Dinamica Explosiones ales 2da Edicion Junio2010

7/31/2019 Dinamica Explosiones ales 2da Edicion Junio2010

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Edicin Junio 2010

Ing. Nestor Adolfo BOTTA

ISBN en trmite.www.redproteger.com.ar

Dinmica de las Explosiones

Industriales

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Dinmica de las Explosiones IndustrialesIng. Nestor Adolfo BOTTA

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INDICE

1) QUE ES UNA EXPLOSIN

2) QUE PASA CUANDO ALGO EXPLOTA

3) AGENTE DE DAO4) CAUSAS

4.1) Generacin Sbita

4.2) Rotura del Recipiente

5) EXPLOSIONES FSICAS

5.1) Explosin por Liberacin de un Gas Comprimido5.2) Explosin por Liberacin de Gas Licuado (Las BLEVES)

5.3) Incendios y Explosiones Secundarios

6) REACCIONES QUMICAS QUE DAN LUGAR A EXPLOSIONES

6.1) Reacciones Uniformes6.2) Reacciones de Propagacin

7) EXPLOSIONES TRMICAS

8) EXPLOSIONES POR DEFLAGRACIN8.1) Deflagracin de Gases y Vapores

8.2) Deflagracin de Polvos en Suspensin8.3) Deflagracin de Lquidos Nebulizados

8.4) Deflagracin de Mezclas Hbridas de Polvo y Gas8.5) Deflagracin en Fases Condensadas

9) EXPLOSIONES POR DETONACIN9.1) Detonaciones de Gases y Vapores

9.2) Detonaciones de Polvos y Lquidos nebulizados

10)LA ONDA DE PRESIN

10.1) Caractersticas

10.2) Onda de Presin

10.3) Factores Direccionales10.4) Efectos


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En su acepcin ms difundida el trmino explosin se refiere a un estallido asociado con unestrepitoso y agudo ruido y un frente expansivo de presin, que vara desde una onda dechoque supersnica a una rfaga de viento relativamente suave.

1) QUE ES UNA EXPLOSIN

Una explosin es una sbitaliberacin de gas a alta presin en el ambiente.

La palabra clave es sbita; la liberacin debe ser la suficientemente rpida de forma que laenerga contenida en el gas se disipe mediante una onda de presin destructiva u onda dechoque. El segundo trmino en importancia es alta presin, que significa que en el instantede la liberacin la presin del gas es superior a la de la atmsfera circundante.

Ntese que la definicin bsica es independiente del origen o mecanismo por el que se

genera el gas a alta presin.Los elementos comunes a los distintos fenmenos que se consideran explosiones son lossiguientes:

- La sustancia liberada ha de encontrase en fase gaseosa. Puede tratarse de un gas, unvapor, una mezcla de gases o una mezcla de vapores.

- La liberacin ha de ser sbita, en el sentido de muy rpida, es decir, que ha de ser losuficientemente rpida como para que la energa contenida en el gas se disipe en elambiente mediante una onda de presin destructiva u onda de choque.

- La presin del gas en el momento de la liberacin ha de ser alta, es decir, que su

energa potencial ha de ser suficiente para iniciar y mantener una expansin destructiva.


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3) AGENTE DE DAO

En un incendio el agente de dao, es decir, aquellos elementos que producen dao, son elcalor, el humo, los gases y las llamas.

En una explosin el agente de dao es fundamentalmente la onda de presin destructiva ode choque, pero tambin existen otros agentes de daos secundarios como son losproyectiles primarios o los efectos del gas que se escapa, que en algunos cosas puede serinocuo u en otros inflamable, corrosivo, toxico, etc. Estos agentes de dao son propios de laexplosin con independencia donde sta ocurre, pero de acuerdo al entorno donde ocurrepueden existir proyectiles secundarios y los efectos de las instalaciones que se rompen, loque puede generar escapes de gases, incendios, derrumbes, etc., u otras explosionesderivadas.

ExplosinOnda de Presin o Choque +

Proyectiles

Consecuencia


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De acuerdo al tipo de explosin que se produzca la capacidad de daos de los distintosagentes de dao puede ir cambiando, transformndose los efectos secundarios de laexplosin en ms destructivos que la propia onda de presin.

4) CAUSAS

Las causas bsicas de las explosiones las podemos dividir en dos grandes tipos:

- Rotura de Recipiente: Descarga sbita de un gas a alta presin en el ambienteproducto de la rotura de un recipiente. Esta rotura se puede dar por:

- Lo que sucede dentro del recipiente.

- Lo que le sucede al propio recipiente.

- Lo que sucede fuera del recipiente.

- Generacin sbita en el ambiente de un gas a alta presin, que puede ser debida afenmenos fsicos como por ejemplo, la evaporacin instantnea de un lquido que entraen contacto con una superficie caliente, fenmeno qumico como por ejemplo, ladetonacin de un explosivo de alta potencia, o por el autoconfinamiento de gasespesados.

La diferencia entre estos dos tipos bsicos de explosiones se debe fundamentalmente alconfinamiento.


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El confinamiento puede ser un tanque de combustible lquido o gaseoso, un tanque paragases no combustibles como aire, oxgeno, etc., es decir, el almacenamiento permanente degases comprimidos o licuados; o ambientes que circunstancialmente o accidentalmentepueden ser sometidos a mayor presin que la atmosfrica por algunos de las formas queanalizaremos, como ser: una casa, un silo, una celda, un depsito de productos qumicos,etc.

4.1) Generacin Sbita

Cuando un lquido (rara vez un slido) entra en contacto con una sustancia u objeto a unatemperatura muy superior a su punto de ebullicin, se produce una sbita evaporacin dellquido y la consiguiente expansin del vapor generado. Es el caso de los derrames atemperatura ambiente de lquidos refrigerantes o de gases criognicos licuados y de laentrada en contacto de lquidos con metales o minerales muy calientes. En dichos casos, el

lquido recibe calor de la superficie ms caliente a una velocidad tal, que instantneamentese genera un gas a alta presin. Si el rea de contacto entre el lquido y la superficiecaliente es grande, la vaporizacin puede producirse lo suficientemente rpida para causaruna onda de presin, propagndose en todas las direcciones. La velocidad de evaporacines generalmente baja, pero la rpida generacin del gas, produce con frecuencia presioneslo suficientemente elevadas para destruir edificios o contenedores. La sbita introduccin deagua a los tubos de calderas, intercambiadores de calor o tanques de fluidos detransferencia de calor, a alta temperatura, pueden provocar violentas explosiones.

4.2) Rotura del Recipiente

El anlisis de las explosiones por rotura del recipiente lo podemos hacer siguiendo dosdimensiones: la espacial y la temporal.


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Este tipo de explosin es un proceso relativo donde no importa porque y de donde, pero sise rompe el recipiente, y se produce una sbita liberacin de gas a alta presin en elambiente, entonces estamos frente a una explosin.


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4.2.1) Lo que Sucede Fuera del Recipiente

Este anlisis terico se hace bajo la hiptesis de que la rotura del recipiente sucede porcausas externas ajenas al producto involucrado, y que el recipiente se encuentra en ptimascondiciones. El fallo estructural del recipiente se puede producir por un calentamiento

localizado o generalizado externo (por ejemplo un incendio en la zona de almacenamiento)produciendo una disminucin en la resistencia mecnica del recipiente, por un proyectilexterno (por ejemplo otra explosin) o por un impacto mayor como puede ser el choque deun vehculo.

4.2.2) Lo que le Sucede al Recipiente

Este anlisis terico se hace bajo la hiptesis de que el contenido del recipiente no estasufriendo ningn cambio fisicoqumico. El fallo de las paredes del contenedor se puededeber a corrosin interna o externa, espesor no adecuado de las paredes, fallos delmaterial, fallos en la soldaduras, es decir, un debilitamiento del recipiente por fenmenos dediseo o construccin.

La rotura del recipiente resulta en la proyeccin de metralla de tamao grande y provoca unviolento empuje de la estructura del contenedor en la direccin opuesta a la descarga degas. No obstante, en estas circunstancias la liberacin de gas es extremadamente rpida yse genera una violenta onda de choque. La onda de presin provocada por la rotura delcontenedor es muy direccional, desplazndose fundamentalmente en la direccin de ladescarga y causando efectos de presin a distancia mucho mayor en dicha direccin. Noobstante, se generan, prcticamente en todas direcciones, significativos efectos de presin.


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4.2.3) Lo que Sucede Dentro del Recipiente

Este anlisis terico se hace bajo la hiptesis de que el recipiente se encuentra en ptimascondiciones, siendo el contenido del recipiente el que esta sufriendo cambios fsicos y/oqumicos; es decir, el producto dentro del recipiente esta sufriendo un aumento en supresin.


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La diferencia fundamental entre las explosiones causadas por un gas a alta presin se debeal origen de las mismas: fsico o qumico.

En determinados casos todo el gas a alta presin se genera por medios mecnicos o porfenmenos sin presencia de un cambio fundamental en la sustancia involucrada. El gaspuede alcanzar alta presin mecnicamente; o bien un lquido sobrecalentado puede

liberarse sbitamente por medios mecnicos y generar alta presin por evaporacinrepentina. Ninguno de estos fenmenos significa cambio en la naturaleza qumica de lassustancias involucradas; todo el proceso de generacin de alta presin, descarga y efectosde la explosin puede entenderse de acuerdo con las leyes fundamentales de la fsica.Dichos fenmenos se denominan comnmente explosiones fsicas.

