Para la persona promedio, entrar a un molino de harina o madera y ver polvo flotando en el aire podría no evocar mucho más que una ligera incomodidad. Sin embargo, quienes están familiarizados con el asunto probablemente se apresuren a buscar la salida al ver esta inquietante escena. Aunque una nube de harina, aserrín o incluso crema de café parezca inofensiva, cada uno de estos materiales tiene el potencial de causar una **explosión devastadora** e incluso una detonación que podría ser catastrófica.
La razón detrás de este fenómeno radica en el principio de funcionamiento de un motor de combustión interna. Aunque un charco de gasolina es definitivamente inflamable, lo que realmente arde es la forma gaseosa evaporada que se encuentra sobre el líquido. Entonces, se requiere que esta mezcla se encuentre en la proporción adecuada de aire y combustible para que se produzca la combustión. Si esta mezcla se expone a una chispa, el combustible se inflama instantáneamente, provocando una **detonación** debido a la liberación repentina de energía.
Del mismo modo, la harina, el aserrín y muchas otras sustancias en polvo arden gradualmente si se mantiene una interfaz de transición específica. Un balde de aserrín arde lentamente, pero si se crea una nube de aserrín, ¡podría hacer estallar la habitación!
Esto plantea las preguntas sobre cómo **reconocer este peligro** y qué acciones tomar para prevenirlo.
Bienvenido a la Junta de Seguridad Química
En un entorno industrial, generalmente se reconoce que las refinerías de petróleo y las plantas químicas son peligrosas y pueden ocasionalmente explotar de manera violenta. Más sorprendente es que algo tan aparentemente inofensivo como una refinería de azúcar puede pasar de una ligera **lluvia de polvo de azúcar** a una explosión mortal en cuestión de segundos. Esto es precisamente lo que ocurrió en 2008 en la refinería de azúcar Georgia Imperial, que cobró la vida de catorce personas e hirió a treinta y seis. Durante este desastre, una explosión primaria y múltiples explosiones secundarias devastaron el edificio, destruyéndolo por completo.
Como se describe en el **informe** de la Junta de Seguridad Química de EE. UU. (USCSB) y en un video resumen, la principal causa fue la falta de ventilación y limpieza, lo que permitió la acumulación de polvo de azúcar. Una fuente de ignición, probablemente un rodamiento sobrecalentado, provocó la explosión primaria. Esta explosión luego encontró combustible en otras áreas del edificio, iniciando una **reacción en cadena**.
Resulta sorprendente que tanto el proceso que condujo al desastre como los medios para prevenirlo sean tan simples y directos. Aunque no se conoce la **proporción aire-combustible** exacta para el combustible en cuestión, existen solo dos puntos en la escala donde la mezcla *no* explotará violentamente en presencia de una fuente de ignición.
Estos puntos son una solución sobresaturada (demasiado combustible, no suficiente aire) o lo inverso. Esencialmente, si los sistemas de recolección de polvo en la planta Imperial Sugar hubieran estado en condiciones, y se hubieran expandido a todas las áreas relevantes, la posibilidad de un evento de ignición probablemente se habría reducido a cero.
Las Cosas Que Queman
Es desconcertante darse cuenta de cuántas cosas a nuestro alrededor son excelentes fuentes de **combustible**. La azúcar mencionada anteriormente, por ejemplo, es un hidrato de carbono (carbohidrato). Este grupo químico también incluye la celulosa, que es una parte importante del aserrín de madera, lo que explica por qué reducir los niveles de polvo en un taller de carpintería es mucho más que solo cuidar los pulmones. Nadie quiere que su taller de carpintería se convierta en un mini terreno cero de Imperial Sugar.
Los hidratos de carbono no están muy lejos de los hidrocarburos, que incluyen gasolina, así como metano (CH4), butano (C4H10), etc., que son altamente **combustibles**. Todos los carbohidratos contienen, además de átomos de carbono y de hidrógeno, muchos átomos de oxígeno, que es un interesante componente en el contexto de su potencial como fuentes de combustible. Esto también ilustra cuán importante es el carbono para la vida en este planeta, ya que forma la estructura básica de sus moléculas.
