Las operaciones de procesamiento de polvo pueden generar enormes cantidades de carga electrostática por el movimiento del polvo. La causa más habitual de la carga electrostática en operaciones de procesamiento de polvo es el «efecto triboeléctrico», que consiste básicamente en el contacto y la separación del polvo con el equipo de procesamiento, el propio polvo u otros factores que puedan causar la carga, como contaminantes de la superficie.

Hay diversos tipos de equipos que pueden provocar la carga de polvo. Entre estos equipos están, entre otros, los siguientes:

Tabla 1. Equipos utilizados en operaciones de procesamiento de polvo.

Los procesos realizados por este equipo pueden derivar en grados variados de generación de carga electrostática. En la tabla que aparece a continuación se indican las cantidades de carga normales, a partir de la bibliografía publicada. Los valores se basan en la cantidad de carga, en culombios, transportada por kilogramo de polvo.

Tabla 2. Carga generada en los polvos por diferentes operaciones de procesamiento y manipulación (NFPA 77 / CLCTR: 60079-32-1).

Tabla 2. Carga generada en los polvos por diferentes operaciones de procesamiento y manipulación (NFPA 77 / CLCTR: 60079-32-1).

Un simple cálculo mostrará que un bidón de metal con una capacitancia de 100 pF que se llene con 25 kg de polvo cargado, siguiendo una simple operación de vertido, se podría cargar con una tensión de 25.000 V.

Simple cálculo

La energía potencial que podría descargarse desde el bidón en forma de chispa puede estimarse que sea:

La energia potencial

Desde cualquier punto de vista, el voltaje generado por una operación que se sabe que está en el extremo inferior de la capacidad de generación de carga todavía puede generar las energías de chispa potenciales suficientes para incendiar una amplia variedad de atmósferas combustibles. La Tabla 2 enumera la energía mínima de ignición de una muestra de polvos cuando están en una concentración mínima explosiva.

Tabla 3. EMI de diferentes polvos suspendidos en una concentración combustible.

Si el polvo se descarga en una mezcladora u homogeneizadora que contenga un disolvente, el EMI de la atmósfera híbrida podría ser mucho más bajo, de manera que la ignición inicial del vapor del disolvente podría propagar una deflagración de polvo combustible.

El factor de seguridad que hay que tener en cuenta con estos cálculos es la suposición de que el equipo que está siendo «electrificado» por el polvo cargado no esté puesto a tierra. Si el equipo está puesto a tierra, no hay riesgo de que el equipo se electrifique por electricidad estática.

Protección de puesta a tierra de electricidad estática en operaciones de procesamiento de polvo.

La «puesta a tierra», en sentido estricto, es el método por el cual se hace una conexión eléctrica de baja resistencia entre el equipo en riesgo de carga electrostática y la masa general de la Tierra. Esta conexión se describe normalmente como una «puesta a tierra verdadera». La conexión real a tierra se logra a través de picas de puesta a tierra diseñadas específicamente, o estructuras de edificios, que están enterradas por debajo del nivel del suelo. Estos sistemas de toma de tierra son comprobados por técnicos para medir sus resistencias de puesta a tierra verdadera y garantizar que están por debajo de los valores requeridos en normas como la NFPA 70 “National Electrical Code®” y la EN 62305 «Protección contra el rayo». Algunos sistemas de puesta a tierra de electricidad estática del mercado actual verificarán si el equipo al que ofrecen protección de puesta a tierra de electricidad estática tiene una toma de tierra capaz de conducir la electricidad estática.

En las operaciones farmacéuticas, equipos como sistemas de transporte de polvo, micronizadores, mezcladoras y tamices de ensayo suponen varios conjuntos de componentes que pueden acumular elevadas cargas de electricidad estática si alguno de ellos queda aislado de un punto de tierra verdadera. Las conexiones establecidas con elementos como correas de puesta a tierra pueden proporcionar una conexión intencionada entre componentes metálicos o las superficies de conexión de dispositivos pueden ofrecer una conexión enlazada implícita.

Carga de polvo en una mezcladora.

Fig. 1. Carga de polvo en una mezcladora. Observe que el cubo que descarga el polvo debe estar conectado al recipiente que lo recibe o derivado a tierra de forma independiente.

El desmontaje habitual para tareas de limpieza y mantenimiento puede causar que se omitan conexiones o que no se realicen correctamente al volver a montar el equipo. Las vibraciones y la corrosión también pueden degradar las conexiones del conjunto, de modo que es esencial asegurarse de que ninguna de sus piezas quede aislada de una derivación a tierra verdadera.

La forma más efectiva de garantizar que el equipo empleado en operaciones de procesamiento de polvos no pueda acumular electricidad estática es proporcionar una solución especializada que supervise la conexión a tierra de los componentes que acumulan carga estática y alerte al personal de un posible riesgo si algún componente pierde su conexión a tierra. Esto es especialmente importante si el punto de derivación a tierra del equipo no es muy visible o no presenta un fácil acceso.

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