NFPA 77_03 Electricidad
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NFPA 77/93 RECOMENDACIONES PRÁCTICAS SOBRE ELECTRICIDAD ESTÁTICA
PRACTICAS RECOMENDADAS EN LA ELECTRICIDAD ESTATICA EDICION 1993 DE LA NFPA 77 (NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION)
NOTA: Un asterisco (*) seguido del número o letra designando un parágrafo indica un material explicatorio de tal parágrafo en el apéndice A. La información en publicaciones referenciadas puede ser encontrada en el Capitulo 9.
CAPITULO 1 GENERAL 1-1
PROPÓSITO.
1-1.1 El propósito de esta práctica recomendada es ayudar a reducir el riesgo de incendio por electricidad estática, presentando una discusión de la naturaleza y origen de la carga estática, métodos generales de reducción y recomendaciones para disiparla en ciertas operaciones específicas. 1-1.2 La electricidad estática es a menudo la fuente de ignición de una mezcla combustible, un problema de operación en la industria o una molestia para algunos individuos. 1-2 ALCANCE. 1-2.1 Esta publicación, cubre métodos pare controles de electricidad estática para el propósito de la disminución o eliminación del riesgo de incendios, excepto como se prevé en el numeral 1-2.2 y 1-2.3.
1-2.2 La prevención y control de electricidad estática en cuartos de operación de hospitales o en áreas donde la anestesie Inflamable es administrada, no están cubiertos por esta publicación pero están cubiertas en NFPA 99, norma para facilidad de cuidados de la salud. 1-2.3 Lo. rayos no están cubiertos por esta publicación pero están cubiertos en la NFPA 780 Lightning Protection Code. 1.3
DEFINICIONES. (También ver apéndices B)
Aprobado. Aceptable para la “autoridad que tiene jurisdicción”. NOTA: La National Fire Protection Association no aprueba, inspecciona o certifica alguna instalación, procedimiento, equipo o materiales ni tampoco aprueba o evalúa laboratorios de prueba. La determinación de aceptabilidad de estas instalaciones o procedimientos equipos o materiales, corresponde a la autoridad que tiene jurisdicción basándose en la aceptación de aplicación de la NFPA o cualquier otra norma apropiada. En la ausencia de tal norma, la autoridad mencionada debe requerir evidencia de instalación, procedimiento o uso correcto. La autoridad que tiene jurisdicción debe referirse también a los listados o niveles de práctica de alguna organización correspondiente con la evaluación de productos, los cuales estén en una posición de acuerdo a una norma apropiada. AUTORIDAD QUE TIENE JURISDICCIÓN: La autoridad que tiene jurisdicción es la organización, oficina o individuo responsable para la aprobación de equipo, una instalación o un procedimiento. NOTA: La frase autoridad que tiene jurisdicción, es usada en los documentos de la NFPA de una manera amplia desde que la agencia de jurisdicción y aprobamiento varíe de acuerdo a sus responsabilidades. Donde la seguridad pública es lo primero puede ser un departamento Federal, Estatal, Local u otro Regional o individuos tales como un jefe de bomberos, jefe de prevención de incendios, un departamento de trabajo, de salud, o inspector de construcción, un inspector eléctrico u otros que tengan autoridad estatutaria. Para propósitos de aseguramiento, un departamento de inspección de seguros o alguna otra representación de compañía de seguros, puede ser la autoridad que tiene jurisdicción en muchos casos el propio dueño o su agente designado asume el papel de la autoridad que tiene jurisdicción; en instalaciones gubernamentales, el comandante de la policía, puede ser la autoridad que tiene jurisdicción. UNION. El proceso de conexión de dos o más objetos conductores por medio de un conductor.
