Cómo se elabora un documento de protección contra explosiones

Existen numerosas actividades industriales donde el riesgo de explosión está presente. En estos casos, la normativa obliga a disponer de un documento de protección contra explosiones, donde se analice este riesgo y se determinen las medidas de prevención y protección necesarias.

El Real Decreto 681/2003, de 12 de junio, sobre la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores expuestos a los riesgos derivados de atmósferas explosivas en el lugar de trabajo, obliga al empresario a evaluar estos riegos. Para ello se necesita elaborar y mantener actualizado el documento de protección contra explosiones que deberá tener en cuenta:

• La probabilidad de formación y la duración de atmósferas explosivas.

• La probabilidad de la presencia y activación de focos de ignición, incluidas las descargas electrostáticas.

• Las instalaciones, las sustancias empleadas, los procesos industriales y sus posibles interacciones.

• Las proporciones de los efectos previsibles.

El documento de protección contra explosiones se debe elaborar antes de que comience el trabajo y se revisará siempre que se efectúen modificaciones, ampliaciones o transformaciones importantes en el lugar de trabajo, en los equipos de trabajo o en la organización del trabajo.

A continuación vamos a describir, de forma resumida, la sistemática que se emplea en la elaboración de este tipo de documento.

Evaluación del riesgo de explosión

Se pueden aplicar diversas metodologías para realizar la evaluación del riesgo. La mayoría de ellas determinan el nivel de riesgo en función de dos factores:

• Probabilidad de que se materialice una explosión.
• Consecuencias de la explosión.

En el siguiente diagrama de flujo se esquematizan las distintas fases que se desarrollan en la elaboración de un documento de protección contra explosiones:

Probabilidad de que se materialice una explosión

Para que una explosión tenga lugar, es necesario que coexistan una atmósfera explosiva (a la que denominaremos de aquí en adelante ATEX) y una fuente de ignición efectiva. Por esta razón, resulta necesario establecer, por un lado, la probabilidad de la presencia de ATEX, y por otro, la probabilidad de aparición de la fuente de ignición efectiva.

Probabilidad de formación de una atmósfera explosiva

Esta probabilidad se basa en la clasificación de zonas, dentro de un área de riesgo, que establece el Anexo I del RD 681/2003. En este Anexo se definen las siguientes:

• Zona 0: área de trabajo en la que una atmósfera explosiva consistente en una mezcla con aire de sustancias inflamables en forma de gas, vapor o niebla está presente de modo permanente, o por un período de tiempo prolongado, o con frecuencia.

• Zona 1: área de trabajo en la que es probable, en condiciones normales de explotación, la formación ocasional de una atmósfera explosiva consistente en una mezcla con aire de sustancias inflamables en forma de gas, vapor o niebla.

• Zona 2: área de trabajo en la que no es probable, en condiciones normales de explotación, la formación de una atmósfera explosiva consistente en una mezcla con aire de sustancias inflamables en forma de gas, vapor o niebla o en la que, en caso de formarse, dicha atmósfera explosiva sólo permanece durante breves períodos de tiempo.

• Zona 20: área de trabajo en la que una atmósfera explosiva en forma de nube de polvo combustible en el aire está presente de forma permanente, o por un período de tiempo prolongado, o con frecuencia.

• Zona 21: área de trabajo en la que es probable la formación ocasional, en condiciones normales de explotación, de una atmósfera explosiva en forma de nube de polvo combustible en el aire.

• Zona 22: área de trabajo en la que no es probable, en condiciones normales de explotación, la formación de una atmósfera explosiva en forma de nube de polvo combustible en el aire o en la que, en caso de formarse, dicha atmósfera explosiva sólo permanece durante un breve período de tiempo.

Como podemos ver, las tres primeras zonas corresponden con la presencia de sustancias inflamables en forma de gas, vapor o niebla y las tres últimas con la formación de nubes de polvo combustibles.

Para establecer unos criterios que nos permitan clasificar las zonas dentro de un área de riesgo, podemos aplicar lo dispuesto en la UNE-EN 60079-10-1:2016 “Clasificación de emplazamientos. Atmósferas explosivas gaseosas” y la UNE-EN 60079-10-2:2016 “Clasificación de emplazamientos. Atmósferas explosivas de polvo”.

Si nos centramos en un emplazamiento donde exista presencia de un gas inflamable, la UNE-EN 60079-10-1 nos dirá si una Zona es 0, 1 ó 2, en base a la evaluación de los siguientes parámetros:

Grado de escape de producto inflamable

Se establecen 3 grados:

• Continuo: escape continuo o frecuente o por periodos largos.

• Primario: escape periódico u ocasional en funcionamiento normal.

• Secundario: escape infrecuente, no se espera en funcionamiento normal.

Grado de efectividad de la ventilación

La ventilación va actuar como un efecto diluyente de la sustancia inflamable, reduciendo la concentración del gas o vapor por debajo del límite inferior de inflamabilidad (LII).

