sábado, 29 de marzo de 2008

Explosiones (III)

Los venteos o alivios de explosión sólo son eficaces si la velocidad de desarrollo de ésta es relativamente baja, como ocurre cuando se propaga una llama de premezclado en una mezcla inflamable estacionaria o en una nube de polvo explosivo. Las aberturas de explosión no tienen ninguna utilidad cuando se produce una detonación, ya que dichas aberturas deben originarse en la fase inicial del suceso, cuando la presión todavía es relativamente baja.
Al producirse una detonación, la presión se eleva demasiado rápidamente como para que los alivios sean efectivos, por lo que el recinto cerrado de una planta tendrá que soportar presiones internas tan altas que provocarán su destrucción total. Puede producirse una detonación de una mezcla de gas inflamable cuando está contenida en una tubería o un conducto largo. En determinadas condiciones, la propagación de la llama de premezclado empuja el gas sin arder por delante del frente de la llama a una velocidad que incrementa la turbulencia, lo que a su vez incrementa la velocidad de propagación. Se produce así una reacción recurrente que acelera la llama hasta que se forma una onda de choque.
Esto, combinado con el proceso de combustión, produce una onda de detonación que puede propagarse a velocidades muy por encima de los 1.000 m/s. Es posible comparar este fenó- meno con la velocidad fundamental de combustión de una mezcla estequiométrica de propano/aire de 0,45 m/s velocidad a la que se propaga la llama a través de una mezcla de propano/aire en reposo (es decir, sin turbulencias).
No debe subestimarse la importancia de la turbulencia en el desarrollo de este tipo de explosiones. Para el éxito de un sistema de seguridad antiexplosión es fundamental que se produzca el venteo rápido de los gases o el tratamiento por supresión en la fase inicial del proceso. Si la velocidad de desarrollo de la explo- sión es demasiado rápida, el sistema de seguridad no resultará eficaz, pudiendo producirse peligrosas sobrepresiones.
Una alternativa al venteo es la supresión de la explosión. Este tipo de protección requiere una detección de la explosión en su fase inicial, lo más próxima posible a la ignición. El detector se utiliza para activar la rápida liberación de un supresor en el trayecto de la llama de propagación, deteniendo la explosión de forma eficaz antes de que aumente la presión hasta un punto en que la integridad del recinto se vea amenazada. Los halones se han utilizado habitualmente para este fin, pero ahora se encuentran desfasados y se están estudiando sistemas de pulverización de agua a alta presión.
Este tipo de protección resulta muy caro y de aplicación limitada, pues sólo puede utilizarse en volúmenes relativamente reducidos, donde el supresor pueda distribuirse de forma rápida
y uniforme (p. ej., tuberías de transporte de vapor inflamable o polvos explosivos)

jueves, 27 de marzo de 2008

Peligros asociados a la electricidad estática (II)


Los conductores aislados tienen una a capacidad neta C con respecto a tierra. En la ecuación 5 de la Tabla 40.2 se expresa la relación entre carga y potencial.
Una persona que lleve calzado aislante es un ejemplo corriente de conductor aislado. El cuerpo humano es un conductor electrostático, con una capacidad típica respecto a tierra de unos 150 pF y un potencial de hasta 30 kV. Como las personas son conductores aislados, pueden experimentar descargas electrostáticas, como la sensación (más o menos desagradable) que se nota cuando una mano se acerca a la manilla de una puerta o a otro objeto metálico. Cuando el potencial alcanza el valor aproximado de 2 kV, se experimentará el equivalente a una energía de 0,3 mJ, aunque este umbral varía de una persona a otra. Si las descargas son más fuertes, los movi- mientos reflejos involuntarios pueden originar caídas. En el caso de trabajadores que utilizan herramientas, ello puede dar lugar
a lesiones en la víctima y en otras personas que se hallen traba- jando cerca. Las ecuaciones 6 a 8 de la Tabla 40.2 describen la evolución temporal del potencial.
El arco real saltará cuando la fuerza del campo eléctrico indu- cido supere a la rigidez dieléctrica del aire. Debido a la rápida migración de las cargas en conductores, casi todas éstas confluyen en el punto de descarga y liberan toda la energía almacenada en forma de chispa. Las consecuencias son graves cuando se trabaja con sustancias inflamables o explosivas o en un ambiente inflamable.
La aproximación de un electrodo puesto a tierra a una superficie aislante cargada modifica el campo eléctrico e induce una carga en el electrodo. A medida que las superficies se acercan entre sí, la intensidad del campo aumenta y puede llegar a originar una descarga parcial desde la superficie aislante cargada. Como las cargas de las superficies aislantes no son muy móviles, en la descarga sólo participa una pequeña proporción de la superficie, y por consiguiente la energía liberada en este tipo de descarga es mucho menor que en los arcos.
La carga y la energía transferida parecen ser directamente proporcionales al diámetro del electrodo metálico, hasta unos 20 mm. La polaridad inicial del aislante también influye en la carga y en la energía transferida. Las descargas parciales de las superficies con carga positiva son menos energéticas que si las cargas son negativas. Es imposible determinar a priori la energía transferida por una descarga desde una superficie aislante, al contrario que ocurre en la situación que afecta a superficies conductoras. En realidad, como la superficie aislante no es equipotencial, ni siquiera es posible definir las capacidades que intervienen.

