Por qué son tan frecuentes las explosiones en silos causadas por concentraciones de polvo y cómo reducir el riesgo de accidentes
Descubre cómo cumplir las normativas, reducir los riesgos de accidentes en plantas industriales y las fallas en equipos utilizando simulación.
Las explosiones originadas por la acumulación de polvo en silos son una ocurrencia frecuente. Es por ello que hasta el 14 % de las explosiones debidas a concentraciones de polvo inflamable se producen en silos, según el Combustible Dust Incident Report. En una gran cantidad de países, no se registran datos sobre este tipo de explosiones, por lo que resulta difícil encontrar índices estadísticos de tales sucesos.
Por ello, para demostrar la frecuencia de las explosiones de polvo en silos, los investigadores de la Universidad de Purdue han recopilado datos durante los últimos 10 años que dan fe de un total de 81 explosiones, 46 de las cuales se iniciaron en elevadores de granos.
El polvo de granos, productos agrícolas, alimentos, madera y polvos metálicos (incluidos los polvos de aleaciones) representan el 70% de las explosiones relacionadas con el polvo en la industria. Pero aún nos queda un 30% de incidentes relacionados con docenas de tipos de polvo menos evidentes. Un buen ejemplo es el nitrato de amonio utilizado en la producción de fertilizantes.
Esta sustancia causó, por ejemplo, la fuerte explosión en el puerto de Beirut que se produjo en 2020, causando al menos 218 muertos, 7.000 heridos y US$ 15 mil millones de dólares en daños materiales, además de dejar sin hogar a unas 300.000 personas.
Brasil también tiene un historial reciente de accidentes en atmósferas explosivas provocados por el polvo de la soja en la región de Mato Grosso y de los granos de maíz en Paraná. Por consiguiente, las normas reguladoras, los criterios de inspección y las multas deben ser cada vez más estrictas y rigurosas.
Existen normas de seguridad y equipos de trabajo, como las normas NR13, ASME VIII Div 2, API 650 y ASME FFS-1 API 579 que ayudan a regular las operaciones de estos equipos en silos. Actualmente, las herramientas de simulación computacional, integradas en el contexto de la industria 4.0, ayudan a las empresas en el desarrollo de estos equipos y el diseño de entornos industriales más seguros, cumpliendo las normas.
La simulación permite evaluar las cargas, restricciones impuestas e incluso evaluar la linealización de las tensiones residuales, requisitos fundamentales y especificados en las normas reguladoras.
Un ejemplo práctico, que demuestra cómo las empresas pueden aplicar estas normas en el desarrollo de estos equipos aún en la fase de prototipado digital se puede acceder en el webinar ASME VIII: cómo aplicar la norma utilizando simulación.
Cómo las herramientas Ansys ayudan a desarrollar proyectos más seguros
Con los softwares Ansys, es posible demostrar la dispersión del polvo y determinar estrategias de ventilación para minimizar o anular el riesgo de formación de atmósferas explosivas. En la fase de prototipado digital, el ingeniero es capaz de diseñar filtros para la retención de partículas/polvo y evaluar las concentraciones de gases inflamables/contaminantes en tuberías, túneles y entornos confinados. Observa el siguiente video como ejemplo:
Ansys también permite a las empresas dimensionar el lugar adecuado para las instalaciones, evaluar el funcionamiento de los equipos de su planta y realizar diversas pruebas en un ambiente virtual de todo el funcionamiento de su planta.
Esto permite probar, por ejemplo, los sistemas de ventilación adecuados para minimizar los riesgos de formación de atmósferas explosivas, la evaluación de la tasa de producción simulando operaciones de carga y descarga de granos, minerales o cualquier material particulado.
Observa en el siguiente video cómo se puede representar la carga de silos en un ambiente virtual:
También es posible realizar análisis de las condiciones ambientales de tanques, almacenes y silos, comprobando la distribución local de la humedad, el campo de temperatura y el de presión.
Para poder ser almacenado en silos, los granos deben pasar primero por un proceso de secado. Esto es lo que garantiza el nivel de humedad definido por el mercado comercial que permite una mayor duración en los silos. En el proximo video podrás ver cómo la simulación computacional se convierte en un recurso cada vez más importante para cumplir las normas de seguridad y optimizar silos, almacenes y maquinaria agrícola.
Entre las evaluaciones que pueden llevarse a cabo por un ingeniero de desarrollo de productos mediante simulación computacional se encuentran los procesos de secado de grano, transporte por cinta, secadores rotativos, elevadores de cangilones, picadoras de caña de azúcar, cosechadoras, molienda de grano, dimensionamiento de ventiladores de secado de grano, diseños de tuberías, válvulas, juntas, análisis de recipientes a presión, efectos de la corrosión y desgaste del equipo debido a la erosión.
El video demuestra cómo el prototipado digital de equipos industriales permite al ingeniero analizar las condiciones de funcionamiento y de rendimiento.
Los análisis de las simulaciones computacionales pueden tener como objetivo verificar el cumplimiento de las normas reguladoras cuando aún se encuentran en la fase de prototipado digital.
Además, estas herramientas de simulación pueden utilizarse para reducir el consumo de energía y optimizar los equipos, como la reducción de peso, la masa y el ahorro de material, lo que aporta a las empresas ventajas competitivas en el precio final del producto, manteniendo la calidad como uno de los pilares de la excelencia.
Implementa la simulación en tus proyectos de ingeniería
Para saber más sobre el potencial de la simulación computacional y descubrir la mejor forma de aplicarla a tus proyectos de ingeniería, contacta a uno de nuestros ingenieros especialistas. Estaremos encantados de ayudarte a resolver sus desafíos.
