CONCEPTOS VENTILACION

VENTILACIÓN DE ATMOSFERAS EXPLOSIVAS II

Como se ha indicado en la HojaTécnica Ventilación 6-1 al tratar delas técnicas de prevención deincendios y explosiones, la ventilaciónpuede cumplir una importante misiónevitando que en atmósferas poten-cialmente explosivas, que se encuen-tren por debajo del LIE, Límite Inferiorde Explosión, mantenerlas asídiluyendo los aportes de gases ovapores que se vayan produciendo.

Esto es de capital importancia enprocesos industriales que tienen lugaren hornos, estufas y secaderos. Elcálculo resulta fácil si la cantidad desolvente es conocida.

El caudal de aire que debe aportar laventilación es

en donde:

Pe = Peso específico del solvente

Pm= Peso molecular del solvente

C= Coeficiente de seguridad entre4 y 12.

S= Litros/hora del solvente a diluir.

LIE= Límite Inferior Explosividad %.

B= Constante igual a 1 paratemperaturas hasta 120 ºC.Para temperaturas superioresdebe tomarse =0,7

Una vez conocido este valor hay quetener en cuenta situar las bocas deextracción de aire lo más cercaposible de los focos contaminantes,que el circuito de aire que se esta-blezca pase por zona nociva paraarrastrar los vapores perjudiciales yque lleguen al exterior sin atravesarlos lugares ocupados por el personal.Finalmente, hay que procurar que elaire expulsado no vuelva a entrar, porlo que situaremos alejadas unas deotras las bocas de salida y las deentrada de aire en el local.

Este cálculo es válido para recintosen los que no estén ocupandos porpersonal. En este caso el cálculodebe hacerse ateniendo a la máximaconcentración del tóxico permitida

Fig. 1

Ventilador

AIRE

GAS CHISPA

EXPLOSION

CABINA DE PINTURA A PISTOLA

El pintado en cabinas y espacios cerrados con evaporación de solven-tes volátiles al ambiente interior, constituye un caso de atmósferapotencialmente explosiva con presencia humana, cuya ventilación dedilución debe calcularse para que no sobrepasa ni el LIE, Límite InferiorExplosivo ni el MAC Máxima Concentración Aceptable.

Impulsión

Filtro

Salida

Fig. 2

22,4 x Pe x 100 x C x S

Pm x LIE x BQ (m3/h) =

HOJAS TECNICAS

para los humanos, es el términoconocido como MAC, que dependede lo pernicioso del producto, de launiformidad de su distribución, de lasituación del ventilador que determinala dirección de arrastre del contami-nante, etc. Su valor debe tomarseentre 3 y 10.

Así pues la fórmula anterior reviste laforma:

en donde, K = 3 a 10

MAC = Máxima concentración Aceptable en %.

Los valores del LIE y MAC vienenrecogidos en la tabla de la últimapágina de la Hoja Técnica 6-1. Debeefectuarse el cálculo basándose en elLIE y en el MAC haciendo prevalecerel resultado que sea más elevado.

Si hay mezcla de gases se puedeconsiderar la mezcla como formadapor un solo componente con el LIEmás bajo o sea utilizando el mayorcaudal de aire. Si se desea hacer uncálculo más preciso puede usarse lafórmula de Le Chatelier,

en donde % es el porcentaje en pesodel componente en la mezcla.

Un ejemplo de cuanto llevamosexpuesto:

Unas piezas barnizadas debensecarse en una estufa a 175 ºC. Eldisolvente volátil es Tolueno del quese evapora un litro por hora de formauniforme (ésto es importante: unifor-memente a lo largo de una hora).¿Qué caudal de aire exterior, puro,necesitamos para diluir los vaporesde Tolueno por debajo de su LímiteInferior Explosivo?

Caudal Q (m3/H) =

ESTUFA DE SECADO DE PIEZASESTATICAS PINTADAS O BARNIZADAS

ESTUFA DE SECADO CONTINUO DEPIEZAS IMPREGNADAS O PINTADAS

22,4 x Pe x 100 x C x S = =

Pm x LIE x B

22,4x0,866x100x10x1= = 237 m3/h 92,12x 1,27x0,7

Entrada de aire(a través de filtro)

Puerta de carga

Ventilador

Al e

xter

ior

Carril para elcolgado de piezas Entrada lo más

cerrada posibleMamparas laterales

Campana sobrela entrada

Al e

xtra

ctor

Cuerpo largo

de la estufa

Fig. 4

Fig. 3

22,4 x Pe x 100 x S x K

Pm x MACQ(m3/h) =

100LIE = %2 %3 + + ... LIE2 LIE3

HOJAS TECNICAS

Como esta fórmula se refiere acondiciones normales aplicaremos laLey de Charles y Gay Lusac paraconocer el caudal necesario a175 ºC a que trabaja la estufa:

t2 + 273Q2 = Q1 = t1 + 273

175 + 273= 237 = 362 m3/h 20 + 273

Este caudal, 360 m3/h aproximada-mente, es el que deberá proporcio-nar el sistema de ventilación de laestufa o sea, insuflar 360 m3 de airecada hora, de forma uniforme,continuada o bien extraer estemismo volumen horario, preveyendouna entrada de aire a través de unfiltro en todo caso.

