ST-

6057

-200

4

Proteccin contra explosiones SISTEMAS DE DETECCIN DE GASES

02 |

Los vapores y gases inflamables pueden provocar peligros de explosin:En lugar de prevenir la ignicin con medidas de proteccin contra explosiones, sera mejor detectarlos antes de que se conviertan en inflamables.

PELIGRO DE EXPLOSIN:

UN PROBLEMA EN TODAS PARTES

Donde quiera que pueda existir peligro de explosin por la presencia de vapores o gases inflamables (por ejemplo, durante el almacenamiento y la exploracin de gas y petrleo, el almacenamiento y el transporte de gases y lquidos inflamables, en procesos que impliquen el uso de disolventes o durante el procesamiento de plsticos) le ofrecemos las medidas de proteccin contra explosiones adecuadas, generalmente reguladas por las leyes, con el objetivo de mantener seguros a sus trabajadores y su planta.

Dependiendo del entorno, pueden usarse diferentes principios de medicin para la deteccin de gases y vapores: sensores catalticos, sensores infrarrojos de camino abierto o puntuales. Si los detectores se usan en combinacin con una unidad de control central como la Drger REGARD, es posible detectar vapores y gases inflamables a tiempo, cuando las concentraciones son tan bajas que pueden evitarse los riesgos de explosin.

METODOLOGA DE PROTECCIN CONTRA

EXPLOSIONES

Tanto los vapores como los gases inflamables pueden explotar cuando la fuente de ignicin cuenta con la suficiente potencia o la temperatura es lo suficientemente alta y se mezclan con la suficiente concentracin de oxgeno atmosfrico. Esta concentracin de la mezcla se denomina LIE o lmite inferior de explosividad.

Para que se produzca la ignicin tienen que darse tres condiciones:1. La concentracin de vapor o gas inflamable

debe estar por encima del LIE.2. La concentracin de oxgeno debe ser

lo suficientemente alta. 3. La temperatura debe ser lo suficientemente alta o la fuente de ignicin contar con la potencia suficiente.

Es decir: si una de las tres condiciones falla, es muy probable que no se produzca ignicin o explosin.

Teniendo en cuenta este principio, las medidas de proteccin contra explosiones pueden ser:1. Limitar la concentracin. 2. La inertizacin. 3. El uso de equipos protegidos contra explosiones.

| 03

ST-

1576

-200

7

El modo ms seguro de limitar la concentracin es eliminar los vapores o gases inflamables del proceso, aunque esta medida no sea la ms prctica. Lo normal donde se usan vapores y gases inflamables es que los sistemas de deteccin de gases limiten las concentraciones. Cuando se cierra el proceso se acepta que el nivel de vapores y gases inflamables exceda el LIE siempre que la concentracin de oxgeno se mantenga lo suficientemente baja como para controlar el riesgo de explosin (inertizacin).

Si estas medidas no son suficientes, el diseo de todos los equipos electrnicos que se utilicen deben cumplir con las normas de proteccin contra explosiones para que no acten como una fuente de ignicin si aparecen vapores o gases inflamables.

Puede encontrar ms informacin sobre la metodologa en la norma EN 1127-1.

La proteccin contra explosiones fiable consiste en eliminar al menos uno de los tres requisitos para la ignicin.

Gas/vapor Concentracin suficientemente alta (por encima del LIE)

Aire/oxgenoConcentracin suficientemente alta

Fuente de ignicinPor ejemplo, chispa con potencia suficiente o temperatura suficientemente alta

04 |

Activacin de medidas obligatorias(p. ej. parada)

Activacin decontramedidas(p. ej. ventilacin)

Rango de alarma 2

Rango de alarma 1

Rango seguro

LIE 40 %

LIE 20 %

LIE 0 %

Lmites de alarmaSi aumenta la concentracin de gases, se activa una contramedida cuando se alcanza el rango de alarma 1. Si la medida es efectiva, disminuir la concentracin de gases (curva azul). Si, por el contrario, la contramedida no resulta efectiva, la concentracin seguir aumentando (curva roja). Cuando se alcanza el rango de alarma 2, se activan las medidas obligatorias. Un sistema de deteccin de gases adecuado no alcanzar nunca o rara vez el rango de alarma 2.

Atmsferas peligrosas

ST-

3101

-200

4

D-1

8822

-201

4

| 05

Prevenir atmsferas potencialmente explosivas: proteccin contra explosiones primaria

POR DEBAJO DEL LIE NO HAY PELIGRO

DE EXPLOSIN

Limitar la concentracin (1) y la inertizacin (2) pertenecen a las medidas primarias porque se evita la formacin de concentraciones inflamables. Por otro lado, cuando se utilizan equipos de proteccin contra explosiones (3) hablamos de medidas secundarias, porque no se evita la formacin de concentraciones inflamables, solo la ignicin.