En otros casos, la generacin del gas a alta presin es el resultado de reacciones qumicasdonde la naturaleza del producto difiere sustancialmente de la inicial (reactivo). La reaccinqumica ms comn presente en las explosiones es la combustin, en el cual un combustible(por ejemplo el metano) se mezcla con el aire, se inflama y arde generando anhdridocarbnico, vapor de agua y otros subproductos. Hay otras muchas reacciones qumicas quegeneran gases a alta presin. Las explosiones resultan de la descomposicin de sustanciaspuras, detonaciones, combustin, hidratacin, corrosin y distintas interacciones de dos oms sustancias qumicas en mayor o menor grado de mezcla. Cualquier reaccin qumicapuede provocar una explosin si se emiten productos gaseosos, si se vaporizan sustanciasajenas por el calor liberado en la reaccin o si se eleva la temperatura de gases presentes,por la energa liberada.

Termodinmicamente, las reacciones qumicas se clasifican en exotrmicas (liberan calor) yendotrmicas (absorben calor). El que se libere o absorba calor depende de las condicionesen que las sustancias reaccionan. No obstante, puesto que una reaccin qumica sedesarrolla con mayor rapidez al aumentar la temperatura, si la reaccin es endotrmica seenfriar y autoextinguir si no se le suministra calor continuamente. Por lo tanto, las

reacciones endotrmicas slo provocan explosiones en circunstancias especiales, donde elreactivo se ve sometido a una aportacin sustancial de calor externo y la propia reaccinemite productos gaseosos. Como ejemplos de dichas reacciones pueden citarse pirlisis,descarboxilaciones y otras descomposiciones forzadas.


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Por el contrario, las reacciones exotrmicas producen un incremento de temperaturaacelerando la reaccin. Si se genera ms calor del que se disipa, la reaccin se autoalimentay autoacelera. Estas reacciones pueden ser incontrolables incluso en condiciones donde sehayan extremado los mecanismos de control. Puesto que libera calor, el gas a elevadapresin puede generarse por reactivos que se vaporizan o por calentamiento de gasespresentes no producidos por la reaccin. De aqu que prcticamente todas las explosiones

qumicas se deban a reacciones exotrmicas.

Las explosiones entonces pueden tener por origen un fenmeno fsico, un fenmeno qumicoo una combinacin de fenmenos fsicos-qumicos.

De acuerdo con esto, se puede establecer la siguiente clasificacin bsica de las explosionesindustriales:

Explosin por liberacin de un gas comprimido (5.1)

Explosiones fsicas (5)

Explosiones

por

Origen

Reacciones uniformes (6.1) Explosiones trmicas (7)

Explosiones qumicas (6) Explosiones por deflagracin (8)

Reacciones de propagacin (6.2)

Explosiones por detonacin (9)

Explosin por liberacin de gas licuado (BLEVE) (5.2)


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5) EXPLOSIONES FSICAS

Las explosiones fsicas constituyen descargas de gas a alta presin sin presencia de reaccinqumica, aunque en la mayora de los casos se produce vaporizacin. Una explosin fsicatiene por origen un fenmeno fsico.

Hay dos tipos fundamentales de explosiones fsicas:

- Explosin por liberacin de un gas comprimido.

- Explosin por liberacin de gas licuado (BLEVE).

5.1) Explosin por Liberacin de un Gas Comprimido

La sustancia involucrada es un gas contenido en un recipiente a una presin superior a laatmosfrica. La mayor parte de ellas involucran a un contenedor, tan como una caldera, uncilindro de gas, etc.

En el contenedor se genera alta presin por compresin mecnica del gas, calentamiento ointroduccin de un gas a elevada presin desde otro contenedor. Cuando la presin alcanzael lmite de resistencia de la parte ms dbil del contenedor, se produce el fallo. En algunoscasos, componentes relativamente pequeos en la instalacin, constituyen el punto msdbil y se proyecta como metralla. A veces son las paredes las que fallan y el contenedor

revienta con extrema violencia.Los daos generados dependen bsicamente del modo de fallo. Si fallan pequeoselementos pero el contenedor permanece prcticamente intacto, la metralla proyectadaresulta tan peligrosa como las balas; sin embargo, la descarga de gas es altamentedireccional y controlada por el dimetro del agujero que resulta al proyectarse los pequeoselementos. En estas condiciones, los daos causados pueden limitarse a penetraciones demetralla, quemaduras y otros efectos dainos por gases calientes y/o menoresdesplazamientos estructurales dbiles. Si hay desequilibrio entre la expulsin de pequeoselementos y la liberacin de gas, el contenedor sufre un empuje en la direccin opuesta alescape de gas, y puede resultar volcado, derribado o bien desplazado. En este caso, puedenproducirse daos por impactos del contenedor en su trayectoria y colapsar el edificio u otrasestructuras si se destruyen elementos de sustentacin.

Explosiones Deflagracin no explosiva (b)

por Bola de fuego (a)

deflagracin (8)

Deflagracin de gases por reaccin de desdosificacin (8.1.4)

Deflagracin de polvos en suspensin (8.2)

Deflagracin de lquidos nebulizados (8.3)

Deflagracin de mezclas hbridas de polvo y gas (8.4)

Deflagracin en fase condensada (8.5)

Explosin de nube de vapor

no confinada (c)

Deflagacin de mezclas confinadas de gases o

vapor combustible y aire (8.1.2)

Deflagacin de mezclas NO confinadas de

gases o vapor combustible y aire (UVCE)

(8.1.3)


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5.2) Explosin por Liberacin de Gas Licuado (Las BLEVES)

BLEVE es una palabra formada por las cinco primeras letras de la frase, en ingls, BoilingLiquid Expanding Vapor Explosion, o sea, Explosin de los vapores que se expanden alhervir un lquido.

Hay dos formas para que se produzca una BLEVE:

a) Por escape masivo de gas licuado.

b) Por nucleacin espontnea.

5.2.1) BLEVE por Escape Masivo de Gas Licuado

Esta es la llamada Teora Tradicional sobre la explicacin de este fenmeno. La BLEVEcomienza con la liberacin de una sustancia contenida en un recipiente en estado lquido yque, en condiciones ambientales normales de presin y temperatura, sera un gas o vapor.

Si se rompe el recipiente, este gas o vapor que est licuado se despresuriza y se expande,se expande dentro y fuera del recipiente, el lquido entra bruscamente en ebullicin y unagran cantidad de l se evapora muy rpidamente, en forma casi instantnea. El cambio deestado lquido-vapor supone un gran aumento de volumen. El vapor se expande casiinstantneamente. La expansin del vapor produce una onda de presin destructiva, que esen definitiva la que produce la explosin.

Para que se produzca una BLEVE son necesarias dos condiciones:

1-Que el recipiente contenga un lquido que, en condiciones ambientales normales depresin y de temperatura, sera un gas.

2-Que el lquido sufra una despresurizacin intensa y sbita, para que se produzca suebullicin instantnea.

3-Que se produzca un escape en masa entre 1/3 y 1/2 de la cantidad total del lquido.

Lo que produce la onda de presin es la masa de lquido que hierve y se expanderpidamente fuera del recipiente. Para que esta onda de presin produzca una explosindestructiva, la cantidad de masa que se tiene que escapar debe ser significativa. Estoprcticamente slo se produce cuando en un recipiente se produce una gran rotura.

El funcionamiento de una vlvula de seguridad o la aparicin de una pequea fisura en elrecipiente provocan una despresurizacin insuficiente (escape de masa insignificante),que slo da lugar a la ebullicin de una pequea parte del lquido.

La mayor parte de las BLEVE se producen por un fallo del recipiente debido a la accin delfuego. Sin embargo, el recipiente puede fallar tambin debido a un impacto que ocasione surotura, perforacin o debilitamiento estructural.

Las categoras de productos que en principio pueden producir BLEVES son:

1) Gases Licuados: sustancia que, en condiciones normales de presin y temperatura, esun gas. Para licuarlo, se somete, dentro de su recipiente, a una presin muy superior ala presin ambiental normal.

Su temperatura es, generalmente, la temperatura ambiental. Esa temperatura essuperior a su punto de ebullicin en condiciones normales.

Con la presurizacin del gas no se consigue su licuefaccin total, sino que se obtieneuna zona de gas licuado (fase lquida) en la parte inferior del recipiente y una zona de


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gas comprimido (fase gaseosa) en su parte superior. Las presiones de ambas fasesestn en equilibrio.

2) Gases Criognicos: sustancia que, en condiciones normales de presin y temperatura,es un gas. Los gases criognicos se almacenan a una temperatura muy inferior a latemperatura ambiental normal (generalmente a 90C) y a una presin igual o

ligeramente superior a la atmosfrica, que en muchos casos es suficiente para el gas selicue.

Si la temperatura del gas es superior a su punto de ebullicin a la presin dealmacenamiento, el gas criognico est comprimido.

Si la temperatura del gas es inferior a su punto de ebullicin a la presin dealmacenamiento, el gas criognico est licuado.

3) Lquidos Sobrecalentados: sustancia que, en condiciones normales de presin ytemperatura, es un lquido. El lquido sobrecalentado, es un LQUIDO, que est dentrodel recipiente a una temperatura superior a la temperatura ambiente normal y superiora su punto de ebullicin, a esa temperatura y a la presin atmosfrica, sera un gas;ejemplo, la olla a presin.

5.2.1.1) BLEVE de Gas Licuado

Los casos en que contenedores de gas licuado fallan y se rompen en pedazos son losuficientemente comunes como para merecer que se traten en detalle.

Todos los gases licuados se almacenan en contenedores a temperaturas superiores a suspuntos de ebullicin en condiciones CNPT y permanecen bajo presin mientras elcontenedor est cerrado. Esta presin vara desde 7 kPa para algunos gases criognicos, avarios centenares de kPa para gases licuados no criognicos a temperaturas normales dealmacenamiento.