jueves, 20 de marzo de 2008

Funcionamiento y control

Cuando se diseña una instalación para resistir todas las presiones que pueden producirse en condiciones de funcionamiento normales o anormales pero previstas, el mantenimiento de la misma dentro de los límites de seguridad corresponde al sistema de control de procesos.
Para aplicar dicho sistema de control, es necesario supervisar las variables que intervienen en el proceso y las partes activas de la instalación. El personal operativo debe estar adecuadamente formado, y ser consciente de las modalidades operativas y de la importancia del sistema de control. Para asegurarse de que el personal operativo no tenga que confiar solamente en el funcionamiento de los sistemas automáticos, éstos deben combinarse con alarmas acústicas u ópticas.
Es de capital importancia comprender que cualquier sistema de control dará problemas en condiciones operativas inhabi- tuales, como en las fases de puesta en marcha y parada. Hay que prestar una atención especial a estas fases de funcionamiento. La empresa deberá auditar periódicamente los procedimientos de control de calidad.

miércoles, 12 de marzo de 2008

Invertebrados: Chinches y garrapatas (Acorinas)

Las garrapatas son arácnidos chupadores de sangre en todas las etapas de su ciclo vital y la “saliva” que inyectan a través de sus órganos de alimentación puede tener efectos tóxicos. El envenenamiento es en ocasiones grave, sobre todo en los niños (parálisis por garrapata), y a veces va acompañado de supresión de los reflejos. En casos excepcionales sobreviene la muerte por parálisis bulbar (particularmente cuando la garrapata se agarra al cuero cabelludo). Las chinches son hematófagas sólo en la etapa de larva y su picadura produce inflamación prurítica de la piel. La incidencia de picaduras de chinches es elevada en las regiones tropicales.
Tratamiento. Las garrapatas deben arrancarse una vez anestesiadas con una gota de benceno, éter de etilo o xileno. La prevención se basa en el uso de pesticidas organofosforados o repelentes.

domingo, 9 de marzo de 2008

Distribución del tiempo entre las grandes alturas II

Otro aspecto importante es la velocidad de desaclimatación. Lo ideal es que los trabajadores no pierdan las ventajas conseguidas durante su estancia en la alta montaña cuando acuden junto a sus familias al nivel del mar. Por desgracia, se han hecho pocos estudios sobre la velocidad de desaclimatación, aunque algunas de las mediciones efectuadas indican que la velocidad de cambio de la respuesta ventilatoria es, en estos casos, inferior a la del proceso de aclimatación (Lahiri 1972).
Otro aspecto práctico es el tiempo necesario para trasladar a los trabajadores desde el nivel del mar hasta la alta montaña y al revés. En una mina nueva de Collahuasi en el norte de Chile, el viaje en autobús desde la ciudad costera de Iquique, donde se espera que vivan la mayor parte de las familias, dura sólo algunas horas. Ahora bien, si el trabajador reside en Santiago, el viaje puede prolongarse más de un día. En estas circunstancias, un turno de trabajo de tres o cuatro días a gran altitud sería claramente insuficiente, dado el tiempo destinado al transporte. Los factores sociales son también fundamentales en cualquier distribución del tiempo que incluya períodos de alejamiento familiar. Aun cuando haya motivos médicos y fisiológicos para mantener períodos óptimos de aclimatación de 14 días, el hecho de que los trabajadores no desean mantenerse alejados de sus familias durante más de siete o diez días puede ser un argu- mento decisivo. Hasta ahora, la experiencia demuestra que las pautas de siete días de trabajo a gran altura seguidos de otros siete al nivel del mar, o de diez días a gran altura seguidos del mismo período al nivel del mar son, probablemente, las más aceptables.
Conviene observar que, con este tipo de turnos, el trabajador nunca llega a aclimatarse por completo a la altitud ni a desacli- matarse al nivel del mar. Por tanto, pasa todo su tiempo oscilando entre los dos extremos y nunca experimenta las ventajas ni de uno ni de otro estado. Además, algunos trabajadores manifiestan un gran cansancio cuando llegan al nivel del mar y pasan los primeros dos o tres días recuperándose. Es probable que este fenómeno guarde relación con la mala calidad del sueño, característica frecuente de la vida a grandes alturas. Son problemas que subrayan el desconocimiento que se tiene de los factores que determinan la mejor distribución del tiempo y la evidente necesidad de investigación en este campo.
Cualquiera que sea la pauta empleada, sería sumamente útil que los trabajadores pudieran dormir a una altitud inferior a la de su puesto de trabajo. Naturalmente, que ello sea factible o no dependerá de la topografía de la región. No es posible dormir a menor altitud si ello supone varias horas de viaje, pues recortaría en exceso la jornada laboral. Sin embargo, si pudiera llegarse en un plazo, por ejemplo, de una hora a un asentamiento situado varios cientos de metros más abajo, ello mejoría en gran medida la calidad del sueño, la comodidad y sensación de bienestar de los trabajadores y su productividad.