A pesar de que uno podría concluir que solo los carbohidratos o hidrocarburos son altamente inflamables, existe todo un mundo de cosas que pueden arder, incluidos los metales.
Metales Encendidos
El 9 de diciembre de 2010, trabajadores estaban ocupados en la planta AL Solutions de titanio en West Virginia, procesando **polvo de titanio**. En esta instalación, se fresaban y mezclaban chatarra de titanio y zirconio en un polvo que luego se prensaba en discos. Según el informe, un mal funcionamiento en una mezcladora creó una fuente de calor que encendió el polvo metálico, causando la muerte de tres empleados e hiriendo a un contratista. Resulta que no se habían instalado métodos de control de polvo en la planta, permitiendo la acumulación descontrolada de polvo.
Como señala el informe de la USCSB, tanto el titanio como el zirconio se encienden fácilmente en forma de partículas, siendo el zirconio capaz de autoencenderse en el aire a temperatura ambiente. Es por esto que el paso de fresado en AL Solutions se realizaba sumergido en agua. Tras la ignición, el titanio y el zirconio requieren un extintor de incendios de Clase D, pero generalmente se recomienda dejar que los grandes incendios metálicos se apaguen por sí mismos. Usar agua en incendios de titanio grandes puede producir hidrógeno, lo que podría llevar a explosiones aún más graves.
El fenómeno de los incendios metálicos se conoce comúnmente a partir de la termita. Esta es una mezcla de un polvo metálico y un óxido metálico. Una vez que se enciende por una fuente inicial de calor, el proceso **redox** se vuelve autosostenible, proporcionando el combustible, el oxígeno y el calor necesarios. Aunque generalmente se utilizan óxido de hierro(III) y aluminio, se pueden combinar muchos más metales y óxidos metálicos, incluido un óxido de cobre para una **quema** muy rápida.
Aunque la termita se mantiene intencionadamente como un polvo, y a menudo en algún tipo de contenedor para crear una fase fundida que se sostenga a sí misma, no debería ser difícil imaginar lo que sucede si el metal se muele en un **polvo fino**, se distribuye como una nube de polvo en una habitación cerrada y se expone a una fuente de ignición. En ese momento, las diferencias entre carbohidratos, hidrocarburos y metales se vuelven principalmente académicas para cualquier sobreviviente del incendio resultante.
Prevención de **Explosiones de Polvo**
Como debería ser evidente en este punto, no hay una manera real de combatir una explosión de polvo, solo de prevenirla. La **ventilación adecuada**, la prevención de la acumulación de polvo y tener sistemas de extracción de polvo activos donde sea posible son las precauciones mínimas que uno debería tomar. La complacencia, como sucedió en la planta Imperial Sugar, simplemente invita al desastre: si puedes ver la acumulación de polvo en las superficies y el polvo en el aire, ya estás al menos en DEFCON 2.
Una demostración de cuán fácil es crear una explosión de polvo sólida provino de los Mythbusters en 2008, cuando probaron el mito del ‘cañón de aserrín’. Esto implicó soplar aserrín en una nube y encenderlo con una bengala, creando una enorme bola de fuego. Después de casi quemarse las cejas con este éxito, probaron lo mismo con crema no láctea, lo que generó una bola de fuego aún más grande.
Fortunadamente, el equipo de construcción de Mythbusters estuvo supervisado por adultos en el campo de explosiones para estos experimentos, ya que muestra lo increíblemente peligroso que pueden ser las **explosiones de polvo**. Incluso en un área al aire libre y segura, como han demostrado cientos a lo largo de las décadas en EE. UU. Uno solo tiene que mirar las estadísticas sobre explosiones de polvo de la USCSB para aprender a respetar mejor estos peligros.
About the Author