Cualquier lquido o gas licuado almacenado en el interior de un recipiente cerrado seencuentra en dos fases, lquido y vapor en situacin de equilibrio, segn la curva desaturacin presin - temperatura del grafico, o sea que a cada temperatura del lquido lecorresponde una determinada presin de vapor, que es la que est soportando la paredinterior del recipiente expuesto a la fase vapor.


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Si se iguala la presin a la atmosfrica, por ejemplo, por rotura del recipiente, el caloralmacenado en el lquido provoca una rpida evaporacin de parte del mismo, que serdirectamente proporcional a la diferencia de temperatura entre el lquido en el instante de larotura y su punto normal de ebullicin. En muchos gases licuados inflamables, dichadiferencia, a temperatura ambiente, puede producir la vaporizacin de 1/3 del lquido.

Esta vaporizacin se acompaa de una gran expansin por el paso del lquido a vapor. Eseste proceso de expansin el que proporciona la energa que agrieta la estructura delrecipiente, proyecta los fragmentos y ocasiona la rpida mezcla con el aire (que da porresultados la caracterstica bola de fuego cuando se produce la ignicin al entrar en contactocon el fuego que origino inicialmente la BLEVE), as como la pulverizacin del resto dellquido fro. Gran parte de las pequeas gotas de la pulverizacin arden al salir proyectadasen el aire; sin embargo, no es raro que el lquido fro salga despedido desde la zona de

incendio a demasiada velocidad para que pueda tener lugar su ignicin y caiga al suelotodava en forma lquida. En una ocasin se encontraron trozos de pavimento de asfaltodisueltos por el gas en estado lquido a distancias de 800 metros del lugar donde ocurri


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una BLEVE de gas licuado de petrleo. En otros casos, bomberos que estaban intentandosofocar una BLEVE sintieron frescor al pasar cerca de ellos el lquido fro.

La reduccin de la presin interna hasta el nivel de la presin atmosfrica es un recipientees el resultado de un fallo estructural del mismo, que se debe muy frecuentemente aldebilitamiento del metal del recipiente por su contacto con el fuego; sin embargo, puede

suceder igual si se perfora o se agrieta por alguna otra razn.El funcionamiento totalmente satisfactorio de una vlvula de seguridad de resorte, dentrode los parmetros de diseo, no puede impedir que suceda una BLEVE. Por su propianaturaleza, este tipo de vlvula no puede reducir la presin a nivel atmosfrico, sinosolamente hasta un punto algo por debajo de la presin necesaria para comenzar ladescarga. Por lo tanto, el lquido siempre permanecer a una temperatura por encima de supunto de ebullicin normal; siempre habr presin en el interior del recipiente y laestructura de ste estar sometida a esfuerzos de traccin.

Es muy difcil calentar el recipiente metlico en forma apreciable en la zona que se

encuentra en contacto con el lquido, porque ste disipa el calor del metal actuando comoregulador trmico.

0

50

10

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25

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350

-40 -20 0 20 40 60 80 100

Temp. (C)

Presin de vapor (psi)

Propano

-60

Sobrecalentamiento

Temp. dealmacenamiento

Presinalmacenamiento

Presinambiente

Vapor

Liquido

Temp. deebullicin

Curva de

Saturacin

Punto Crtico

L + V


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En la mayora de las BLEVE en las que el fallo se debe a sobrecalentamiento del metal, stese origina en la zona de vapor y se caracteriza por el alargamiento y reduccin de espesor ypor la aparicin de una grieta longitudinal que se alarga hasta alcanzar una magnitudcrtica. En este punto, se fragiliza la estructura y se propaga la grieta a la velocidad delsonido. Por ltimo, el contenedor se rompe en pedazos.

a) Magnitud de una BLEVE

Aunque la mayora de los fenmenos BLEVE por rotura de contenedor se deben a laexposicin al fuego, en algunos casos se han originado por corrosin o por impacto externo.Las roturas por impacto son particularmente frecuentes en accidentes de trfico en los quese ven envueltos vagones de ferrocarril o vehculos de carga. En esos casos, la BLEVE seproduce simultneamente al impacto. Sin embargo, en una ocasin un vagn cisterna quecontena 114 m3 de gas licuado de petrleo (GLP) se debilit seriamente en undescarrilamiento y la explosin se produjo 40 horas despus. El vagn se levant y cambide sitio sin incidente alguno. Cuando se produjo la rotura la presin interna aumentabacomo consecuencia de la elevacin de la temperatura ambiente.

La magnitud de la BLEVE depende fundamentalmente del peso de los trozos en que serompe el contenedor y la cantidad de lquido que se evapora cuando el contenedor falla. Lamayora de las BLEVE de gas licuado ocurren cuando los recipientes se encuentran llenos delquido entre algo menos de la mitad y tres cuartos de su capacidad. La relacin entre laenerga liberada y el peso de los trozos del contenedor es de tal magnitud que stos salendespedidos a distancias de hasta 800 metros. Son frecuentes las bolas de fuego de varioscientos de metros de dimetro y se han producido vctimas mortales por quemaduras adistancias de hasta 76 metros en el caso de recipientes de gran tamao.

El 19 de noviembre de 1984, cerca de la ciudad de Mxico, se produjo un tremendodesastre debido a mltiples BLEVE de gas licuado de petrleo. El accidente se produjoalrededor de las 05:00 hs. en la maana de un lunes, mientras una estacin Terminal sellenaba de combustible procedente de una refinera situada en otra zona del pas, medianteun gasoducto. Un fallo de un componente de la tubera de 254 mm de dimetro, degeneren una rotura en la lnea de suministro, liberndose una enorme nube de GLP, que seincendi 20 minutos ms tarde al alcanzar una llamarada al nivel del suelo. La explosin e

A

B

Tiempo

Tempera

tura

Vapor

LquidoB

A


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incendio resultantes provoc 500 muertos. La llama procedente de la tubera rota alcanzuno de los cuatro depsitos esfricos de 1.590 m3 de capacidad, desencadenndose unBLEVE diez minutos despus. Procedentes de los cuatro depsitos esfricos y 48 tanquescilndricos se detectaron 15 BLEVE en un sismgrafo. Los dos depsitos esfricos de 2.384m3 permanecieron en sus cimientos, pero resultaron severamente daados. Los cuatrodepsitos de 1.590 m3 quedaron destrozados. Los 48 tanques cilndricos resultaron daados

en distinto grado, apareciendo pedazos a 1,1 km.

b) Intervalos de Tiempo en BLEVE Causadas por Fuegos

El tiempo transcurrido entre el comienzo del contacto con la llama y una BLEVE depende defactores tan variables como las dimensiones y la naturaleza del fuego y las caractersticasdel recipiente mismo. Los recipientes no aislados situados en superficies pueden explotar encuestin de pocos minutos si son pequeos, mientras que si son grandes pueden tardarvarias horas, siempre y cuando no se enfren con chorros de agua. En un estudio sobredepsitos y recipientes de almacenamiento de gases licuados de petrleo que oscilaban encapacidad entre 3.800 a 114.000 litros se obtuvo un intervalo de tiempo entre 8 y 30

minutos, ocurriendo el 58% en quince minutos o menos. Los datos relativos a recipientesprovistos de aislamiento son escasos, puesto que slo se suelen proteger de esta forma losenvases de gases criognicos y algunos de gases reactivos. Pero no existe ninguna duda enque el aislamiento proyectado para la proteccin contra la exposicin al fuego puede alargarde manera importante los plazos para que suceda una BLEVE. En el caso de un vagncisterna de ferrocarril cargado de un gas licuado de petrleo y protegido con aislamiento, laBLEVE ocurri despus de 20,5 horas de exposicin al fuego, lo que es, sin duda, unejemplo extremo. En los ensayos comparativos realizados con vagones cisterna deferrocarril para transportar gases licuados de petrleo protegido, se produjo la BLEVE en 93minutos en el caso del vagn protegido y en 25 minutos en el desprovisto de aislamiento.

c) Valorizacin de las consecuencias de las BLEVE

c.1) 1Mtodo 1

Las ecuaciones de Hasegawa y Sato interrelacionan a la masa (M) del gas licuado con eldimetro (D) de la bola de fuego, el tiempo de duracin (T) y el calor de la radiacintrmica Qmx que se recibe a la distancia R.

Las ecuaciones indicadas son:

Dimetro (D) de la bola de fuego

D = 5,25 M0,314 (1)

donde:M = kilosD = metros

Tiempo de duracin (T)

T = 1,1449 M0,362 (2)

donde:

T = segundos

1Frmulas extradas del artculo Fenmenos de combustin. BLEVE, una particularidad, autor A. Aznar. Fuentewww.energuia.com.


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Calor de la radiacin trmica

Qmx = (828 M0,771)/R2 (3)

donde:

Qmx = kW/m2R = metros

Estas ecuaciones de Hasegawa y Sato se completan con la expresin de Fay y Lewis para laaltura de la bola de fuego (H):

H = 12,73 V1/3 (4)

donde:

H = metrosV = volumen en m3 del vapor combustible a presin y temperatura ambiente.

Ejemplo: un almacenamiento de propano de 200.000 Kg, en caso de producirse unaBLEVE, se originara una bola de fuego cuyo dimetro, segn la ecuacin (1) podraestimarse en 242,64 metros, a su vez, la duracin de la bola de fuego sera deecuacin (2) unos noventa y cinco segundos.Por su parte, a 500 m del lugar donde se produjo la BLEVE se estar sometido a unaradiacin trmica de 40,47 kW/m2, habiendo sido la altura de la bola de fuego de605,85 m (teniendo en cuenta que a temperatura ambiente de 15,66C, 1 Kg depropano ocupa 0,539 m3).

