Atmósferas explosivas. FAQs
1. ¿Qué es una explosión?
Por explosión se entiende la expansión violenta y rápida, de un determinado sistema de energía, que puede tener su origen en distintas formas de transformación (física o química), acompañada de un cambio de su energía potencial y generalmente seguida de una onda expansiva que actúa de forma destructiva sobre el recipiente o estructura que lo contiene. Se distinguen por lo tanto dos tipos de explosiones:
Físicas: motivadas por cambios bruscos en las condiciones de presión y/o temperatura, que originan una sobrepresión capaz de romper las paredes del recipiente que lo contiene.
Químicas: motivadas por reacciones químicas violentas, por deflagración o detonación de gases, vapores o polvos o por descomposición de sustancias explosivas.
2. ¿Qué medidas preventivas y de protección se deben aplicar en una zona con riesgo de ATEX?
En primer lugar, evitar la aparición de atmósferas explosivas: dentro de ellas se pueden encontrar la sustitución de materias combustibles, la limitación de la concentración de polvo, o la inertización.
En segundo lugar, evitar la ignición de la atmósfera explosiva: Se deben eliminar las llamas, superficies calientes, chispas de origen mecánico y/o eléctrico, descargas electrostáticas, sobrecalentamientos por fricción mecánica de los materiales eléctricos, motores térmicos, etc.
Por último, atenuar los efectos de la explosión: dispositivos de descarga de la presión, equipos resistentes a la explosión- confinamiento…
Estas medidas se deben completar con medidas organizativas: instrucciones por escrito, señalización, formación, programas de limpieza.
3. ¿Qué es el Documento de Protección contra Explosiones?
El documento de protección contra explosiones (DPCE) es una recopilación de las actuaciones preventivas realizadas por la empresa que tiene por objeto reflejar el conjunto de medidas adoptadas para garantizar la seguridad y salud de los trabajadores frente al riesgo de explosión. Es obligación del empresario evaluar los riesgos y adoptar las medidas preventivas y de protección precisas para evitar daños a los trabajadores. Concretamente este Real Decreto 681/2003 exige la evaluación de los riesgos de explosión en su artículo 4, la clasificación de zonas de acuerdo con el anexo I y la adopción de las medidas oportunas indicadas en el anexo II.
4. ¿Qué es la electricidad estática y cómo se produce?
Los cuerpos están formados por átomos, que a su vez están compuestos del mismo número de cargas negativas (electrones) y positivas (protones), es decir, son eléctricamente neutros. Cuando se produce un movimiento relativo entre las superficies de dos materiales diferentes, sean éstos sólidos, líquidos o gaseosos, se genera energía suficiente para permitir la transferencia de electrones de un material a otro. La polarización de estas superficies produce un desequilibrio temporal en la distribución de las cargas en la superficie de los dos materiales creando un campo eléctrico y una diferencia de potencial que puede ser muy elevada. Este efecto será tanto mayor cuanto mayor sea la diferencia de conductividad eléctrica entre ambas superficies. Estos materiales, al quedar cargados positiva o negativamente, tienden a neutralizarse cuando se ponen en contacto con un cuerpo conductor, produciéndose una descarga en forma de chispas.
La cantidad de energía transferida determina la peligrosidad de una descarga y se manifiesta en forma de chispa de ruptura de la rigidez dieléctrica del medio aislante existente, normalmente el aire, entre las superficies cargadas.
La generación de electricidad estática se puede producir por conducción o por inducción. La conducción es el mecanismo más habitual de generación de electricidad estática y se produce mediante la fricción entre dos materiales diferentes que se han puesto en contacto.
También se pueden producir cargas estáticas mediante el fenómeno de la inducción electrostática, que consiste en un reordenamiento superficial de las cargas de un material cuando éste se aproxima a otro que está cargado estáticamente. Como resultado, la distribución inicial de cargas del cuerpo neutro se altera, apareciendo cargas eléctricas inducidas.
Tanto por procesos de conducción como de inducción, la acumulación de cargas estáticas se puede producir tanto en materiales no conductores (plásticos, caucho, tejidos sintéticos de trabajadores o del local de trabajo, etc.) como en materiales conductores aislados eléctricamente de tierra y de cualquier otro material (productos, equipos, conductos, recipientes, herramientas, etc.). Siempre que las cargas electrostáticas generadas no tengan una vía eléctricamente válida para moverse, ya sea entre materiales o a tierra, quedarán acumuladas en el material donde se han generado.
La eliminación de la electricidad estática acumulada se puede producir por disipación o por descarga.
La disipación de cargas estáticas consiste en la redistribución de las mismas en los cuerpos que han sufrido un desequilibrio previo. El mecanismo y, sobre todo, la velocidad a la que se produce la disipación de cargas dependen esencialmente de la conductividad entre el cuerpo cargado y/o su camino a tierra, ya sea por conexión directa con tierra, ya sea a través de otro cuerpo conductor conectado a su vez a tierra.
