Polvo

Por su estado físico, el polvo se considera un material sólido, pero sus propiedades físicas y químicas difieren de las del mismo material en forma compacta. Es sabido que muchos accidentes indus- triales y catástrofes están provocados por explosiones de polvo. Materiales que no son combustibles en su estado normal, como los metales, pueden originar una explosión cuando se encuentran en forma de polvo mezclado con aire y se les aplica una fuente de ignición, incluso de baja energía. El peligro de una explosión existe igualmente en el caso de polvo de materiales combustibles. El polvo representa un peligro de explosión no sólo cuando flota en el aire, sino también cuando está sedimentado. Entre las capas de polvo puede acumularse el calor y desarrollarse una combustión lenta en su interior debido a un aumento de la capacidad de reacción de las partículas y a su menor conductividad térmica. Entonces, el polvo puede ser agitado por ráfagas, lo que aumenta las posibilidades de explosión.
Los partículas flotantes en una distribución fina suponen un riesgo aún más grave. Para los polvos, al igual que para los gases y los vapores combustibles, existe un rango especial de concen- tración aire-polvo en el que puede producirse una explosión. Los límites superior e inferior de la concentración explosiva y la amplitud del rango de concentración dependen del tamaño y la distribución de las partículas. Si la concentración de polvo es superior a la concentración máxima necesaria para producir una explosión, una parte del polvo no será destruida por el incendio y absorberá el calor; en consecuencia, la presión de explosión desarrollada se mantendrá por debajo del máximo. El contenido de humedad del aire también influye en las posibilidades de explosión, ya que la temperatura de ignición de la nube de polvo aumentará en función de la cantidad de calor necesaria para evaporar la humedad. Cuando se mezcla un polvo inerte extraño con una nube de polvo, se reduce la explosividad de la mezcla polvo-aire. El efecto es el mismo cuando se mezclan gases inertes con la mezcla de polvo-aire, pues se reduce la concentración de oxígeno necesaria para la combustión.
La experiencia demuestra que todas las fuentes de ignición, incluso las de energía mínima, pueden provocar la ignición de una nube de polvo (llama abierta, arco eléctrico, chispa mecánica o electrostática, superficie caliente, etc.). Según los resultados obtenidos en el laboratorio, los requisitos de energía para la ignición de nubes de polvo son entre 20 y 40 veces mayores que para las mezclas de vapor combustible y aire.
Los factores que influyen en el peligro de explosión de polvo sedimentado son las características físicas y térmicas de la capa de polvo, la temperatura de calentamiento al rojo del polvo y las propiedades de ignición de los productos de descomposición liberados por la capa de polvo.

