se p ropaga a ignición, totalidad de la mezcla no quemad a. la totalidad (Definición Definición con tenida en la Directiva Directiva 94/9/CE). La temperatura de inflamación está definida por ensayos normalizados según CEI-79-4. El factor tiemp tiemp o influy influyee tamb ién poderosamente com o puede colegirse de la gráfica Fig. 3 del m etano (grisú de las minas). La energía mínima mínima de inflamación expresada en m J (mili juli julios) os) se indica como ejemplo en la Tabla 3.
II
≥
38ºC < 60ºC
IIIA
≥
60ºC < 93ºC
IIIB
≥
93ºC
TEMPERATURA DE AUTOIGNICION DE UN LIQUIDO
Es la temperatura a la que debe calentarse un líquido para que entre en ignición espontánea y arder.
Requieren para su ignición una considerable aportación d e calor, de una fuente distinta del ambiente
GRISÚ (Gas (Gas m etano + aire) aire) 5h 2h 1h 10 m 5m n ió ic n ig la
1m ra a p
10 s 5s o p m ei T
1s 0,5s 0,1s 0,05s
PUNTO DE INFLAMACION DE UN LIQUIDO
Corresponde a la temperatura más baja a la que la presión de vapor del líquido líquido p uede p roducir una mezcla inflamable en el límite inferior de inflamab inflamab ilidad. ilidad. M ás sencillo: sencillo: Sin vapo r no hay inflamación. inflamación. Como m ás temperatura más vapor. vapor. Hay una temperatura mínima a la que hay suficiente vapor para inflamar. inflamar. Es el Punto de Inflamació. Existen aparatos normalizados para realizar realizar los ensayos que determ inan este punto.
Observaciones Observaciones
Tabla 2
ATMOSFERA POTENCIALMENTE EXPLOSIVA
Se la llama llama así cuand o el riesgo só lo existe en estado potencial, esto es que la atmósfera pueda derivar a explosiva explosiva debido a cond iciones iciones locales y de funcionamiento.
Punto de inflamación
0,01s 0,005s
500º
600º
700º
800º
900º
1000º
Fig. 3
Temperatura ºC LIQUIDOS INFLAMABLES (Puntos de inflamación <38ºC) G A S / A IRE
M IN IM A m
M ETA N O
8' 3 ± 0' 3
220
IIA
P RO PA N O
5' 25 ± 0' 25
250
IIB
ETIL EN O
7' 8 ± 0' 5
96
IIC
H ID R O G EN O
21 ± 2
20
Clase I
Fig. 35 Tabla
HOJAS TECNICAS desciende esta presión. También, a mayor temperatura el líquido tendrá mayor presión de vapor y tend erá a evaporarse evaporarse en mayores cantidades. El punto de equilibri equilibrioo sólo p uede alcanzarse obviamente en sistemas cerrados com o en tanq ues, tuberías, tuberías, etc. Al aire libre libre el líquid líquid o vap orizable continuaría evaporándose hasta su total agotamiento.
rei a l e n e n e
ZONA POTENCIALMENTE EXPLOSIVA m lu o v n e
A N O T E C A je at n e cr o
ENERGIA NECESARIA PARA LA IGNICION DE VAPORES
P
12'8 % ZONA INFLAMABLE 2'55 % 0
ZONA POTENCIALMENTE EXPLOSIVA
Punto LSE
Punto LIE
-18ºC
5' 6ºC
Temperatura Temperatura
Fig.4
ºC 53 8 50 0 45 0 n ió ic n
40 0 ig
POR COMPRESION
e d s a
35 0 im ín m s
30 0 ar ut ar e
25 0 p m
Las fuentes de ignición ignición p ueden ser muy diversas. Calor.- Producido p or rozamientos rozamientos en máq uinas uinas con funcionamiento funcionamiento anormal, desgastes, roturas, etc. Las superficies calientes, deben tener dimensiones y temperatura suficientes para poder inflamar. Llamas.- Que sean capaces de calentar el vapor hasta la temperatura de ignición de la mezcla. Chispas.- Las producidas por fricción, fricción, de corta duración, pued en no llegar a inflamar mezc las. Las chispas eléctricas, en cambio, sí que suelen tienen energía energía suficiente suficiente y son capaces d e producir ignición ignición de las mezclas inflamables.