La efectividad va a depender, fundamentalmente, de la velocidad de escape relativa (la velocidad real en relación con el LII en g/m³) y la velocidad de ventilación o flujo del aire.

Podemos tener 3 grados en base al grado de dilución que se consiga:

• Alto: la concentración cerca de la fuente de escape disminuye rápidamente y prácticamente no persiste después tras la parada del escape.

• Medio: la concentración está controlada, estableciéndose una zona de límite estable mientras el escape se está produciendo. La atmósfera explosiva gaseosa no persiste indebidamente tras la parada del escape.

• Bajo: existe una concentración significativa mientras se está produciendo el escape y/o persistencia significativa de la atmósfera inflamable tras la parada del escape.

Con la siguiente tabla, conociendo la característica del escape (velocidad de escape relativa) y la velocidad de la ventilación, podemos obtener el grado de dilución:

Disponibilidad del sistema de ventilación

Para evaluar la disponibilidad de la ventilación, empleamos un método cualitativo en base a los siguientes niveles:

• Buena: disponible de manera continúa.

• Aceptable: se espera en funcionamiento normal, permitiéndose discontinuidades cortas y poco frecuentes.

• Pobre: que no cumple con buena o justa , pero que no se espera interrupciones prolongadas.

Una vez determinados los valores de los criterios descritos anteriormente, la siguiente tabla nos permite relacionar todos ellos para determinar la clasificación de las distintas zonas:

Donde:

ED: zona teórica de extensión despreciable.

+: rodeada por.

El siguiente paso sería establecer la distancia peligrosa, que determina la extensión de la zona clasificada.

Distancia peligrosa

Esta distancia depende de la tipología del escape:

• Chorro libre a alta velocidad.
• Chorro de difusión baja.
• Gases pesados.

Y a la característica del escape que vendrá determinada por su velocidad relativa de escape.

Con estos dos parámetros y haciendo uso del siguiente gráfico, podremos determinar la distancia peligrosa:

Probabilidad de aparición de fuentes de ignición

Como hemos comentado anteriormente, para determinar el riesgo de explosión, además de conocer la probabilidad de formación de ATEX, es necesario estimar la probabilidad de aparición de una fuente de ignición efectiva.

Para establecer esta probabilidad, es necesario analizar, previamente, las posibles fuentes de ignición que puedan estar presentes en el área de riesgo.

La norma europea EN 1127-1 establece trece tipos de fuentes de ignición efectivas a considerar para la evaluación del riesgo en atmósferas explosivas:

Para cada una de las fuentes de ignición que pudieran coexistir con la atmósfera explosiva, se estimará una probabilidad de presencia.

La siguiente tabla muestra un ejemplo de estimación cualitativa de nivel de probabilidad:

En el caso que distintos focos de ignición den lugar a diferentes probabilidades de activación de la atmósfera explosiva, se considerará siempre la que sea más restrictiva.

Probabilidad de que se produzca una explosión

Con la estimación de la probabilidad de formación de ATEX (clasificación de zonas) y de la probabilidad de presencia de fuentes de ignición, estamos en disposición de determinar la probabilidad de que se produzca una explosión.

Para ello, podemos hacer uso de la siguiente tabla:

Consecuencias de una explosión

El último paso que nos queda para poder evaluar el Nivel de riesgo de explosión, es estimar las consecuencias para personas e instalaciones si tuviera lugar esa explosión.

Se puede realizar una clasificación de consecuencias con los siguientes criterios:

• Catastrófico: muertes o pérdida de la instalación.

• Mayor: daños severos en personas o instalaciones.

• Moderado: daños menores en personas o instalaciones.

• Menor: daños mínimos en personas o instalaciones.

Nivel de riesgo de explosión

La probabilidad de que ocurra una explosión, conjuntamente con las posibles consecuencias que se puedan derivar de ella, dan como resultado un determinado nivel de riesgo. Estimar este nivel permitirá establecer las medidas de actuación necesarias.

La siguiente tabla relaciona los dos factores comentados, probabilidad y consecuencias de una explosión, para establecer un determinado nivel de riesgo:

Donde:

Medidas de prevención y protección contra explosiones

El documento de protección contra explosiones debe proporcionar las medidas de prevención y protección necesarias, en base al resultado de la evaluación del riesgo realizada.

Las medidas de prevención y protección contra explosiones deberán adoptarse siguiendo el siguiente orden de prioridad:

Medidas para prevenir la formación de atmósferas explosivas.

• Prevenir la formación de atmósferas explosivas.

• Evitar la presencia de fuentes de ignición efectivas.

• Limitar o reducir de los efectos de explosiones.

¿Quién debe de realizar el documento de protección contra explosiones?

Como hemos visto de manera resumida, la elaboración de un documento contra explosiones es un trabajo complejo que requiere del conocimiento y experiencia en distintas áreas: propiedades físico-químicas de sustancias, principios de dispersión, análisis de procesos e instalaciones…

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