Plásticos y cauchos

Los plásticos son compuestos orgánicos macromoleculares fabricados sintéticamente o mediante la modificación de materiales naturales. La estructura y forma de estos materiales macromoleculares, que son el resultado de reacciones de polimerización, poliadición o policondensación, influye considerablemente en sus propiedades. Las cadenas moleculares de los termoplásticos (poliamidas, policarbonatos, poliésteres, poliestireno, cloruro de polivinilo, polimetiletacrilato, etc.) son lineales o ramificadas, los elastómeros (neopreno, polisulfuros, isopreno, etc.) presentan ligeros enlaces cruzados, mientras que los plásticos termoendu- recidos (duroplásticos: polialquilos, resinas epoxi, poliuretanos, etc.) presentan fuertes enlaces cruzados.
El caucho natural se utiliza en la industria del mismo nombre como materia prima, y se somete a un proceso de vulcanización. Los cauchos artificiales, cuya estructura es similar a la del caucho natural, son polímeros y copolímeros del butadieno.
El uso de los productos plásticos y del caucho es cada vez más frecuente en todos los campos de la vida cotidiana. La gran variedad y las excelentes propiedades técnicas de estos mate- riales permiten su aplicación a áreas tan diversas como estruc- turas de edificios, mobiliario, ropas, mercancías y piezas para vehículos y maquinaria.
Normalmente, los plásticos y el caucho, al igual que los materiales orgánicos, se consideran materiales combustibles. Para analizar su comportamiento en un incendio se utilizan una serie de parámetros que pueden determinarse con métodos espe- ciales. Teniendo en cuenta esos parámetros (combustibilidad, capacidad de ignición, capacidad de producción de humos, propensión a la producción de gases tóxicos y al goteo en la combustión), se definen sus ámbitos de aplicación y se establecen las condiciones de seguridad necesarias frente a incendios.
En muchos casos, la temperatura de ignición de los plásticos es superior a la de la madera u otros materiales, pero la mayoría de las veces éstos entran en ignición con mayor facilidad y su combustión se realiza con más rapidez e intensidad. Los incen- dios de materiales plásticos suelen ir acompañados de un desagradable fenómeno de liberación de grandes cantidades de un humo muy denso que puede limitar fuertemente la visibilidad y dar lugar a gases tóxicos (ácido clorhídrico, fosgeno, monóxido de carbono, cianuro de hidrógeno, gases nitrosos, etc.). Los materiales termoplásticos se funden durante la combustión, después se fluidifican y, según su ubicación, (p. ej., si se encuen- tran en o sobre un techo) producen goteo en la zona de combus- tión y pueden provocar la ignición de los materiales combustibles que se encuentran debajo de ellos.
La optimización de las características de combustión es un problema complejo y un “tema clave” de la química de los plásticos. Los agentes ignífugos inhiben la combustibilidad, la igni- ción es más lenta, la velocidad de combustión disminuye y la propagación de la llama se hace más lenta pero, por otro lado, aumentan la cantidad y densidad del humo y la mezcla de gas producida es más tóxica.

Normas europeas y americanas para la operación de instalaciones eléctricas

La norma europea EN 50110-1, Operación de Instalaciones Eléctricas (1994a), preparada por la Task Force 63-3 del CENELEC, es el documento básico que se aplica a la operación de instalaciones eléctricas y a las actividades de trabajo en ellas, con ellas o cerca de las mismas. La norma establece los requisitos mínimos para todos los países del CENELEC; las normas nacionales adicionales se describen en subpartes separadas de la norma (EN 50110-2).
La norma se aplica a instalaciones diseñadas para la generación, transmisión, conversión, distribución y utilización de energía eléctrica, y para la operación a los niveles de tensión habituales. Aunque las instalaciones típicas trabajan a tensiones bajas, la norma se aplica también a instalaciones de muy baja y de alta tensión. Las instalaciones pueden ser permanentes y fijas (p. ej., instalaciones de distribución en fábricas o edificios de oficinas) o móviles.
En la norma se especifican los procedimientos de operación y mantenimiento seguros para el trabajo en instalaciones eléctricas o cerca de las mismas. Entre las actividades de trabajo aplicables se incluyen las de trabajo no eléctrico, como la construcción junto a líneas aéreas o cables subterráneos, además de todos los tipos de trabajo eléctrico. Determinadas instalaciones eléctricas, como las existentes a bordo de aviones y barcos, no están sujetas a la norma.
La norma equivalente en Estados Unidos es el National Electrical Safety Code (NESC), del American National Standards Institute (1990). El NESC se aplica a instalaciones y funciones de suministro de servicios públicos desde el punto de generación de electricidad y señales de comunicación, pasando por la malla de transmisión, hasta el punto de suministro a las instalaciones del cliente. Determinadas instalaciones, como las existentes en minas y barcos, no están sujetas al NESC. Las directrices del NESC se han ideado para garantizar la seguridad de los trabajadores dedicados a la instalación, el funcionamiento o el manteni- miento de líneas de suministro eléctrico y de comunicación y sus equipos asociados. Tales directrices constituyen la norma mínima aceptable de seguridad profesional y pública en las condiciones especificadas. La norma no pretende ser una especificación de diseño o un manual de instrucciones. En el aspecto formal, el NESC tiene que ser considerado una norma nacional de seguridad aplicable en Estados Unidos.
Las reglas extensivas de las normas europeas y americanas sustentan la realización segura de trabajos en instalaciones eléctricas.