Si no se consiguen disipar las cargas acumuladas, los materiales permanecerán cargados hasta que la tensión generada por la superficie cargada sea superior a la rigidez dieléctrica del medio en contacto con la misma, momento en que se producirá la descarga.
Las descargas en las que se concentra una mayor energía y que son, por tanto, más peligrosas como fuentes de ignición, son las que se producen en forma de arco. La descarga de una superficie por un solo punto es la más peligrosa, al eliminar la totalidad de la energía superficial de forma conjunta.
5. ¿Qué medidas preventivas existen para evitar las descargas en los trabajadores?
El cuerpo humano es un buen conductor de la corriente eléctrica, ya que está compuesto en su mayor parte por agua.
La generación y acumulación de cargas electrostáticas en las personas depende de:
- Su movimiento en el entorno.
- Su contacto con cuerpos susceptibles de cargarse (conducción) o la proximidad de campos eléctricos generados por cuerpos cargados (inducción).
- Sus características físicas (estado de humedad de la piel, sudoración, etc.).
- La humedad relativa del aire ambiente. Una humedad relativa baja puede propiciar la acumulación de varios kilovoltios de potencial electrostático en un material.
- La naturaleza de la vestimenta: la ropa de fibras sintéticas y los guantes o calzado aislantes (goma, plástico) favorecen la acumulación de cargas, ya que son materiales con baja conductividad eléctrica. Las situaciones potencialmente más peligrosas se producen cuando la vestimenta exterior es de tejidos de lana, seda o fibras sintéticas.
- Un suelo construido o revestido con materiales aislantes favorece la generación y acumulación de cargas estáticas por el mismo motivo.
Las descargas desde o hacia personas pueden suceder de cualquiera de estas formas:
- entre una persona en contacto con tierra y un cuerpo conductor o aislante que estén cargados;
- entre una persona cargada y un conductor conectado a tierra;
- entre una persona cargada y un conductor aislado.
Para evitar la generación y/o acumulación de cargas electrostáticas la clave está en propiciar la disipación de las cargas.
Las medidas preventivas que se pueden tomar son las siguientes:
a.Ropa y calzado de protección antiestática. El calzado puede ser antiestático o conductor. El antiestático es adecuado para el uso general y el conductor no. El antiestático vendrá marcado con la letra A y el conductor con la letra C. La ropa irá marcada con el pictograma de protección contra la electricidad estática junto con la referencia a la norma específica.
En general se recomienda utilizar calzado y ropa antiestáticos en las zonas 1 y 21 ya que, habitualmente, no se trabaja en las zonas 0 y 20. Respecto a las zonas 2 y 22, la necesidad de utilizar calzado y ropa con propiedades disipativas estará en función de las condiciones específicas del puesto de trabajo. Siempre hay que tener presente la situación en la que sea necesario el paso de una a otra zona en cuyo caso la protección a llevar será la indicada por la máxima situación de riesgo.
b. Puesta a tierra y conexión equipotencial de todas las superficies conductoras: para que esta medida sea efectiva, se requiere que la resistencia de tierra del conjunto no supere el valor de 1 M?, en general. La conexión equipotencial se consigue mediante la interconexión mediante un conductor, de todas las superficies conductoras, estando a su vez el conjunto conectado a tierra.
c. Aumento de la conductividad de materiales. Esto se puede lograr por aumento de la humedad relativa del aire hasta valores no inferiores al 60% (mediante humidificadores o sistemas de aire acondicionado) o por tratamiento superficial al agregar productos antiestáticos para cubrir los materiales.
d. Empleo de ionizadores de aire: para aumentar la conductividad del aire y que éste sea capaz de disipar las cargas electrostáticas que se puedan generar
e. Empleo de materiales o productos antiestáticos: como plásticos y cintas de material impregnado de partículas conductoras para embalajes, adhesivos, bolsas, brochas y pinceles para operaciones de limpieza, mobiliario antiestático, etc.
f. Reducción de la velocidad relativa entre superficies en rozamiento: cuanto menor sea la velocidad relativa entre dos superficies, el calentamiento por rozamiento será menor y, por tanto, también se reducirá la excitación atómica de los materiales y su capacidad de cesión o admisión de carga electrostática.
g. Control de la velocidad de paso de materiales por conductos, cintas, etc
h. Utilización de suelos de material disipador (no aislante): en locales con riesgo de incendio o explosión se pueden agregar a los suelos aditivos que aumenten su conductividad, como, por ejemplo, el grafito; también se pueden utilizar suelos sintéticos especiales con una conductividad adecuada.
i. Instalación de medios conductores de descargas electrostáticas para las personas: El método más utilizado es el contacto con una placa metálica a tierra a través de una llave o herramienta para evitar molestias. En lugares que tengan suelos de material aislante y como medida complementaria a los aditivos antiestáticos y la humidificación del ambiente, se pueden colocar alfombrillas antiestáticas alrededor de las máquinas para descargarse por los pies antes de tocar las partes metálicas con las manos. Otros productos que se suelen utilizar durante la realización de los trabajos son muñequeras y tobilleras conectadas a tierra.