La concentracin se limita a travs de la dilucin activa, por ejemplo, ventilando aire fresco de manera automtica en zonas peligrosas si las concentraciones superan el 20 % de LIE. Si las concentraciones continan aumentando porque la contramedida no resulta efectiva, es necesario activar el cese automtico al alcanzar el 40 % de LIE, por ejemplo, apagando los equipos que no estn protegidos contra explosiones. Los equipos de deteccin de gases que se utilizan con este propsito deben estar homologados por el organismo pertinente para cumplir con los estndares europeos (anteriormente segn EN 50054ff o EN 61779, ahora segn EN 60079-29-1), lo que se aplica tanto al sensor como al transmisor y la unidad de control central.

Puesto que la inertizacin es tambin una medida de proteccin contra explosiones preventiva, los equipos de medicin de oxgeno que controlan la inertizacin deben estar homologados en Europa y cumplir con los estndares pertinentes (p. ej. EN 50 104).

Escala LIECuando ms bajo sea el LIE, ms peligrosa ser la sustancia, ya que pueden formarse concentraciones inflamables con mayor facilidad.

Amonaco

Monxido de carbono

cido frmico

1,2-Dicloroetileno

Bromuro de metilo

1,1,1-Tricloro etano

Cloruro de metileno

Cloruro de acetilo

Formaldehido

1,1-Dicloroetileno

1,2-Dicloroetano

Metanol

1,1-Dicloroetano Cianuro de hidrgeno

Metilamina

Hidrazina

Metano

Hidrgeno

Cloruro de vinilo

Etiloamina

EtanolAcetonitrilo

Acrilonitrilo

ter dimetlico

Etileno

Dimetilformamida

i-Propanol

Propano

i-Butano n-Butano

n-Acetato de butilo

n-Hexano

n-Octano n-Nonano n-Decano

15,5 % v/v

15,0 % v/v

11,0 % v/v

10,5 % v/v

10,0 % v/v

9,5 % v/v

9,0 % v/v

8,5 % v/v

8,0 % v/v

7,5 % v/v

7,0 % v/v

6,5 % v/v

6,0 % v/v

5,5 % v/v

5,0 % v/v

4,5 % v/v

4,0 % v/v

3,5 % v/v

3,0 % v/v

2,5 % v/v

2,0 % v/v

1,5 % v/v

1,0 % v/v

0,5 % v/v

D-1

8821

-201

4

06 |

Datos relevantes sobre vapores y gases inflamables

LMITE INFERIOR DE EXPLOSIVIDAD LIE

Cada sustancia inflamable cuenta con una concentracin lmite para la ignicin. Por debajo de este lmite una mezcla de sustancias en el aire no puede explotar porque no hay suficiente combustible. Este lmite se denomina Lmite inferior de explosividad o LIE. El LIE no puede calcularse, pero es una figura caracterstica emprica que se establece mediante mtodos estandarizados. Con algunas excepciones, el LIE se encuentra entre el 0,5 y el 15 % de volumen.

GASES Y LIE

Una materia por encima de su punto de ebullicin se denomina gas. Por consiguiente, la presin de un gas lquido est siempre por encima de la presin atmosfrica, de manera que los gases liberados pueden hacer rpidamente que las concentraciones sobrepasen el LIE y se formen mezclas de gases inflamables peligrosas.

VAPOR DE LQUIDOS INFLAMABLES

Y PUNTO DE COMBUSTIN

La materia por debajo de su punto de ebullicin no solamente es gaseosa, sino que existe en equilibrio con su estado lquido (y tambin slido), que depende de la temperatura.

El componente gaseoso de esta materia se denomina vapor. La presin de vapor siempre se encuentra por debajo de la presin atmosfrica y, dependiendo de la temperatura del lquido, solo puede formarse un mximo de concentraciones de vapor. La presin de vapor mxima de un lquido inflamable puede ser tan baja que solo se puede

exceder la concentracin LIE a una determinada temperatura. Solo por encima de esta temperatura el vapor de un lquido inflamable se vuelve explosivo. Esta temperatura emprica, establecida mediante mtodos estandarizados, se denomina punto de inflamabilidad, una figura relevante para la seguridad para evaluar la naturaleza del peligro de los lquidos inflamables. Por ejemplo, el punto de inflamabilidad del etanol puro es de 12 C (por lo que el etanol es inflamable a 20 C), pero para el n-Butanol el punto de inflamabilidad es de 35 C, de manera que los vapores de n-Butanol no pueden encenderse a una temperatura ambiente de 20 C, sino por encima de los 35 C. De hecho, mantener la temperatura de un lquido inflamable algunos grados por debajo del punto de inflamabilidad es una medida de proteccin contra explosiones primaria.

TEMPERATURA DE IGNICIN Y POTENCIA

DE IGNICIN MNIMA

De las 13 fuentes diferentes de ignicin, las chispas y los arcos producidos elctricamente (o mecnicamente) y las superficies calientes son los ms conocidos. Para que la mezcla de vapores o gases inflamables se encienda en el aire, la fuente de ignicin debe estar por encima de la temperatura de ignicin emprica o las chispas deben tener una potencia mayor a la potencia de ignicin mnima emprica. Tanto la temperatura de ignicin como la p