Normas y reglamentos

El entramado de normas y reglamentos internacionales se ilustra en la Figura 40.3 (Winckler 1994). Las filas corresponden al ámbito geográfico de las normas, mundial (internacional), continental (regional) o nacional, mientras que las columnas corresponden a los campos de aplicación de las normas. La CEI y la Organización Internacional de Normalización (ISO) comparten ambas una estructura superior, el Grupo Coordinador Mixto de Presidentes (JPCG); el equivalente europeo es el Grupo Mixto de Presidentes (JPG).
Cada organismo de normalización mantiene reuniones periódicas internacionales. La composición de los distintos organismos refleja el desarrollo de la normalización.
El Comité Europeo de Normalización Electrotécnica (CENELEC) fue creado en 1957 por los comités de ingeniería eléctrica de los países firmantes del Tratado de Roma que estableció la Comunidad Económica Europea. A los seis miembros fundadores se sumaron después los miembros de la Asociación Europea de Libre Comercio (AELC), y CENELEC en su forma actual data del 13 de febrero de 1972.
En contraste con la Comisión Electrotécnica Internacional
(CEI), el CENELEC se centra en la implantación de normas internacionales en los países miembros y no en la creación de nuevas normas. Tiene particular importancia recordar que mientras la adopción de normas de la CEI por los países miem- bros es voluntaria, la adopción de normas y reglamentos del CENELEC es obligatoria en la Unión Europea. Más del 90 % de las normas del CENELEC han derivado de normas de la CEI, y más del 70 % de ellas son idénticas. La influencia del CENELEC ha atraído también el interés de los países de Europa oriental, la mayoría de los cuales se convirtieron en miembros afiliados en 1991.













La Asociación Internacional de Ensayos y Materiales, precur- sora de la ISO, como se conoce en la actualidad, fue fundada en 1886 y mantuvo su actividad hasta la primera Guerra Mundial, tras la cual dejó de funcionar como asociación internacional. Algunas organizaciones nacionales sobrevivieron, como la American Society for Testing and Materials (ASTM). En 1926 se fundó en Nueva York la Asociación Internacional de Norma- lización (ISA), que mantuvo actividad hasta la segunda Guerra Mundial. La ISA fue reemplazada en 1946 por la ISO, que es responsable de todos los campos excepto los de ingeniería eléctrica y telecomunicaciones. El Comité Europeo de Normalización (CEN) es el equivalente europeo de la ISO y tiene la misma función que el CENELEC, aunque sólo el 40 % de las normas CEN se derivan de normas ISO.
La cada vez mayor consolidación económica internacional crea la necesidad de bases de datos técnicos comunes en el campo de la normalización. Se trata de un proceso que está en curso en varias partes del mundo, y es probable que haga evolu- cionar nuevos organismos de normalización extraeuropeos. CANENA es un organismo regional de normalización creado por los países del Tratado de Libre Comercio de América del Norte (TLC) (Canadá, México y Estados Unidos). El cableado de edificios en EE UU se rige por el National Electrical Code, ANSI/NFPA 70-1996. Esta norma se aplica también en otros países de América del Norte y del Sur. Define los requisitos de la instalación de cableados en locales desde el punto de conexión hasta el sistema de suministro eléctrico. Abarca la instalación de conductores y equipo eléctrico dentro o sobre edificios públicos y privados, incluidas casas móviles, vehículos recreativos y edificios flotantes, parques de materiales, parques de atracciones, estacionamientos y otros solares, y subestaciones industriales. No ampara instalaciones en barcos ni embarcaciones que no sean edificios flotantes: material rodante, aviones o vehículos de auto- moción. El National Electric Code no es aplicable a otros campos que estén ya regulados por el National Electrical Security Code, como las instalaciones de equipos del servicio público de comunicaciones y las instalaciones de suministro de electricidad.