Otro ejemplo:

Una cabina de pintura a pistola paracoches, manual, con los operariospintores dentro de la misma, queevapora dos litros de xylol por hora,tarbajando a temperatura ambiente.¿Qué caudal de aire precisa paradiluir el contaminante?

Para mantener el ambiente pordebajo del LIE hace falta un caudalde:

22,4 x 0,881 x 100 x 8 x2Q = = 300 m3/h 106,16 x 1 x 1

pero como la cabina de pintura estáocupada por seres humanos,deberemos calcular el caudalnecesario para diluir el contaminantea valores de la Máxima Concentra-ción Aceptable, el MAC, para lo queresulta:

22,4 x Pe x 10 6 x S x KQ = = Pm x MAC

22,4 x 0,881 x 10 6 x 2 x 6 = = 106,16 x 100

= 22.300 m3/h

En este caso, como la seguridadpara la salud de los operarios exige22.300 m3/h, muy superior a los 300que se necesitan para prevenirexplosiones, ventilaremos en funciónde la Higiene Industrial con lo quequedará sobradamente protegida la

Los vehículos a motor dentro de un aparcamiento sueltan al ambiente múlti-ples componentes, inclusive los carburantes gasolina y gasoil y sus vapores,si por avería o accidente se perforan los tanques, que pueden acumularse yconstituir una atmósfera explosiva. La ventilación obligatoria por exigenciasde la salud de los ocupantes, debe calcularse también para diluir los gases yvapores producidos por debajo de su MAC, Máxima Concentración Aceptable.

Planta de un aparcamiento subterráneo con indicación de la entrada de aireE y la salida S.El ejemplo de cálculo de la ventilación de un aparcamiento subterráneo estádesarrollado en la Hoja Técnica "Casos de Aplicación 2"

CO2, H

2O, N

2

y además:

Oxido de Carbono CO

Oxidos Nitrógenos NOx

Plomo

Comp. Sulfurosos

Hidrocarburos

Partículas varias

Polutantes diversos

Pérdidas de vapor.

VEHÍCULO REAL

DISTRIBUCION DE LA VENTILACION

Rejillas de Captación

Rejillas de Impulsión

Ext

racc

ión

de a

ireE

ntra

dade

aire

SExtracción de

ventilación

55 m

Rutas de circulación de coches

Impulsiónde

ventilación

Rutas de circulación de coches

Salida de coches Entrada de cochesAparcamiento primera planta

E

Rampa

Rampa

65 m

Fig. 5

Fig. 7

Fig. 6

HOJAS TECNICAS

Imprès sobre Paper Ecològic Mate de 135 Grs.

instalación contra el peligro deexplosión.

Hay que recordar que las mezclasde aire y gases inflamables puedenexplotar cuando alcancen su tempe-ratura de inflamabilidad. Basta conque una pequeña parte de la mezclaalcance esta temperatura para quese produzca la ignición o la explo-sión, la que se propaga por toda lamezcla a alta velocidad acelerada.Generalmente la causa de la explo-sión es una chispa en contacto conel gas.

La explosión solamente ocurrecuando el gas inflamable estápresente en una porporción determi-nada en el aire o el oxígeno. Porejemplo una mezcla de aire ymetano (grisú) solamente es explosi-va si el contenido de metanosobrepasa el 5,3 %; en una mezcla

de hidrógeno y aire, cuando elcontenido es mayor del 4,1 %; elacetileno sólo explota en el airecuando su contenido está compren-dido entre el 2,8 y el 65 %. Loslímites de detonación para unamezcla de aire y monóxido decarbono son 15 - 75 %; aire y gasdel alumbrado, 10 - 20 %; aire ybenceno 1 - 60 % y aire y amoníaco,16 - 27 %.

Cuando los vapores de muchosdisolventes volátiles se mezclan conel aire en determinadas proporcio-nes, también son inflamables ypueden ocasionar explosiones. Sevaporizan grandes cantidades dedisolventes cuando se pinta apistola objetos grandes y pequeños,cuando se desengrasan objetosmetálicos, etc.

Debe tenerse en cuenta lo que

llevamos dicho para controlaratmósferas potencialmente explosi-vas para que se encuentren pordebajo del LIE, Límite InferiorExplosivo, evitando con la ventila-ción que se sobrepase este límite.Pero cuando una atmósfera estáentre el LIE y el LSE basta unafuente de energía, llama, chispa,calor, etc., para provocar la explo-sión y su control escapa de lasimple ventilación, debiendo interve-nir especialistas, bomberos,expertos en seguridad, etc., paraproceder.

Y cuando la atmósfera está porencima del LSE tampoco es acon-sejable la ventilación pues, con elaire aportado sólo se consigue bajarel LSE y entrar en la zonaintermedia, entre el LSE y el LIE,repitiendo la situación anterior.

HOJAS TECNICAS