El efecto de la radiacin trmica sobre las personas se puede calcular partiendo de laecuacin de Eisemberg que relaciona a la dosis con el tiempo de exposicin y la

irradiacin media recibida, en la forma:

= t 4/3

siendo: = Dosis recibidat = Tiempo de exposicin = Irradiacin recibida

donde es el producto de los coeficientes correspondientes a la transmisin atmosfrica(funcin a su vez de la humedad relativa y de la distancia), un coeficiente geomtrico de

visin (funcin del dimetro de la bola de fuego calculado y de la distancia entre el centrode la bola de fuego y el cuerpo irradiado) y del valor de la intensidad media de la radiacin,o flujo radiante por unidad de superficie y tiempo.

c.2) 2Mtodo 2

Radiomax = 29 M1/3

Altura = 0,75 Dmax

Tiempo = 4,5 M1/3

2 Secuencia extrada del material del Curso Normalizado de Seguridad Contra Incendios y Emergencias con GasesInflamablesCuarto Mdulo Incendio en Gases Inflamables por Csar Duque & Asociados.


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donde :

M = kilos. Masa vaporizada del producto. Puede ser entre el 32 y 65%.T = segundosR y Altura = metros

c.3) Mtodo 3

Dimetro de la bola de fuego

D = 6,48. W0,325 (T. N. O.)

siendo:D = dimetro mximo (m).W = masa total del combustible (kg).

Altura de la bola de fuego

H = 0,75 D

siendo:H = altura del centro de la bola (m).D = dimetro mximo (m).

Duracin de la bola de fuego

t = 0,852 W0,26 (T. N. O.)

siendo:t = tiempo de duracin (s).W = masa total del combustible (kg).

La experiencia demuestra que la duracin puede llegar a durar hasta tres minutos para lasesferas de gran capacidad.


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Radiacin trmica recibida

La radiacin recibida en un punto determinado se obtiene mediante la ecuacin genricasiguiente:

l = d F Esiendo:

l = irradiacin recibida (kW/M2).d = coeficiente de transmisin atmosfrica.F = Factor geomtrico de visin.E = Intensidad media de radiacin (kW/m2).

El coeficiente de transmisin atmosfrica es funcin de la humedad relativa del aire yde la distancia al punto en cuestin.

d = 2,02 (P'v. x)-0,09

siendo:P'v = presin parcial absoluta del vapor en el aire ambiental (Pa) (1 bar = 10

5Pa).x = distancia entre la envolvente de la bola de fuego y el punto considerado(m).

El factor geomtrico F es un coeficiente que depende de la forma del foco emisor yreceptor, y de la distancia. En el caso de BLEVES, al asimilarse la bola de fuego a una esferay el cuerpo receptor a una superficie normal a la radiacin directa en la lnea procedente delcentro de la esfera, se demuestra que el factor geomtrico tiene el valor:

F = D2 /4 X2

siendo:D = dimetro mximo de bola de fuego (m).x = distancia entre el centro de la esfera y el cuerpo irradiado (m).

La intensidad media de radiacin E es el flujo radiante por unidad de superficie ytiempo, y se calcula segn la siguiente expresin:

E = fr. W. Hc /p. D2 . t

Siendofr = un coeficiente de radiacin que puede oscilar entre 0,25 y 0,40. Elcoeficiente fr nos indica la fraccin de la energa total desarrollada en lacombustin, ya que esta energa se ve reducida por las prdidas,fundamentalmente en la conveccin de humos.W = masa total del combustible (kg).Hc = calor de combustin (kJ/kg).D = dimetro mximo de la bola de fuego (m).t = tiempo de duracin de la BLEVE (s).

Una vez calculada la irradiacin trmica, hay que proceder al clculo de la dosis de radiacintrmica para personas expuestas. Una de las frmulas ms empleadas es la de Eisenberg:

Dosis = t . l4/3

Siendo :


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t = tiempo de exposicin (s).l = irradiacin recibida (W/m2).

El valor exponencial de la l, representa un coeficiente de mayoracin de la dosis, a efectosde seguridad. Tengamos en cuenta, que segn la Directriz Bsica para las elaboracin de los

planos especiales del sector qumico (BOE 6-2-91), los valores umbral son: Para el lmite dela Zona de Intervencin en la cual el nivel de daos justifica la implantacin inmediata demedidas de proteccin, 5 kW/m2 en un tiempo mximo de exposicin de 3 minutos, y parael lmite de Zona de Alerta de 3 kW/m2 en tiempo de exposicin prcticamenteindeterminado, ya que los daos solo seran perceptibles por los grupos de poblacincrticos.

Para una valoracin ms precisa de daos a la poblacin expuesta en funcin de la dosis deradiacin trmica sera recomendable la aplicacin del Mtodo Probit sobre vulnerabilidad delas personas por accidentes mayores.

A ttulo orientativo se indica a continuacin la mxima radiacin tolerable de materiales,(fuente - programa Toccata - Italia).

MATERIAL RADIACIN MXIMA TOLERABLE I (W/m2)

Cemento 60.000

Hormign armado 200.000

Acero 40.000

Madera 10.000

Vidrio 30.000 300.000

Pared de Ladrillo 400.000

Ejemplo: Calcular las consecuencias de radiacin trmica de la BLEVE de una esfera quecontiene 200 m3 de butano almacenados a 20C, a una distancia de 200 m. La humedadrelativa atmosfrica es 50%.

Datos:Segn tablas de la presin absoluta del vapor de agua saturado, a 20Ccorresponden a 2310 Pa.El calor de combustin es 45.800 kJ/kg.La densidad del butano en estas condiciones es, aproximadamente, 0,5 kg/dm3.W = 0,5 kg/dm3 . 200.000 dm3 = 100.000 kg

Solucin:Dimetro de la bola de fuego

D = 6,48. 100.000 0,325 = 273 m

Altura de la bola de fuego

H = 0,75. 273 = 204 m

Duracin de la bola de fuego

t = 0,852 . 100.000 0,26 = 17 s


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La distancia entre la envolvente de la bola de fuego y el punto considerado a efectos dedeterminar el coeficiente de transmisin atmosfrica, se calcula tal como se indica en lafigura 5.

Clculo de la distancia x

Coeficiente de transmisin atmosfrica

La presin parcial absoluta del vapor de agua P'v con una humedad relativa del 50%contenido en la masa de aire hmedo se calcula as:

P'v/Pv = - 0,5 ; P'v = 0,5. 2310 = 1155 Pa

siendo:Pv = Presin absoluta del vapor de agua saturado.P'v = Presin parcial absoluta del vapor de agua en un ambiente de humedadrelativa x%.

d = 2,02 (1155 . 150)-0,09 = 0,68

Factor geomtrico de visin

F = 2732 /4 (273/2 + 150)2 = 0,23

Intensidad media de radiacin

Se adopta fr = 0,25

E= 0,25.100000.45800/3,14.2732. 17 = 288 kW/m2

Irradiacin recibida

l = 0,68. 0,23. 288 = 45 kW/m2 (sobre hipottica superficie perpendicular a laradiacin).


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Tga = 204 / 200 = 1,02 a 45

La irradiacin recibida sobre una persona o superficie vertical en el suelo ser:

Ilreal = 45. cos 45 = 45. 0,7 = 31,5 kW/m2 = 31.500 W/m2

Dosis de irradiacin

Dosis = (17. 31.500 4/3) = 16.912.053 W/m2

d) Ejemplo de cmo se puede producir una BLEVE3

1.- Dos vagones chocan. 2.- Se produce una fuga de GLP.

3.- El gas se extiende rpidamente. 4.- Encuentra una fuente de calor y seincendia.

3 Secuencia extrada del material del Curso Normalizado de Seguridad Contra Incendios y Emergencias con GasesInflamablesCuarto Mdulo Incendio en Gases Inflamables por Csar Duque & Asociados.


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5.- La llama acta sobre el tanque expuesto. 6.- Las llamas calientan el tanque y elcontenido, produciendo evaporacin y

aumento del volumen de GLP, esto actaabriendo la vlvula de seguridad.

7.- El vapor liberado por la vlvula deseguridad se incendia.

8.- El calor acta sobre la parte del tanque encontacto con el lquido. Este se caliente y

vaporiza ms rpidamente.

9.- Disminuye el contenido en el tanquedebido a la vaporizacin y liberacin por la

vlvula.

10.- Se calienta la parte del tanque que estaen contacto con la fase vapor.


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11.- El tanque se debilita y la presinaumenta.

12.- El tanque falla debido al calor y lapresin.

13.- La falla en el tanque se incrementarpidamente.

14.- El tanque se rompe en mltiplespedazos.

15.- Los pedazos del tanque vuelan en variasdirecciones y parte del contenido del tanque

se vaporiza y se incendia.

16.- Fragmentos del tanque pueden viajarhasta 700 o ms metros, generando

destruccin.


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17.- La nube de gas y la bola de fuegocrecen a medida que el lquido se expande.

18.- Se produce una onda explosiva de grancapacidad destructiva.

19.- Se genera y se libera gran cantidad decalor en muy corto tiempo.

20.- Se genera una onda trmica de granmagnitud debido al calor liberado.

21.- Destruccin total alrededor de 300 o 400metros alrededor del tanque afectado.


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5.2.2) BLEVE por Nucleacin Espontnea4

Robert C. Raid y A. King, han aplicado la teora cintica de los gases a la prevencin de lasllamadas explosiones por BLEVE.