TIERRAS. El proceso de uno o más objetos conductores a la tierra, es una forma específica de unión. Las palabras unidas o aterrizadas como son usadas en el texto, tienen que ser entendidas que significan también que una unión o una tierra, ha sido deliberadamente aplicada como es definida, o que un camino eléctricamente conductor, tiene una resistencia adecuadamente baja para los propósitos prometidos (usualmente 106 ohmio o menor), está inherentemente presente por la naturaleza de la instalación. MEZCLA DE IGNICION: Una mezcla aire-vapor, gas-aire, polvo-aire o combinaciones de estas mezclas, pueden ser encendidas por una chispa estática. RÓTULOS: Equipos o materiales los cuales han sido unidos a un rótulo, símbolo u otra marca de identificación de una organización aceptada por la autoridad que tiene jurisdicción y que concierne con la evaluación del producto, la inspección de mantenimiento periódica de producción de equipos o materiales rotulados y por quienes rotulan indicando el fabricante que cumple con las normas apropiadas o de funcionamiento de una manera específica. LISTADOS: Equipos o materiales incluidos en una lista publicada por una organización aceptada por la autoridad que tiene jurisdicción que concierne con la evaluación de productos, inspección o mantenimiento periódico de producción de materiales o equipos listados y quienes listan también que los equipos o materiales cumplan con las normas apropiadas o que han sido probados y encontrados aptos para el uso en una manera específica. NOTA: El significado para identificación del equipo listado, puede variar para cada organización que concierne con la evaluación del producto, algunos de los cuales no son equipos reconocidos como sin listado pero ellos son rotulados. La autoridad que tiene jurisdicción, puede utilizar el sistema empleado por la organización que lista para identificar un producto listado. MANGUERA SEMICONDUCTORA: Alguna manguera con una resistencia eléctrica suficientemente grande para alimentar el flujo de comente dispersa a niveles seguros, sin embargo no tan alta como para prevenir la relajación de las cargas eléctricas a tierra. DEBER: Indica una recomendación o lo que es avisado pero no requerido. ELECTRICIDAD ESTÁTICA: Una carga eléctrica que es significante solo para los efectos de su componente de campo eléctrico y que se manifiesta no importante para la componente del campo magnético.
CHISPA ESTÁTICA: Una descarga impulsiva a través de un “Gap” entre dos puntos que no están en contacto. 1-4 INTRODUCCIÓN: 1-4.1 Electrificación estática, y los efectos varios que resultan de las cargas positivas y negativas así formadas, pueden constituir un riesgo de explosión o incendio. La generación de electricidad estática no puede ser prevenida absolutamente, debido a que su origen intrínseco está presente en cada interfaz. 1-4.2 El desarrollo de cargas eléctricas puede no ser por si mismo riesgo potencial de Incendio o explosión. Allí tiene que haber una descarga o una recombinación súbita de cargas positivas o negativas. Para que la estática llegue a ser una fuente de ignición, cuatro condiciones deben ser cumplidas: a) Allí tiene que estar presente primero un medio efectivo de generación estática. b) Allí tiene que estar un medio de acumulación de cargas separadas y mantener una diferencia de potencial eléctrico apropiado. c) Tiene que haber una chispa de descarga de energía adecuada y d) La chispa tiene que ocurrir en una mezcla con capacidad de Ignición. 1-4.3 La acumulación de cargas estáticas puede ser prevenida bajo muchas circunstancias por aterrizamiento o unión, por humidificación, o por ionización. Estos significados son discutidos en el capítulo 3. 1-4.4 Fuentes comunes de electricidad estáticas incluyen: a) Materiales pulverizados pasando a través de conductos o canales inclinados (chutes) o conveyors neumáticos. b) Vapor, aire o gas saliendo desde alguna abertura en un tubo o manguera, donde el vapor es húmedo o el aire o el gas contiene partículas de materia. c) Fuentes no conductoras o cinturones conveyor en movimiento. d) Vehículos en movimiento y
e) Movimientos de todas las clases que incluye cambios en la posición relativa en la superficie de contacto, usualmente en líquidos o sólidos disímiles. 1-4.6 El objeto de la mayoría de las correctivas estáticas, es proveer un significado por lo cual las cargas separadas por cualquier causa, pueden recombinarse sin causar daño antes que sean alcanzadas potenciales chispeo o evitar “Spark Gaps” donde descargas dañinas puedan ocurrir. 1-4.6 Si condiciones estáticas de riesgo no pueden ser evitadas en ciertas operaciones, significa que tiene que estar seguro que allí no hay mezclas de fácil ignición en los puntos donde la chispa puede ocurrir. 1-5 GENERAL. 1-5.1 Para el promedio de personas la palabra electricidad estática, puede solo significar un ruido en la recepción de radio que interfiere con la buena recepción o el choc eléctrico cuando tocan un objeto metálico después de caminar sobre un piso entapetado o deslizarse a través de una silla plástica en un automóvil. Alguna gente, ha experimentado misteriosos crujidos y una tendencia para algunos de su ropa unirse cuando la lana o fibras sintéticas son calentadas. Todo mundo reconoce que este fenómeno ocurre principalmente cuando la atmósfera está muy seca. Para la mayoría de la gente, ellos son simplemente un fastidio. 