Disyuntores

Si bien los disyuntores se emplean desde hace mucho tiempo en circuitos de alta tensión con grandes capacidades de corriente, ha venido aumentando su utilización en muchas otras clases de circuitos. Existen numerosos tipos, que ofrecen opciones de armado inmediato y retardado y operación manual o automática. Los disyuntores se clasifican en dos categorías generales: térmicos y magnéticos.
Los disyuntores térmicos únicamente reaccionan frente a la subida de temperatura. Por lo tanto, las variaciones de la temperatura ambiente del disyuntores afectará al punto en que el disyuntor se dispare.
Los disyuntores magnéticos, por el contrario, sólo reaccionan ante la cantidad de corriente que pasa por el circuito. Es un tipo de disyuntor más adecuado para los casos en que existan fluc- tuaciones amplias de la temperatura que exigirían sobredimensionar el disyuntor, o cuando el disyuntor se dispara con frecuencia.
En el caso de contacto con líneas que transporten mucha corriente, los circuitos de protección no impiden lesiones personales ni daños al equipo, puesto que se diseñan para proteger únicamente líneas y sistemas de transporte de energía del paso excesivo de corriente provocado por fallos.
Debido a la resistencia del contacto con tierra, la corriente que atraviesa un objeto que está en contacto al mismo tiempo con la línea y tierra será en general menor que la corriente de disparo. Las corrientes de defecto atravesando el cuerpo humano deben reducirse en mayor grado por la resistencia del cuerpo mientras no llegue a disparar el disyuntor, por lo que son extremadamente peligrosas. En la práctica, es casi imposible diseñar un sistema de transporte de energía que impida lesiones corporales o daños a cualquier objeto que toque las líneas de transporte sin que éstas dejen de ser un sistema útil de transmi- sión de energía, puesto que los umbrales de disparo de los dispositivos de protección de los circuitos que interesan están muy por encima del nivel de peligro para el hombre.

Tornados: Formación y pautas de incidencia

Los tornados se forman cuando capas de aire de diferente temperatura, densidad y velocidad se combinan para producir pode- rosas corrientes ascendentes que forman inmensas nubes del tipo cúmulonimbos; éstas se transforman en apretadas espirales que giran sobre su eje al ser empujadas por fuertes vientos transversales. Este vórtice arrastra hacia el interior de la nube más aire caliente, que hace que el sistema rote con mayor rapidez, hasta que del cúmulonimbo sale una nube en forma de embudo que encierra una fuerza explosiva (Understanding Science and Nature: Weather and Climate 1992). Un tornado medio tiene una trayectoria aproximada de 2 millas de largo y 50 yardas de ancho, y afecta en torno a 0,06 millas cuadradas, con una velocidad del viento de hasta 300 millas por hora. Los tornados se producen en zonas en que pueden chocar frentes cálidos y fríos, lo que genera unas condiciones inestables. Aunque las probabilidades de que un tornado afecte a una localidad concreta son extremadamente pequeñas (probabilidad de 0,0363), algunas zonas, como el Medio Oeste de Estados Unidos, son especialmente vulnerables.

Medidas de prevención y control, y necesidades de investigación

El número de muertos y heridos asociado con huracanes (tifones) ha descendido radicalmente en los últimos veinte años en las zonas en que se han implantado avanzados sistemas de alarma. Los pasos principales que hay que seguir para prevenir muertes y lesiones son los siguientes: identificar los datos meteorológicos previos que anuncian estas tormentas, y seguir su curso y su posible transformación en huracanes; dar la alarma con tiempo para permitir una evacuación inmediata, si es necesario; aplicar prácticas estrictas de ordenación del territorio y códigos rigurosos de construcción en zonas de alto riesgo, y elaborar planes de emergencia en este tipo de áreas para permitir una evacuación ordenada y disponer de refugios suficientes para los evacuados. Dado que se han estudiado en profundidad los factores meteorológicos que contribuyen a los huracanes, contamos con gran cantidad de información al respecto. Ahora bien, hacen falta más datos sobre la variación en incidencia e intensidad de los huracanes a lo largo del tiempo. Después de cada huracán debería evaluarse la eficacia de los planes de emergencia exis- tentes, y determinar si las construcciones protegidas contra la velocidad del viento están también protegidas contra los temporales.