Una de las principales conclusiones de estos investigadores es que el fenmeno conocido

como nucleacin espontnea se produce en lquidos, en determinadas circunstanc ias depresin y temperatura, y, particularmente, en todos los gases licuados. Sin embargo, dichanucleacin espontnea, que origina la evaporacin de una gran masa del lquido (o gaslicuado) y que parece ser la ms especfica condicin para que se produzcan las temidasexplosiones por BLEVE, slo ocurre en determinadas circunstancias. Las condicionesconcretas en las que tienen lugar no se consideran todava suficientemente experimentadas,por lo que siguen en investigacin constante, pues aunque tienen unos fundamentostericos claros, falta todava por realizar mucho trabajo experimental y el clculo de losparmetros de las constantes fsico-qumicas en las que pueden darse las BLEVES de lamayora de los gases licuados.

Hagamos ahora un anlisis de comportamiento de un gas licuado cuando modificamos supresin y temperatura; este anlisis lo haremos siguiendo la curva de equilibrio de esasustancia (fig. 1).

En determinadas condiciones, puede existir la posibilidad de tener un gas licuado, o unlquido, a una temperatura bastante superior a la que debera estar si estuviese a unapresin inferior a la que le corresponde en su curva de saturacin.

Por ejemplo, partiendo de un producto en las condiciones definidas en A, si mediantealgunas de las maneras que luego explicaremos, conseguimos bajar su presin, sin quecambie su temperatura, hasta un punto como A, este punto estar sobrecalentado (atemperatura TA) pues la presin a la que le correspondera estar en la curva de equilibrio esla representada por el nuevo punto B, cuya temperatura de saturacin es TB. A estosproductos, principalmente gases licuados, cuando estn en estas condiciones detemperatura se les llama sobrecalentados y estn en equilibrio metaestable, que puede

romperse por la actuacin de una mnima perturbacin. La inestabilidad en los lquidossobrecalentados se puede caracterizar por la diferencia entre la temperatura real del lquidoen el estado dado y la temperatura terica de ebullicin del lquido a la misma presin. Parael caso que hemos supuesto, paso A A, la diferencia de temperaturas es TA TB.

Experimentalmente, el sobrecalentamiento se puede lograr o bien a base de conseguircalentar a presin cte. un producto por encima de su punto de ebullicin sin que setransforme en vapor, o bien, por disminucin de la presin a temperatura cte. Sin embargo,para lo que nos interesa, la manera en la que, en caso de accidente de recipientes, sepuede dar en la prctica, es cuando sucede una disminucin brusca de la presin (porexpansin isoentrpica). Es decir, una bajada de presin de A a A, e incluso a A, que es elpunto de corte de la vertical de descenso de la presin hasta la lnea lmite desobrecalentamiento donde puede suceder la nucleacin espontnea y por lo tanto la BLEVE.

4Tema desarrollado sobre la base del libro 46 Productos Peligrosos: condiciones bsicas para su explosin por BLEVE, autores: Dr. Jos Luis

Maas Lahoz, Ing. Guillermo Planas Cored e Ing. Jos Luis Sanchez Ramos, Editorial CEPREVEN.


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Fig. 1 - Sobrecalentamiento de Gases Licuados

La explosin del tipo BLEVE por nucleacin espontnea, se puede producir con cualquierlquido si se cumplen conjuntamente las siguientes condiciones:

a) Que se trate de un gas licuado o de un lquido muy caliente y a presin (lquidosobrecalentado).

b) Que se produzca una sbita bajada de la presin en el interior del recipiente. Ello puedeser originado por una fisura o agujereamiento de la chapa, entrada en funcionamientode un disco de ruptura no diseado adecuadamente y aplicado directamente al depsitoo recipiente, etc.

c) Que se den condiciones de presin y temperatura tales que se pueda producir elfenmeno de nucleacin espontnea con lo que se originara una evaporacin enmasa rapidsima, tipo flash, generada por la ruptura del equilibrio metaestable antecitado, como consecuencia del sobrecalentamiento del lquido caliente o gas licuado.


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a) Gases Licuados y Lquidos Sobrecalentados

Que el gas licuado, en el sentido que antes definamos, est a una temperatura bastantesuperior (no es suficiente que est a 2 o 3C por encima) de la que tendra ese mismo fluidoa la presin atmosfrica normal (aprox. 1 atmsfera) es una cosa bastante corriente. En lamayora de los gases licuados (GLP, Amonaco, Cloro), algunos gases criognicos (CO 2,Nitrgeno, etc.), se dan estas condiciones.

Tambin existen lquidos que estn por encima de su temperatura de ebullicin, cuando losrecipientes que los contienen, por la causa que sea, entran en contacto con fuentesimportantes de calor y estando bien cerrados, incrementan su presin. Es corriente el casode lquidos que se calientan mucho cuando se ven involucrados en incendios que afectan a

las inmediaciones de sus envases (o a otros recipientes prximos).Las categoras de productos que en principio pueden producir BLEVE por nucleacinespontnea son:

a) Todos los gases licuados almacenados a la temperatura ambiente (tanto combustiblescomo no).

b) Los lquidos que, accidentalmente, entren en contacto con focos importantes de calor.

El comn denominador para que exista la posibilidad de que se puedan producir BLEVE esque sean gases licuados o lquidos muy calientes. Evidentemente es la primera condicin

necesaria pero, en absoluto, suficiente. Para ello es preciso que estn contenidos enrecipientes hermticos.


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En el caso de los lquidos, para que se pueda dar una BLEVE, ha de existir la posibilidad deque el recipiente est a presin (cuando accidentalmente se caliente).

b) Bajada Brusca de la Presin

La segunda condicin necesaria para que se pueda producir una BLEVE por nucleacinespontnea es que haya un descenso sbito de la presin interna en el recipiente o tanqueque contenga el lquido

Cualquier fallo o fisura que se produzca en las paredes del recipiente, as como la entradaen funcionamiento de algn dispositivo de aplicacin directa sobre el recipiente que libere,incontrolada y sbitamente, la presin, puede ser, en ciertos casos, y dependiendo de lascircunstancias, el origen desencadenante de una BLEVE.

Dicha fisura puede ser producida, principalmente, por causas mecnicas (grietas en lachapa del recipiente, impactos sobre el recipiente, choque o vuelco de una cisterna apresin en su transporte, etc.).

Normalmente los lquidos y en particular los lquidos inflamables, no suelen estarpresurizados. Por ello, aunque hubiese un impacto o choque sobre el tanque que lo contieneno se producir la BLEVE. Si se produce un impacto o choque, evidentemente puede haberfuga del producto e incluso producirse un incendio, pero es bastante improbable, en lascondiciones antedichas, que se produzca una BLEVE.

Tambin puede producirse por causas trmicas. En efecto, el calentamiento excesivo de lachapa del recipiente o contenedor produce una prdida de la resistencia mecnica del metal,con lo que sus paredes pueden llegar a ser incapaces de aguantar la presin del recipiente,que, adems, habr aumentado con el calentamiento, producindose entonces las grietas ofisuras que pueden iniciar una BLEVE.

Por ejemplo, los aceros habitualmente empleados en recipientes para contener GLP puedenfallar (agrietndose o rajndose) a presiones de unos 14 a 20 kg/cm2, por el slo hecho de

calentar la chapa a unos 650 a 700C, ya que la resistencia mecnica de estos aceros, adichas temperaturas, se reduce a, aproximadamente, el 30% de la que tiene a lastemperaturas normales.

En este caso, como se ha dicho antes, el calor proporcionado no solo debilita la chapa, sinoque, adems, incrementa la presin interna en el recipiente con lo que el efecto delaumento de la temperatura es doblemente pernicioso.

Volviendo al caso de los lquidos inflamables, si un foco de calor, o incendio, incide sobre lachapa de los recipientes que los contienen, siendo los recipientes hermticos, aumentar lapresin con lo que una BLEVE si fuese entonces posible.

c) Comportamiento de las Vlvulas de Seguridad en las BLEVES

Hablando de los descensos bruscos de la presin habra que decir que, desgraciadamente,las vlvulas de seguridad o de alivio de sobrepresiones y los orificios de venteo pueden,como es su misin, descargar parte del vapor producido por la ebullicin del lquido si, porejemplo, el recipiente resulta expuesto al fuego, pero no podrn evitar que la chapa delrecipiente vaya subiendo de temperatura, dependiendo de la intensidad del foco calorficoque sea, con lo que la BLEVE, seguir siendo posible. Lo que si podr lgicamente hacer lavlvula de seguridad es retrasar el momento de aparicin de la BLEVE y aligerar algo decarga del depsito, pero no evitar, desgraciadamente, que pueda generarse por causastrmicas.

Asimismo, la vlvula de seguridad, puede funcionar perfectamente y no evitar la BLEVE

producida por un choque o impacto fsico (descarrilamiento, colisin, etc.) de una cisterna orecipiente que lleve un gas licuado, pues la presin no se incrementar, apreciablementepor el impacto con lo que, dicha vlvula, normalmente, no tiene por qu abrirse. Sin


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embargo, el choque s que puede producir fisuras o grietas que liberen la presin hasta unapresin cercana a la atmosfrica. Ello puede entonces generar una BLEVE. Por lo tantotampoco se evitan las BLEVES, originadas por causas mecnicas, mediante el uso devlvulas de seguridad.

Aunque no hay pruebas de sucesos que realmente hayan ocurrido al respecto, s podemos

afirmar, al menos desde un punto de vista terico, que puede darse el caso de que unavlvula de alivio sea el origen de una BLEVE si se dan, desgraciadamente, estas doscondiciones, al mismo tiempo:

1) Que est tarada a una presin superior a aquella cuya correspondiente temperatura (enla curva de equilibrio de presiones-temperaturas) sea ms elevada que la de corte de lalnea Superheat Limit Locus con el eje de temperaturas (50C en la fig. 3). Es decir,que est en la zona de la derecha de la curva donde el lquido est sobrecalentado, porlo que la nucleacin espontnea es all posible.