e T
20 0 1
3 5 7 9 11 13 15 Longitud media de la cadena d e hidrocarburos hidrocarburos
También está normalizado el método para d eterminar eterminar esta tem peratura. En general la temperatura de ignición disminuye al aumentar el peso molecular del líquido. Como ejemplo pued e verse la gráfica gráfica Fig. 5. LIMITES DE EXPLOSIVIDAD
Se define el "Limite Inferior Inferior d e Explosividad" LIE, como aquel en que la conc entración entración m ínima de vapor-aire por debajo de la cual el fuego no se propaga. Gráfica Fig. 4. Y el "Límite "Límite Sup erior de Explosividad" LSE, como la máxima máxima co ncentración
Fig. 5
de vapor-aire por encima de la cual el fuego no se propaga. Por deb ajo ajo d el LIE LIE se considera que la mezcla mezcla es "dem asiado asiado p obre" para arder y por encima del LSE es "dem asiado asiado rica" rica" también p ara arder. arder. En este caso, tratándose tratándose d e moto res de explosión, decimos que se "ahoga". Los límites de exp losividad losividad vienen fuertemente influidos por la temperatura y la presión a que está sometido el lílíquido inflamab inflamab le. Los vapores q ue flotan sobre un líquido se reducen al aumentar la presión presión que se opo ne a la vaporizaci vaporización ón y aumentan cu ando
Pueden p rovocarse rovocarse explosiones explosiones m uy destructivas destructivas a menos que estén controladas y dirigidas, dirigidas, como es el caso dentro de los cilindros de los moto res Diesel Diesel,, en do nde la com presión rápida de una mezcla inflamable, de g asoil, genera el calor calor suficiente hasta su punto de ignición. La tabla de la página siguiente contiene una lista lista de productos c on indicación de sus características físicas y los límites de explosividad LIE y LSE. Tamb Tamb ién se exp resa el MAC, la máxima conc entración entración aceptable para la vida de los humanos. Es un dato m uy necesario necesario al tratar de las atmósferas de recintos cerrados, naves o armarios en procesos industriales en los que exista la presencia humana ya que la ventilación de una atmósfera para asegurar su nulo riesgo de explosión puede no ser suficiente para la salud de los ocupantes. En la segunda parte de esta Hoja Técnica, Ventilación Ventilación 6 - II, II, se d arán las fórmulas para calcu lar la la apo rtación de aire que asegure mantener la atmósfera por debajo del LIE.
HOJAS TECNICAS
Materias
Peso molecular Pm
Peso específico Kg/dm3
Límites de explosividad Porcentaje % en volumen Inferior LIE Superior LSE
Máxima concentración MAC p.p.m.
mg/m3
A c et ald eh íd o A c et at o d e et ilo A c et at o d e m et ilo A c et at o d e n - p ro p ilo A c et at o d e n - am ilo
4 4 ,0 5 8 8 ,1 0 7 4 ,0 8 1 0 2 ,1 3 1 3 0 ,1 8
0 ,8 2 1 0 ,9 0 1 0 ,9 2 8 0 ,8 8 6 0 ,8 7 9
3 ,9 7 2 ,1 8 3 ,1 5 1 ,7 7 1 ,1 0
5 7 ,0 0 1 1 ,4 0 1 5 ,1 6 8 ,0 0 -
100 400 200 200 100
180 1 .4 0 0 610 835 532
A c et at o d e n - b u t ilo A c et o n a A c id o ac ét ic o A c rilo n it rilo A lc o h o l et ílic o
1 1 6 ,1 6 5 8 ,0 8 6 0 ,0 5 5 3 ,0 6 4 6 ,0 7
0 ,8 8 2 0 ,7 9 2 1 ,0 4 9 0 ,8 0 6 0 ,7 8 9
1 ,3 9 2 ,5 5 5 ,4 0 3 ,0 5 3 ,2 8
