El transporte de polvos combustiblesrequiere mucho más que un equipo certificado
En numerosas industrias, el manejo y transporte de polvos forma parte de las operaciones diarias. Ingredientes alimentarios como azúcar, azúcar glass, harina o almidón; productos utilizados en tratamiento de agua como el carbón activado; así como diversos productos químicos y excipientes farmacéuticos, pueden generar una atmósfera explosiva bajo determinadas condiciones.
Por ello, el diseño de un sistema de transporte ATEX no consiste únicamente en seleccionar un equipocertificado.
También requiere comprender las propiedades del producto, lascondiciones del proceso y la clasificación de las zonas donde operará lainstalación.Elegir la tecnología adecuada desde la fasede ingeniería permite mejorar la seguridad de la instalación, proteger lacalidad del producto y facilitar el cumplimiento de la normativa ATEX.
¿Por qué algunos polvos pueden generar una atmósfera explosiva?
Cuando hablamos de un polvo combustible, no significa que el producto sea explosivo por naturaleza. El riesgo aparece cuando partículas muy finas permanecen suspendidas en el aire formando una nube de polvo y coinciden varios factores: presencia de oxígeno, una concentración suficiente de partículas y una fuente de ignición.
Al disminuir el tamaño de las partículas aumenta considerablemente su superficie de contacto con el oxígeno, permitiendo que la combustión se propague con gran rapidez.
Es precisamente esta combinación de factores la que puede dar lugar a una atmósfera explosiva. Por este motivo, productos tan diferentes como el azúcar, la harina, el almidón, el carbón activado, la leche en polvo o determinados excipientes farmacéuticos pueden requerir un sistema de transporte ATEX cuando sus condiciones de manipulación favorecen la formación de una atmósfera explosiva.
Cada producto posee un comportamiento distinto. Antes de diseñar un sistema para el manejo y transporte de polvos combustibles es necesario conocer parámetros como el índice Kst, la presión máxima de explosión (Pmax), la concentración mínima explosiva (MEC), la energía mínima de ignición (MIE), la temperatura mínima de ignición, el tamaño de partícula o la humedad. Estos datos permiten seleccionar la tecnología de transporte más adecuada y definir las medidas de protección necesarias.
¿Qué productos suelen requerir un sistema de transporte ATEX?
Aunque habitualmente se asocia la normativa ATEX con la industria química, la realidad es que numerosos productos utilizados en otros sectores también pueden generar atmósferas explosivas cuando se manipulan en forma de polvo.
Entre los materiales que con mayor frecuencia requieren un análisis ATEX se encuentran:
azúcar refinada;
azúcar glass;
harina de trigo;
harina de maíz;
almidón;
cacao;
leche en polvo;
proteínas vegetales;
fibras alimentarias;
carbón activado;
resinas orgánicas en polvo;
lactosa;
celulosa;
Cada uno presenta propiedades diferentes. Por ello, un sistema de transporte ATEX para azúcar no necesariamente será el más adecuado para transportar carbón activado o determinados ingredientes farmacéuticos.
El análisis de las propiedades del producto es el primer paso para seleccionar una solución segura y eficiente.Por este motivo, productos tan diferentescomo el azúcar, la harina, el almidón, el carbón activado, la leche en polvo odeterminados excipientes farmacéuticos pueden requerir un sistema detransporte ATEX cuando sus condiciones de manipulación favorecen laformación de una atmósfera explosiva.
¿Qué es la normativa ATEX?
ATEX proviene del francés ATmosphères EXplosibles y agrupa las normas destinadas a prevenir explosiones en instalaciones donde pueden generarse atmósferas explosivas.
Su objetivo es clasificar las zonas de riesgo y garantizar que los equipos instalados no puedan convertirse en una fuente de ignición.
Para los polvos combustibles existen tres clasificaciones: Zona 20, Zona 21 y Zona 22, en función de la frecuencia con la que puede formarse una atmósfera explosiva.
La Zona 20 corresponde a las áreas donde la atmósfera explosiva está presente de forma continua o durante largos periodos; la Zona 21 a aquellas donde puede aparecer ocasionalmente durante el funcionamiento normal; y la Zona 22 a zonas donde su presencia es poco probable y, si ocurre, será únicamente durante un periodo corto.
Cuando el riesgo proviene de gases o vapores inflamables, la clasificación corresponde a Zona 0, Zona 1 y Zona 2.Un aspecto importante es que, en instalaciones clasificadas por gases, la exigencia ATEX no siempre se limita a los equipos situados dentro de la zona.
Los equipos que atraviesan una zona clasificada o que permanecen conectados al proceso también pueden tener que cumplir con la normativa, ya que una atmósfera explosiva puede propagarse a través del propio proceso. Por ello, el análisis debe realizarse considerando toda la instalación y no únicamente un equipo aislado.