2) Que sea una vlvula de seguridad de un gran caudal con lo que, al abrirse, permitir laevacuacin en pocos instantes de una gran cantidad de fluido por lo que producir unabajada muy rpida de la presin con el consiguiente peligro de BLEVE.

Fig. 3


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No obstante lo anterior, se podra argumentar que es difcil que ocurra pues, por lo menos,la segunda condicin es difcil que suceda ya que la vlvula de alivio, si est bien diseada,construida y contrastada, por su concepcin, se abrir slo hasta liberar el exceso depresin hasta su presin de cierre. Con ello, en cuanto llegue a esta presin, volver acerrar impidiendo as que se despresurice hasta una presin cercana a la atmosfrica que,recordemos, es lo que suele desencadenar la BLEVE. Aceptemos tal punto de vista. Todo

ello es cierto pero queda apuntada la posibilidad de que, si la vlvula de alivio tienedemasiado caudal y el resorte tiene mucha inercia, osea, tiende a cerrarse despus deque la presin en el depsito ha descendido bastante por debajo de la terica de cierre, esposible una BLEVE. Todos sabemos que la inercia al cierre es un caso que, en la prcticaindustrial, se da mucho ms de lo que desearamos. Si todo lo anterior es posible, al menostericamente, en vlvulas que funcionen bien, qu decir de una vlvula de seguridad que nofuncione correctamente al cierre. Entonces s que podemos afirmar que una vlvula de aliviomala o estropeada puede ser el origen de peligrossimas BLEVES.

Por supuesto que, con lo dicho anteriormente, se entender perfectamente que un disco deruptura, que est aplicado directamente al recipiente y que se rompa por exceso de presin,puede muy bien, en determinadas condiciones, producir una BLEVE. Si el disco va colocadoen serie, como es frecuente en los nuevos diseos, con la vlvula de alivio, har que sea,lgicamente, ms difcil que la ruptura de dicho disco, sea el origen de una posible BLEVE.

d) Produccin de la Nucleacin Espontnea por Sobrecalentamiento de Lquidos

La tercera y ms especfica condicin que debe ocurrir para que pueda darse una explosinBLEVE, es que cmo se ha dicho anteriormente, el fluido est sobrecalentado, es decir, enuna zona del diagrama cuyas condiciones de presin y temperatura favorezcan el fenmenode nucleacin espontnea para que se produzca una evaporacin en masa rapidsima, enmilsimas de segundo, que haga de desencadenante de la explosin BLEVE. Esta teora dela nucleacin espontnea, aunque todava se estn haciendo pruebas experimentales,parece confirmar dichas hiptesis.

Si tenemos, por ejemplo como se ha dicho antes, un gas licuado o un lquido muy calienteencerrado en un depsito y en equilibrio con su vapor a la presin correspondiente en lascondiciones de equilibrio y, por la razn que sea, falla la chapa del depsito producindoseuna grieta o agujero, se generar una rpida cada de la presin. Entonces el lquido deberaempezar a hervir y a bajar su temperatura a travs de toda su masa hasta un valorcompatible con la nueva presin (que, normalmente, a los pocos segundos, ser la presinatmosfrica). En concreto para el caso del Propano (dado por KING) debera bajar a lassiguientes condiciones T -42C y P = 1 atm. Sin embargo, la iniciacin del proceso deebullicin necesita de la existencia, dentro de la masa del lquido, del suficiente nmero dencleos iniciadores de la ebullicin. Es el caso que en los primeros instantes no existe en lostanques de GLP dichos ncleos por lo que, en contra de lo expresado tericamente, la

ebullicin, por unos breves momentos, no tendr lugar. Habr, por tanto, un gas licuado porencima de la temperatura a la que tericamente estara en equilibrio, a la presinatmosfrica. Tal equilibrio, pues, no se produce, al menos en los primeros instantes, por lainexistencia de los ncleos iniciadores de la ebullicin. Ese desequilibrio puede dar lugar ono, dependiendo de las condiciones, a una explosin BLEVE por nucleacin espontnea.Sino, por lo menos producir una ebullicin violenta y una BLEVE por escape masivo de gaslicuado, como luego veremos, que puede rajar el depsito.

Analizaremos el caso concreto del Propano que creemos muy explicativo y que, por similitudy haciendo las correspondientes grficas, se puede aplicar a la mayora de los gaseslicuados.

Sean las curvas de la fig. 3 en la que vemos representada, por una lado, la curva deequilibrio del lquido/gas en funcin de la presin y la temperatura (curva de presin devapor) y, por otro, la grfica que representa, sobre los mismos ejes de coordenadas, lalnea lmite donde es posible el sobrecalentamiento del lquido, en ingls Superheat LimitLocus, que representa el lmite a partir del cual el Propano lquido puede existir sin que se


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produzca la nucleacin espontnea ni, por tanto, la explosin BLEVE. A partir de dicha lneala nucleacin tiene lugar instantnea y espontneamente la explosin BLEVE.

Tomemos un depsito de Propano a la temperatura ambiente (unos 20C). Viendo la curvade equilibrio habr fase de gas y fase de lquido, en equilibrio, a una presin de unas 8 o 9atmsferas. Existen, pues, condiciones de saturacin. Suponemos que las paredes de este

depsito, accidentalmente, entran en contacto con un fuego o foco de calor, la temperaturaaumentar y, por tanto, la presin. Supongamos que llega a unos 40C situndose en lascondiciones del punto B: Si en este momento, bien por impacto, o por falla del material, opor la causa que sea, se abre una grieta o agujero, la presin descender bruscamentesegn una lnea vertical hasta alcanzar las condiciones del punto E. Aunque, como se haindicado antes, en los primeros momentos no habr en la masa del propano suficientesncleos iniciadores de la ebullicin con lo que se producir, por tanto, el referido

desequilibrio, no habr BLEVE por nucleacin espontnea, ya que el lquido no est en lazona donde se puede producir la nucleacin espontnea. Pasado unos instantes y debido adicho desequilibrio ocurrir una ebullicin violenta del lquido pero, como no se habralcanzado la lnea de sobrecalentamiento, no es previsible que se produzca una explosinpor BLEVE nucleacin espontnea ya que, como se ha dicho repetidamente, no habrnucleacin espontnea. Por supuesto que se vaporizar una gran cantidad de propano enpocos segundos que producir efectos violentos e, incluso, puede rajar el depsito yproducir una BLEVE por liberacin de gas licuado. Si, por el contrario, no se produjese laruptura del depsito, vaporizacin menos violenta, por el agujero o grieta saldra propanoque, probablemente, si encuentra una chispa o llama, entrara en ignicin.

Supongamos, como una segunda hiptesis, que el fallo del material ocurre en lascondiciones del punto C, es decir, a unos 55C. Sucede que, entonces, su rpidadespresurizacin tendr lugar por la lnea vertical hasta una presin de unas 3,3atmsferas, punto D, donde s se producir la nucleacin espontnea al haber alcanzado laSuperheat Limit Locus pudiendo entonces ocurrir una explosin BLEVE en una fraccin demilisegundos, pues se rompe el equilibrio metaestable del lquido sobrecalentado. Aqu, msque abrirse el depsito, lo que se produce es un autntico estallido del mismo, como una

bomba, que se proyecta en pedazos de metralla al vaporizarse sbitamente un granvolumen del propano contenido.

Un volumen de propano lquido, cuando se evapora, genera unos 280 volmenes de vapor.Para lquidos inflamables, la vaporizacin sbita, en caso de BLEVE, puede ser del orden deuna 10%. Para los gases vara entre un 25% para gases criognicos y un 50% para gasesno criognicos.

La energa de esta explosin en funcin directa de la masa total del fluido que tuviera eldepsito y de la diferencia de presin entre la presin de vapor del punto donde se halle enequilibrio en aquel momento y la correspondiente presin del punto de corte en la lnea desobrecalentamiento. Es curioso, pues, comprobar que la explosin BLEVE, para la mismamasa, puede ser ms violenta si el fallo del depsito tiene lugar a temperaturas y presiones

bastante ms bajas que las del punto crtico que en las proximidades de ste y eso aunquela energa acumulada cerca del punto crtico sea, paradjicamente, bastante mayor.

5.3) Incendios y Explosiones Secundarios

Si la sustancia involucrada es reactiva, la explosin fsica lleva un peligro asociado; lasustancia puede reaccionar qumicamente con el medio en el que se libera.

En particular, si la sustancia es combustible, despus de la explosin fsica puede producirsela ignicin de la nube de gas combustible. La ignicin puede ser inmediata o diferida.

Si la ignicin es inmediata, se produce una bola de fuego. La bola de fuego es un incendiode gas que no produce gases a alta temperatura.

Si la ignicin es diferida, se produce una deflagracin. Normalmente la energa de los gasesgenerados por una deflagracin de gas al aire libre se disipa en el ambiente sin producirsobrepresiones apreciables. Por tanto, esta deflagracin no suele dar lugar a una explosin.


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Pero la combustin de la nube de gas, ya tenga lugar en forma de bola de fuego o en formade deflagracin, puede propagarse y dar lugar a explosiones secundarias tanto o msviolentas que la explosin inicial.