martes, 4 de marzo de 2008

Mecanismo de las lesiones por descompresión: Efecto de la ley de Boyle sobre el barotrauma

El segundo mecanismo importante por el que la descompresión puede producir lesiones es el proceso del barotrauma. El barotrauma puede originarse por compresión o por descompresión. En el primer caso, los espacios de aire en el organismo que están rodeados por tejidos blandos (y, por lo tanto, están sujetos al aumento en la presión ambiente, según el principio de Pascal) sufrirán una reducción de volumen (como bien predice la ley de Boyle: al duplicar la presión ambiente, el volumen de los gases se reduce a la mitad). El líquido desplaza al gas comprimido siguiendo una secuencia previsible:

• Los tejidos elásticos se desplazan (la membrana timpánica, las ventanas redonda y oval, el material de la mascarilla, la ropa, la caja torácica y el diafragma).
• La sangre se acumula en los grandes vasos dilatables (esencial- mente en las venas).
• Una vez que se alcanza el límite de dilatación de los vasos sanguíneos, se asigna una extravasación de líquido (edema) y de sangre (hemorragia) hacia los tejidos blandos circundantes.
• Cuando se alcanza el límite de dilatación de los tejidos blandos circundantes, el líquido, primero, y después la sangre penetran en el propio espacio de aire.



Esta secuencia puede interrumpirse en cualquier momento por un aporte adicional de gas en el espacio (por ejemplo, en el oído medio, cuando se realiza una maniobra de Valsalva) y concluye cuando se alcanza el equilibrio entre el volumen del gas y la presión del tejido.
Este proceso se invierte durante la descompresión: el volumen del gas aumenta, y si no se logra expulsar a la atmósfera, puede producir trauma local. En los pulmones, el trauma es debido a una sobredistensión o a un desgarre entre áreas adyacentes del pulmón que tienen una capacidad de dilatación significativa- mente distinta y por lo tanto se expanden a diferente velocidad.

lunes, 3 de marzo de 2008

Explosiones (II)

En otros casos, la sobrepresión se debe a un proceso químico interno. En las industrias de transformación, el autocalentamiento del material puede provocar una reacción incontrolada que genere altas temperaturas y presiones capaces de ocasionar una explosión por presión. Sin embargo, el tipo más común de explosión es el debido a la ignición de una mezcla de gas/aire inflamable confinada en algún aparato de una instalación o en cualquier estructura cerrada. La condición previa es la formación de una mezcla inflamable, evitable con un diseño y una gestión adecuados. Una liberación accidental dará lugar a una atmósfera inflamable si la concentración de gas (o vapor) se encuentra entre los límites superior e inferior de inflamabilidad (Tabla 41.1). Si se introduce una fuente de ignición en una de estas zonas, una llama de premezclado se propagará rápida- mente a partir de la misma, convirtiendo la mezcla de combus- tible/aire en productos de combustión a una temperatura elevada; esta última puede llegar a ser de 2.100 K, lo que demuestra que en un sistema completamente cerrado que se encuentre inicialmente a 300 K, son posibles sobrepresiones de hasta 7 bar. Sólo los depósitos a presión de diseño especial son capaces de soportar estas sobrepresiones. Los edificios normales se derrumbarán, a no ser que estén protegidos por paneles de alivio de presión, discos de ruptura o sistemas de supresión de la explosión. Cuando se forma una mezcla inflamable dentro de un edificio, la explosión puede llegar a ocasionar daños estructurales importantes o incluso su destrucción total, si la explosión no se dirige hacia el exterior a través de aberturas originadas en las primeras fases de la explosión (p. ej. rotura de las ventanas).
Explosiones de este tipo se asocian también a la ignición de suspensiones de polvo en el aire (Palmer, 1973), como las produ- cidas cuando se levanta una nube de polvo “explosivo” proce- dente de estanterías, vigas y cornisas de un edificio y dicha nube queda expuesta a continuación a una fuente de ignición
(p. ej., en molinos de harina, elevadores de grano, etc.). El polvo debe ser combustible (obviamente), aunque no todos los polvos combustibles pueden explotar a temperatura ambiente.
Se han diseñado ensayos estándar para determinar cuándo es capaz un polvo de producir una explosión. Dichos ensayos se utilizan asimismo para estudiar los “límites de explosividad” de los polvos explosivos, similares conceptualmente a los “límites de inflamabilidad” de gases y vapores. Por lo general, una explosión de polvo ocasiona daños de gran magnitud, porque la primera explosión genera aún más polvo, dando lugar a una nube de polvo aún mayor que, a su vez, entra inevitablemente en ignición y produce una explosión aún mayor.