¿Cómo elegir un sistema de transporte ATEX?
Seleccionar un sistema para el manejo y transporte de polvos combustibles implica analizar mucho más que la capacidad de producción.
La tecnología elegida influye directamente en la generación de polvo, la velocidad del producto, la acumulación de electricidad estática, la fricción entre componentes y la presencia de posibles fuentes de ignición.
Por ello, el diseño de un sistema de transporte ATEX comienza siempre con el estudio del producto y del proceso.
No todas las tecnologías de transporte son adecuadas.
Existen numerosas tecnologías para transportar polvos: transportadores de tornillo, transporte neumático por presión, transporte neumático por vacío, elevadores, sistemas mecánicos o combinaciones entre ellos.
Todas pueden ser adecuadas en determinadas aplicaciones, pero no generan las mismas condiciones de funcionamiento.Algunos sistemas trabajan con velocidades elevadas, otros favorecen una mayor generación de finos y otros pueden incrementar la electricidad estática o el desgaste del producto.
Incluso una tecnología perfectamente válida para un polvo puede no ser la más adecuada para otro con propiedades diferentes. Por ello, la selección de la tecnología no debe basarse únicamente en el caudal o la distancia de transporte, sino también en las características del producto y en la clasificación ATEX de la instalación.
La importancia de la relación entre aire y producto
Uno de los aspectos fundamentales del transporte neumático en zona ATEX es la cantidad de aire utilizada para mover el producto.
La concentración de polvo suspendido depende directamente de la relación entre el volumen de aire y la cantidad de producto transportado.
Cada material posee una concentración mínima explosiva (MEC), por lo que conocer sus propiedades resulta fundamental para definir las condiciones de funcionamiento del sistema.
Un exceso de aire puede favorecer la permanencia de partículas en suspensión, mientras que una tecnología que utilice menores volúmenes de aire puede contribuir a limitar este fenómeno. El objetivo no es únicamente transportar el producto, sino hacerlo bajo las condiciones más adecuadas para cada aplicación.
Por ello, el dimensionamiento de la tecnología es tan importante como la selección de los propios equipos.
Transporte neumático por vacío en fase densa: una tecnología especialmente adecuada
Dentro de las diferentes tecnologías disponibles, el transporte neumático por vacío en fase densa presenta ventajas especialmente interesantes para numerosas aplicaciones ATEX.
Al utilizar un menor volumen de aire y transportar el producto a velocidades reducidas, disminuye la generación de partículas finas, limita el desgaste de las tuberías y reduce la dispersión de polvo.
Además, el transporte se realiza mediante un sistema completamente estanco, lo que contribuye a mantener limpio el entorno de trabajo y a reducir las emisiones de polvo al ambiente.
Estas características hacen que el transporte neumático por vacío en fase densa sea una solución especialmente interesante para el manejo de azúcar, harina, almidón, carbón activado y numerosos productos utilizados en las industrias alimentaria, química y farmacéutica.
No obstante, la elección de la tecnología siempre debe basarse en un análisis técnico de cada aplicación.
¿Qué cambia realmente en un equipo diseñado para ATEX?
Cumplir con la normativa ATEX no consiste simplemente en instalar un motor certificado.
El objetivo es que ningún componente del sistema pueda convertirse en una fuente de ignición, incluso en condiciones anormales de funcionamiento previsibles.
Para conseguirlo, cada elemento del equipo se analiza desde el punto de vista mecánico, eléctrico y térmico.Motores y equipos eléctricos Los motores instalados en zonas ATEX deben estar certificados para la clasificación correspondiente (Zona 20, 21, 22 o zonas de gas).
Pero ¿qué cambia respecto a un motor convencional?
Estos motores están diseñados para que su temperatura superficial nunca supere la temperatura de autoignición de la atmósfera explosiva para la que han sido certificados.
Además, incorporan sistemas de sellado y construcción que impiden que un posible arco eléctrico o una chispa interna puedan entrar en contacto con el ambiente exterior.
En muchas aplicaciones también se incorporan sondas de temperatura en los devanados o en los rodamientos para detener automáticamente el equipo en caso de sobrecalentamiento.
Electricidad estática
Uno de los riesgos más frecuentes durante el manejo de polvos combustibles es la acumulación de cargas electrostáticas.
Cuando un polvo circula por una tubería, una manguera o un transportador, el rozamiento entre las partículas y las superficies puede generar cargas eléctricas. Si estas no se evacúan correctamente, una descarga electrostática puede convertirse en la fuente de ignición de una atmósfera explosiva.
Por este motivo, todos los elementos metálicos del sistema se conectan mediante una red de equipotencialidad y se unen a tierra. En determinadas aplicaciones también se emplean mangueras, juntas o componentes fabricados con materiales conductivos o antiestáticos para evitar la acumulación de carga.