6) REACCIONES QUMICAS QUE DAN LUGAR A EXPLOSIONES

Una reaccin qumica supone al menos a dos productos que reaccionan entre s. Si comoresultado de esta reaccin se generan gases y calor que se almacenan en el recipiente endonde se est produciendo dicha reaccin, la presin aumenta, el recipiente se debilita, serompe por su punto ms dbil y se produce la explosin por liberacin sbita de gas a altapresin en el ambiente.

Todas las explosiones por reacciones qumicas se producen de la misma manera, cambia eltipo de proceso, la velocidad con que se producen, la gravedad de las mismas, etc.; pero enel fondo son todas iguales.

Todo el estudio de las explosiones qumicas tiene que ver fundamentalmente en cmosucede este proceso de generacin de gases y calor.

El recipiente produce el confinamiento de los gases, y pueden ser de una gran variedad,desde los ms complejos equipos industriales a una habitacin domstica.


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Hay dos tipos de reacciones qumicas:

- Reacciones uniformes: la reaccin qumica se produce al mismo tiempo en toda la

masa reactiva. NO es una reaccin instantnea.- Reacciones de propagacin: la reaccin qumica se inicia en un punto de la masa

reactiva y desde l avanza (se propaga) sobre el resto.

6.1) Reacciones Uniformes

Las reacciones uniformes son aquellas donde los reactivos reaccionan en toda su masa almismo tiempo, pero no es forma instantnea. Por lo general este tipo de reaccin lleva untiempo de produccin determinado, durante el cual, toda la masa de los reactivos estreaccionando.

Este tipo de reacciones no se desarrolla como si fuera una reaccin del tipo de combustin,no existe llama, los reactivos no se queman, es una reaccin qumica pura, es puraqumica.

Estas reacciones no son accidentales, son parte del proceso de produccin que por algnmotivo sali de control.

La reaccin puede consistir en una combinacin o en una descomposicin de reactivos. Unareaccin uniforme es exotrmica, es decir, que genera calor. Las reacciones uniformes sedesarrollan, habitualmente, dentro de un contenedor y el calor generado se disipa en elambiente a travs de sus paredes. Las reacciones uniformes son habituales en procesosqumicos tales como nitracin, polimerizacin, diazotacin, descomposicin y condensacin.

La velocidad de una reaccin uniforme slo depende de la temperatura y concentracin de

los agentes de la reaccin y se mantiene constante en toda la masa reactiva.A medida que aumenta la temperatura de la masa, la reaccin se acelera y finalmentealcanza el punto de autocalentamiento, en el que el calor generado supera al disipado al


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ambiente por la masa (en la mayora de los casos, las paredes de un contenedor). Puestoque se genera calor en toda la masa reactiva, pero se disipa ms lentamente desde elcentro que desde la superficie exterior, el centro se calienta ms y aumenta su velocidad dereaccin.

Esta aceleracin de la reaccin en la zona central contina, hasta que el reactivo en dicha

zona se consume totalmente o hasta que el centro erupciona para disipar su elevadatemperatura.

Se producen reacciones uniformes en slidos, lquidos y gases. Los gases experimentan conrapidez fenmenos de conveccin y difusin; de forma que el gas ms caliente se desplazarpidamente del centro a la periferia, donde el calor se disipa ms fcilmente. Los lquidosse ven sometidos al mismo proceso, aunque se desplazan a menor velocidad que los gases.Los slidos slo transmiten calor por conduccin y su velocidad de generacin de calor porunidad de volumen, al igual que en los lquidos, es mayor que en los gases. En general, losslidos presentan el mayor problema de transmisin de calor. Sin embargo, puesto que lasmezclas de slidos slo reaccionan en los puntos de contacto entre los agentes reactivos, lamayora de las reacciones uniformes en slidos se producen por descomposicin decompuestos y no por mezcla.

6.1.1) Velocidad de la Reaccin

La velocidad de la mayor parte de las reacciones uniformes es una funcin exponencial de latemperatura de la masa.

La relacin entre el calor generado por la reaccin y el calor en el ambiente determina si latemperatura de la masa y, con ella, la velocidad de la reaccin, se mantiene constante(cuando el calor generado es igual al disipado), disminuyendo (cuando el calor generado esinferior al disipado) o se aceleran (cuando el calor generado es superior al disipado).

Las reacciones uniformes pueden seguir dos tipos de desarrollo, de acuerdo con la

temperatura de la masa y la velocidad de la reaccin:- Un desarrollo de baja temperatura, correspondiente a la parte de baja de la curva

exponencial. En este tramo, el calor generado puede disiparse fcilmente en el ambiente.La velocidad de la reaccin es baja, se eleva relativamente poco con la temperatura y sucontrol es sencillo.

- Un desarrollo de alta temperatura, correspondiente a la parte alta de la curvaexponencial. En este tramo, la disipacin del calor generado es ms difcil. La velocidadde la reaccin es alta. Se eleva rpidamente con la temperatura y su control escomplicado.

6.1.2) Reacciones Controladas

En una reaccin uniforme controlada, tal como se desarrolla habitualmente en un procesoindustrial, la velocidad de la reaccin es constante y uniforme en toda la masa reactiva.Esto quiere decir que la temperatura de la masa se mantiene constante, por lo cual esnecesario que el calor generado por la reaccin se disipe totalmente en el ambiente.

La mayora de las reacciones uniformes controladas se inician lentamente, con una subidagradual de la temperatura de la masa y de la velocidad de la reaccin. Despus de estasuave aceleracin inicial, se estabilizan en la parte de la curva exponencial correspondienteal desarrollo de baja temperatura.

6.1.3) Reacciones Incontroladas

Si por cualquier circunstancia la masa reactiva acumulase calor o cualquier factor externoaumentase la velocidad de la reaccin, sta podra acelerarse hasta entrar en la parte alta


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de la curva exponencial, correspondiente al desarrollo de alta temperatura. En estascondiciones, la disipacin de calor es ms difcil y si sta no se consigue, la reaccin sigueacelerndose, transformndose en una reaccin incontrolada.

Fig. 4 - Velocidad de una reaccin Uniforme en funcinde la temperatura de la masa reactiva

6.1.4) Ncleo Caliente

Las reacciones uniformes generan calor en toda la masa reactiva. Una reaccin uniforme

acelerada genera ms calor del que disipa. Pero el calor generado en el centro se disipa mslentamente que el generado en la periferia. As que el centro se calienta ms y su velocidadde reaccin se acelera ms que en el resto de la masa reactiva. Como consecuencia, en elcentro de la masa reactiva de una reaccin uniforme acelerada, se forma un ncleo caliente.

La acumulacin de calor en el ncleo favorece el aumento de la temperatura de la masa yde la velocidad de la reaccin.

La transmisin de calor del ncleo a la periferia favorece el mantenimiento o el descenso dela temperatura de la masa y de la velocidad de la reaccin.

6.1.5) Disipacin de Calor

Hay tres factores que tienen una gran influencia en el calor disipado:


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- La transmisin de calor dentro de la mezcla. Esta depende, en gran medida, del estadode agregacin de los reactivos.

- El grado de confinamiento de la mezcla. El confinamiento no depende exclusivamente deun recipiente, sino que puede ser producido por la inercia de una gran masa reactivasobre s misma.

- La forma y la conductividad trmica del recipiente.

6.1.6) Influencia del Estado de Agregacin de los Reactivos

El estado de los reactivos influye en el calor generado y en la transmisin de calor y, por lotanto, en la velocidad de la reaccin.

Los reactivos gaseosos son los que generan la menor cantidad de calor por unidad devolumen. Adems, los gases se desplazan rpidamente por conveccin y dispersin, demanera que los gases ms calientes viajan del centro a la periferia, donde su calor se disipams fcilmente. Por tanto, las reacciones uniformes de gases son las que ms fcilmentedisipan el calor generado.

Los reactivos lquidos homogneos (un lquido, una mezcla homognea de lquidos o unadisolucin) generan ms cantidad de calor, por unidad de volumen, que los gases. Loslquidos tambin se desplazan por dispersin y conveccin, aunque ms lentamente que losgases.

Las mezclas de lquidos que constituyen dos fases diferenciadas y los lquidos que contienenslidos sin disolver slo reaccionan en la superficie de contacto. La velocidad de la reaccindepende del rea superficial de las partculas en contacto en las que tiene lugar la reaccin.Si se agita la masa, se producen dos efectos contrapuestos:

- Por una parte, la agitacin mejora la transmisin de calor desde el centro, lo cual tiende a

disminuir la velocidad de la reaccin.- Por otra parte, la agitacin pone en contacto materiales sin reaccionar, lo que puede

acelerar la velocidad de la reaccin.

Las mezclas de slidos slo reaccionan en la superficie de contacto entre los agentesreactivos, lo que hace difcil una reaccin uniforme. Por ello, la mayora de las reaccionesuniformes de slidos se producen por descomposicin y no por combinacin. La velocidad degeneracin de calor por unidad de volumen es mucho mayor que en los gases. Los slidosslo transmiten calor por conduccin. Ambas circunstancias hacen que las reaccionesuniformes de slidos sean las que ms difcilmente disipan el calor generado.

6.1.7) Fin de la Reaccin

Las reacciones uniformes controladas se extinguen de forma natural por la consuncin delos reactivos (a menos que se trate de un proceso continuo).

Las reacciones uniformes incontroladas siguen, normalmente, un desarrollo de altatemperatura y el efecto del ncleo es muy acentuado. En estas condiciones, la reaccinpuede terminar de tres maneras:

- La reaccin se extingue por una rpida consuncin5 o disipacin del ncleo caliente.

- La reaccin genera gases a alta temperatura a alta presin y se produce una explosin

trmica.

5 Accin y efecto de consumir o consumirse.


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- La energa acumulada en el ncleo caliente da origen a una reaccin de propagacin. Estopuede dar lugar a una deflagracin y, en ciertos casos, a una detonacin.