7 ,5 5 1 2 ,8 0 1 7 ,0 0 1 8 ,9 5
150 1 .0 0 0 10 2 1 .0 0 0
713 2 .4 0 0 25 4 ,3 1 .9 0 0
A lc o h o l is o am ílic o A lc o h o l is o p ro p ílic o A m o n íac o A n h íd rid o s u lfu ro s o A n h íd rid o ac é t ic o
8 8 ,1 5 6 0 ,0 9 1 7 ,0 3 6 4 ,0 7 1 0 2 ,0 9
0 ,8 1 2 0 ,7 8 5 0 ,5 9 7 2 ,2 6 4 1 ,0 8 2
1 ,2 0 2 ,0 2 1 5 ,5 0 2 ,6 7
1 1 ,8 0 2 7 ,0 0 1 0 ,1 3
100 400 25 5 10
361 983 18 13 25
A n h íd rid o c arb ó n ic o A n ilin a B en c en o B ro m o B ro m u ro d e et ilo
4 4 ,0 1 9 3 ,1 2 7 8 ,1 1 1 5 9 ,8 3 1 0 9 ,9 8
1 ,5 3 1 ,0 2 2 0 ,8 7 9 3 ,1 1 9 1 ,4 3
7 5 ,6 1 ,4 6 ,7 5
7 ,1 0 1 1 ,2 5
5 .0 0 0 5 10 0 ,1 200
9 .0 0 0 19 30 0 ,7 891
9 4 ,9 5 5 4 ,0 9 5 8 ,1 2 7 4 ,1 2 7 2 ,1
1 ,7 3 2 0 ,6 2 1 2 ,0 8 5 0 ,8 1 0 0 ,8 0 5
1 3 ,5 0 2 1 ,8 6 1 ,4 5 1 ,8 1
1 4 ,5 0 1 1 ,5 0 8 ,4 1 1 1 ,2 5 9 ,5 0
20 10 800 100 200
80 22 1 .9 0 0 300 590
2 7 ,0 3 8 4 ,1 6 4 2 ,0 8 7 0 ,9 1 1 1 9 ,3 9
0 ,6 8 8 0 ,7 7 9 0 ,7 2 0 3 ,2 1 4 1 ,4 7 8
5 ,6 0 1 ,2 6 2 ,4 0 -
4 0 ,0 0 7 ,7 5 1 0 ,4 0 -
10 300 1 10
11 1 .0 3 0 3 50
6 4 ,5 2 5 0 ,4 9 6 2 ,5 0 9 6 ,9 5 9 8 ,9 7
0 ,9 2 1 1 ,7 8 5 0 ,9 0 8 1 ,2 9 1 1 ,2 5 7
3 ,6 8 ,2 5 4 ,0 0 9 ,7 6 ,2
1 4 ,8 0 1 8 ,7 0 2 1 ,7 0 1 2 ,8 0 1 5 ,9
1 .0 0 0 50 500 5 50
2 .6 4 0 103 1 .3 0 0 20 174
1 1 2 ,9 9 7 6 ,1 3 1 0 4 ,1 4 7 4 ,1 2 9 0 ,1 2
1 ,1 5 9 1 ,2 6 3 0 ,9 0 3 0 ,7 1 3 0 ,9 3 1
3 ,4 1 ,2 5 1 ,1 2 ,6
1 4 ,5 50 6 ,1 1 5 ,7 0
75 50 400 5
347 213 1 .2 0 0 18
3 0 ,0 3 7 4 ,0 8 6 0 ,0 5 3 4 ,0 0 86
0 ,8 1 5 0 ,9 1 7 0 ,9 7 4 1 ,1 4 6 0 ,6 8
7 ,0 2 ,7 5 4 ,5 1 ,3
7 3 ,0 0 1 6 ,4 0 2 0 ,0 0 6 ,0 0
5 100 100 0 ,3 300
H e p t an o H e xan o M et an o l M et ilp ro p ilc et o n a M o n ó x id o d e c arb o n o
1 0 0 ,2 0 8 6 ,1 7 3 4 ,0 4 8 6 ,1 3 2 8 ,1 0
0 ,6 8 4 0 ,6 6 0 ,7 9 2 0 ,8 1 6 0 ,9 6 8
1 ,1 1 ,1 8 6 ,7 2 1 ,5 5 1 2 ,5
6 ,7 0 7 ,4 0 3 6 ,5 0 8 ,1 5 7 4 ,2 0
400 100 200
1 .6 4 0 360 260
50
55
O c t an o O xid o d e e t ilen o O zo n o P en t an o P erc lo ro et ilen o
1 1 4 ,2 2 4 4 ,0 5 4 8 ,0 0 7 2 ,1 5 1 6 5 ,8 5
0 ,7 0 3 0 ,8 8 7 1 ,6 5 8 0 ,6 2 5 1 ,6 2 4
0 ,9 5 3 ,0 0 1 ,4 0
3 ,2 8 0 ,0 0 7 ,8 0
300 1 0 ,1 600 100
1 .4 5 0 1 ,8 0 ,2 1 .8 0 0 670
P ro p a n o S u lfu ro d e c arb o n o S u lfu ro d e h id ró g en o Tet rac lo ru ro d e c arb o n o To lu en o
4 4 ,0 9 7 6 ,1 3 3 4 ,0 8 1 5 3 ,8 4 9 3 ,1 2
1 ,5 5 4 1 ,2 6 3 1 ,1 8 9 1 ,5 9 5 0 ,8 6 6
2 ,1 2 1 ,2 5 4 ,3
9 ,3 5 5 0 ,0 0 4 5 ,5 0 6 ,7 5
20 10 10 100
60 14 65 375
Tric lo ro et ilen o Xilen o
1 3 1 ,4 0 1 0 6 ,1 6
1 ,4 6 6 0 ,8 8 1
6 ,0 0
100 100
535 435
B ro m u ro d e m et ilo B u t ad ien o B u t an o B u t an o l B u t an o n e C ian u ro d e h id ró g en o C ic lo h ex an o C ic lo p ro p an o C lo ro C lo ro fo rm o C lo ru ro d e et ilo C lo ru ro d e m et ilo C lo ru ro d e vin ilo D ic lo ro et ilen o D ic lo ro m et an o D ic lo ru ro d e p ro p ilen o D is u lfid o d e c arb o n o Est iren o Et er et ílic o Et o xiet an o l Fo rm a ld eh íd o Fo rm iat o d e et ilo Fo rm iat o d e m et ilo Fo sfam in a G as o lin a
1 ,2 7 1 ,0
N o in flam ab le
N o i n f la m a b le
N o in flam ab le N o in flam ab le
6 303 246 0 ,4 890
Imprès sobre Paper Ecològic Mate de 135 Grs.