Temperatura y fricciónNo todas las fuentes de ignición son eléctricas.Un rodamiento dañado, un tornillo sinfín desalineado o el contacto entre dos piezas metálicas pueden generar temperaturas suficientemente elevadas para iniciar una explosión de polvo.
Por ello, el diseño de un equipo ATEX presta especial atención a aspectos como:holguras entre piezas móviles; alineación de ejes; selección de rodamientos; lubricación; limitación de velocidades de rotación; monitorización de temperatura y vibraciones cuando el análisis de riesgos lo requiere.
El objetivo es evitar que un fallo mecánico termine generando un punto caliente.InstrumentaciónLos sensores también deben ser compatibles con la zona ATEX donde se instalan.Esto incluye finales de carrera, detectores de nivel, sensores de presión, temperatura o velocidad, así como las cajas de conexiones y el cableado.
Todos estos componentes están diseñados para que, incluso en caso de fallo, no puedan liberar suficiente energía como para provocar la ignición de una atmósfera explosiva.
Protección frente a una explosiónAunque el objetivo principal es evitar que se produzca una explosión, en determinadas aplicaciones también es necesario limitar sus consecuencias si llegara a producirse.
Dependiendo del análisis de riesgos, la instalación puede incorporar paneles de venteo, sistemas de supresión de explosiones o válvulas de aislamiento que impiden que una explosión iniciada en un equipo se propague al resto del proceso.
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El diseño del sistema es tan importante como la certificación de los equipos
La seguridad ATEX no depende de un único componente.
Un motor certificado ATEX no elimina el riesgo si el sistema genera una gran cantidad de polvo en suspensión, si existen fugas que permiten la formación de una atmósfera explosiva o si una acumulación de producto provoca un sobrecalentamiento mecánico.
Por este motivo, el cumplimiento de la normativa debe abordarse desde el diseño global de la instalación: selección de la tecnología de transporte, control de la cantidad de aire, elección de materiales, prevención de la electricidad estática, monitorización de los equipos y correcta clasificación de las zonas ATEX.
¿Qué se considera en un transportador de tornillo ATEX?
Los transportadores de tornillo ATEX continúan siendo una solución ampliamente utilizada para la extracción y alimentación de polvos combustibles.
Para garantizar un funcionamiento seguro se analizan aspectos como la certificación del motor y del reductor, el control de la temperatura superficial, la puesta a tierra del conjunto, la selección de materiales compatibles, las holguras entre componentes móviles para evitar fricción, la protección de los rodamientos, la estanqueidad del equipo y la incorporación de sensores de velocidad o temperatura cuando el análisis de riesgos lo requiere.
El diseño también busca minimizar la acumulación de polvo en el exterior del equipo y facilitar las operaciones de mantenimiento, contribuyendo así a una instalación más segura y fiable.
Ejemplos de aplicaciones de transporte ATEX
Los sistemas para el manejo de polvos combustibles se utilizan en una gran variedad de procesos industriales.
Algunos ejemplos son:Industria alimentaria: transporte de azúcar, azúcar glass, harina o almidón desde silos hasta mezcladores o líneas de producción.
Tratamiento de agua: dosificación y transporte de carbón activado para la eliminación de compuestos orgánicos, olor y sabor.
Industria farmacéutica: alimentación de excipientes en polvo hacia mezcladores o equipos de fabricación en áreas clasificadas.
Industria química: transporte neumático de resinas orgánicas y otros productos pulverulentos utilizados en procesos industriales.
Cada aplicación presenta requisitos diferentes, por lo que el sistema debe dimensionarse de acuerdo con las propiedades del producto y las condiciones específicas del proceso.
La experiencia de Sodimate en proyectos ATEX
En Sodimate contamos con experiencia en el manejo y transporte de polvos combustibles utilizados en diferentes industrias, desarrollando soluciones adaptadas a los requisitos de la normativa ATEX.
Nuestros equipos se utilizan en aplicaciones con carbón activado, almidón, azúcar y otros ingredientes alimentarios o productos químicos que requieren un análisis específico del riesgo de explosión.
Cada proyecto comienza con el estudio de las propiedades del producto, las condiciones del proceso y la clasificación de las zonas ATEX, permitiendo seleccionar la tecnología más adecuada para cada aplicación.
Dependiendo de las necesidades del cliente, la solución puede integrar transportadores de tornillo, transporte neumático por vacío en fase densa, sistemas de extracción y dosificación, siempre con el objetivo de ofrecer una instalación segura, fiable y fácil de mantener.
Porque cuando se trata del manejo de polvos combustibles, el cumplimiento de la normativa ATEX comienza con un diseño adecuado de todo el sistema.
Desde el diseño hasta la implementación, te acompañamos en cada paso. Contáctanos hoy y lleva tu productividad al siguiente nivel.