6.2) Reacciones de Propagacin

En una reaccin de propagacin pueden diferenciarse tres zonas distintas:

- Zona de reaccin (llama)

- Zona de productos (detrs de la llama)

- Zona sin reaccin (frente de llama)


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DEFLAGRACIN DETONACIN

Presindesarrollada

Baja Alta

(1 a 10 bar) (ms de 105 bar)

Velocidad de

propagacin

Baja Alta

(0,001 a 100 m/s (ms de 1.000 m/sFrente de llama

respecto de la ondade presin

Atrasado Acoplado

La reaccin de propagacin siempre es exotrmica. La reaccin se inicia en una zonareactiva relativamente pequea de alta temperatura, generada por una la acumulacin de laenerga de activacin necesaria en cantidad (calor) e intensidad (temperatura) para iniciarel proceso, o por la acumulacin de calor en el ncleo de una reaccin uniforme. Para que lareaccin se propague, el ncleo, debe elevar suficientemente la temperatura del materialcircundante, de forma que entre en reaccin. Cuanto ms elevada sea la temperatura inicialde la masa del sistema, ms fcilmente se inicia la reaccin y ms probable resulta lareaccin de propagacin, puesto que se requiere menos transmisin de energa para queentre en reaccin el material circundante.

Parte del calor generado se retiene en los productos de la reaccin, parte se transmite a losmateriales sin reaccionar y parte se disipa en el ambiente.

Si la reaccin genera gases a alta presin, se dan las condiciones necesarias para quepueda tener lugar una explosin.

Puesto que una reaccin de propagacin se inicia en un punto especfico y se propaga atravs de la masa reactiva, la velocidad de liberacin de energa depende de la velocidad depropagacin del frente de reaccin. La velocidad de propagacin vara desde cero hasta

varias veces la velocidad del sonido, dependiendo de la composicin (naturaleza yconcentracin de los reactivos), temperatura, presin, grado de confinamiento y otrosfactores.


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Hay dos tipos de reacciones de propagacin fundamentalmente diferentes, en funcin de lavelocidad de la reaccin:

- Las deflagraciones, cuyo frente de reaccin avanza a velocidad subsnica.

- Las detonaciones, cuyo frente de reaccin avanza a velocidad snica o supersnica y

llevan asociada, por tanto, una onda de choque.

Las deflagraciones y detonaciones se propagan en gases, lquidos, slidos, compuestospuros y mezclas monofase y multifase. Las detonaciones y deflagraciones puedenpropagarse en el papel, plstico, recipientes de cristal y metal, tuberas, reactores, tanques,bidones, taladros, pozos abiertos, edificios, cuevas, tneles, etc. Muchos materialessostienen violentas reacciones de propagacin sin confinamiento externo.

Las reacciones de propagacin ms frecuente son las siguientes:

- Reacciones de Oxidacin-Reduccin.

- Reacciones de Descomposicin de Compuestos Endotrmicos.

- Reacciones de Propagacin Formadas a Partir de una Reaccin Uniforme Incontrolada.

6.2.1) Reacciones de Oxidacin-Reduccin

- Oxidacin de un combustible en una atmsfera comburente (normalmente se trata deuna combustin en atmsfera de aire, aunque puede producirse tambin en atmsfera deoxgeno y de otros gases, como el cloro o el flor).

- Reaccin entre los componentes de una mezcla formada por sustancias oxidantes y

reductoras, como la plvora negra.

6.2.2) Reacciones de Descomposicin de Compuestos Endotrmicos

Los compuestos endotrmicos son los que se forman con una reaccin endotrmica y, portanto, contienen ms energa que los elementos que los componen. Estos compuestos soninestables. Su descomposicin es exotrmica y libera la energa absorbida en su formacin.

- Desdosificacin (descomposicin con propagacin de llama, conocida en ingls comodisproportionation) de algunos gases, como el acetileno, el etileno, el xido de etileno, elbutadieno y el xido nitroso.

- Descomposicin de compuestos nitrogenados.

- Descomposicin de perxidos.

- Descomposicin de compuestos que contienen en sus molculas sustancias oxidantes yreductoras, como la nitroglicerina.

6.2.3) Reacciones de Propagacin Formadas a Partir de una Reaccin UniformeIncontrolada

Esto puede producirse en procesos qumicos tales como nitracin, polimerizacin,

diazotacin, descomposicin o condensacin. Estas reacciones uniformes, si quedan fuerade control y no se consumen, ni dan lugar a una explosin trmica, pueden degenerar enuna deflagracin o en una detonacin.


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7) EXPLOSIONES TRMICAS

Si una reaccin uniforme genera gases a alta presin, puede producirse una explosin. Estetipo de explosin se llama explosin trmica, porque se debe al calor acumulado, que elevala temperatura de la masa reactiva y la velocidad de la reaccin.

Las reacciones uniformes controladas siguen, generalmente, un desarrollo de bajatemperatura y emiten gases con lentitud, por lo que no llegan a producir altas presiones.

Las reacciones uniformes incontroladas entran, generalmente, en un desarrollo de altatemperatura. En estas condiciones, se generan gases con rapidez, pero si la reaccin noest confinada, la presin de los gases se disipa en el ambiente.

Por tanto, para que una reaccin uniforme genere gases a alta presin han de darse doscondiciones:

- Que la reaccin se haya acelerado hasta entrar en un desarrollo de alta temperatura. Deeste modo, la velocidad de la reaccin es alta y se generan gases rpidamente.

- Que la reaccin est confinada, de forma que la presin de los gases generados no sedisipe en el ambiente. El efecto de confinamiento lo produce, generalmente, un recipienteque contiene los reactivos. Pero tambin puede producirlo la inercia de una masa reactivadensa sobre s misma.

Una reaccin uniforme puede generar gases a alta presin por medio de tres mecanismos:

- Por generacin de productos gaseosos de la reaccin.

- Por evaporacin de los reactivos o de otras sustancias presentes.

- Por calentamiento de gases ya presentes en el contenedor.

Si la presin alcanza el valor suficiente como para romper el recipiente (o, en su caso, paraexpandir la masa reactiva), se produce la liberacin e inmediata expansin de los gases, esdecir, una explosin trmica.

Las reacciones uniformes incontroladas cuya masa reactiva est en fase condensada (lquidao slida) generan ms calor que aquella cuya masa reactiva est en fase gaseosa. A veces,debido a la temperatura alcanzada y a la presin de los gases generados, el recipientecontiene, antes de su rotura, productos en forma de lquido sobrecalentado. En estos casos,a la explosin trmica se aade una BLEVE.

8) EXPLOSIONES POR DEFLAGRACIN

Una deflagracin es una reaccin de propagacin cuyo frente avanza a velocidad subsnica.

La masa que deflagra puede encontrarse en estado slido, lquido, gas, vapor, polvo ensuspensin, lquido nebulizado o mezclas de stos.

Esta masa puede encontrarse libre o confinada. El confinamiento suele tener lugar en unrecipiente, pero tambin puede ser producido por un recinto e incluso por el efecto deinercia de una gran masa sobre s misma.

Si el grado de confinamiento es suficiente, se acumulan los productos gaseosos de la

deflagracin y se eleva la presin. Si se alcanza una presin suficiente para rompersbitamente el confinamiento, se libera el gas a alta presin y se produce, por tanto, unaexplosin.


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Las deflagraciones las podemos distinguir segn sean los productos que se estndeflagrando, las ms frecuentes son las de gases, vapores, polvos en suspensin y lquidosnebulizados, confinados en un recipiente o en un recinto.

8.1) Deflagracin de Gases y Vapores

La mayor parte de las deflagraciones de gases y vapores tienen lugar a partir de lacombustin de mezclas preformadas de gases o vapores combustibles y aire. La combustintambin puede tener lugar en atmsfera de oxgeno y de otros gases oxidantes, como elcloro y el flor.

Otro tipo de reaccin que puede dar lugar a una deflagracin es la desdosificacin(descomposicin con propagacin de llama, denominada en ingles disproportionation) dedeterminados gases, como el acetileno, etileno, el xido de etileno, el butadieno y el xidonitroso.

Trataremos tres tipos de deflagraciones:

- Deflagracin de mezclas confinadas de gas o vapor combustible y aire (8.1.2).

- Deflagracin de mezclas NO confinadas de gas o vapor combustible y aire (8.1.3).

- Deflagracin de gases por reacciones de desdosificacin (8.1.4).

8.1.1) Violencia de una Deflagracin

Los parmetros que definen la Violencia de una Deflagracin son tres:

- Presin mxima desarrollada.

- Velocidad de elevacin de presin (dP/dt).

- Duracin de la sobrepresin.


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a) Presin Mxima

La Presin Mxima es el primer parmetro que define la violencia de una deflagracin. Lapresin mxima potencial corresponde al valor mximo de la presin instantnea queejercera la deflagracin contra las paredes del recipiente o del recinto, en el caso de que

ste no se rompiere.La presin mxima depende de las condiciones de presin y temperatura iniciales de lamezcla y de la velocidad qumica de la combustin.

La presin mxima no depende, en principio, del volumen del recipiente, ya que, en elcambio de las condiciones PVT de los gases presentes, V permanece constante.

En la mayora de las deflagraciones confinadas de mezclas gas inflamable-oxidante lapresin pico generado es aproximadamente diez veces la presin inicial de la mezcla.

En el caso de las mezclas gas inflamable-oxgeno puede llegar a ser de veinte veces lapresin inicial.

b) Velocidad de Elevacin de Presin

La

Dinamica Explosiones ales 2da Edicion Junio2010

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