1-5.2 La palabra electricidad es derivada de la palabra griega “Electrón”, significa ámbar, ésta fue la sustancia en la que el fenómeno de la electrificación, fue observado por primera vez. Por siglos, electricidad no ha tenido otro significado que la propiedad exigida por algunas sustancias, después de que han sido frotadas con un material como la lana, siendo capaz de atraer o repeler objetos livianos. Electrificación más fuerte, acompañada de efectos luminosos y pequeñas chispas, fue observada primero hace 300 años por Von Guericke. Comparativamente con tiempos recientes, cuando las propiedades del flujo electricidad fue descubierto la palabra estática puede llegar a tener un uso como un significado para distinguir la vieja de la nueva. La implicación que tal electricidad está siempre al reposo es erróneo; ésta es que cuando ella cesa de descansar produce lo que nos concierne. 1-5.3 Por la consideración de simplicidad, uno puede imaginar que la electricidad es un fluido sin peso e indestructible, que puede moverse libremente a través de algunas sustancias, tales como metales, los cuales son llamados conductores, puede fluir con dificultad o no hacerlo del todo a través o sobre la superficie de una clase de sustancia llamadas no conductoras o aisladoras. Este último grupo incluye gases, vidrio, ámbar,
resinas, sulfuros, parafinas y mas derivados del petróleo seco y muchos materiales plásticos. Cuando la electricidad está presente en superficie de cuerpos no conductores, donde ella está atrapada o prevenido su escape, eso es llamado electricidad estática. Electricidad en un cuerpo conductor que esta en contacto solo con no conductores, es también prevenida de escape y es por lo tanto no movible o estática, en los dos casos el cuerpo en el cual esta electricidad es evidente, se dice que está cargada. 1-5.4 La carga puede ser o positiva o negativa. En un tiempo se creía que las dos cargas fueran dos clases de electricidad y que en el cuerpo neutro (sin carga) ellas estaban presentes exactamente en cantidades iguales, ahora se sabe hay realmente solo una clase de electricidad, aunque esta es descrita por muchos adjetivos. Esta es manifestada cuando alguna fuerza tiene normalmente separada un poco de sus constituyentes positivos y negativos. Estas entidades están compuestas de todos los átomos, los mas externos electrones (menos) y lo mas interno (núcleo) protones (positivo). Curiosamente una superficie que tiene un exceso o deficiencia de algún electrón en cada cien mil átomos, está muy fuertemente cargado. 1-5.5 Es verdad sin embargo, que en un cuerpo neutro o sin carga las dos entidades están presentes en cantidades exactamente iguales, trabajo se requiere para separar cargas positivas y negativas. Electricidad por lo tanto, es algunas veces referida como una forma de energía producida por gasto de energía en alguna otra forma, tal como mecánica, química o térmica. De tal forma que cuando ¡a energía eléctrica (un mejor término) es gastada, su equivalente aparece en una de esas otras formas. 1-5.6 Los electrones están libres de moverse de una molécula a otra en conductores pero los protones, en los núcleos del átomo, no pueden moverse apreciablemente sin que el átomo se mueva. Por lo tanto, en sólidos, solo los electrones son móviles ; en gases y líquidos, ambos están libres de moverse. 1-5.7 La estructura estable del átomo muestra que cargas diferentes se atraen y contrariamente cargas semejantes se repelen. A esto nos sigue que una carga separada podrá ser auto-repelida y recibirá solo en la superficie de un cuerpo cargado, si el cuerpo fuera un aislante perfecto o perfectamente aislado, la carga permanecería indefinidamente. Sin embargo, no hay aisladores perfectos, y cargas aisladas pronto se llegan a unir sus contrapartes y así llega ala neutralización, el estado normal (ver sección 3.3). 1-5.8 Electricidad estática, luego es el conjunto de fenómenos asociados con la aparición de una carga eléctrica en la superficie de un aislante o cuerpo
aislado conductor. Ello es generado usualmente por el gasto de trabajo mecánico, aunque uno tiene que recordar que en este sentido generado significa liberado o hecho activo, la electricidad no puede ser creada. Algún lugar, posiblemente aterrizado pero tan cercano como que las condiciones permitirán, habrá una carga opuesta exactamente igual, ella es su contraparte. Este concepto es extremadamente importante. 1.6* GENERACIÓN Y ALMACENAMIENTO. 1-6.1 GENERACIÓN. 1-6.1.1 INTRODUCCIÓN: Cargas semejantes se repelen unas a otras, cargas disímiles se atraen. La carga en la superficie de un aislante, puede así atraer una igual y una carga opuesta en una superficie cercana de un algún cuerpo conductor, acercarlo a él. Una carga acompañada de polaridad opuesta puede será repelida al lado más remoto. Este es el proceso llamado inducción. La carga en el lado más cerca es llamada ligado; la carga repelida en el lado opuesto es libre, y puede ser disipado proveyendo momentáneamente un camino a tierra. Si el cuerpo conductor es ahora movido lejos del cuerpo originalmente cargado la carga ligada es ahora liberada y se redistribuirá por si misma sobre toda la superficie del cuerpo conductor. En cambio, ella puede ser liberada en la forma de una chispa. 1-6.1.2 CARGA POR CONTACTO / SEPARACION (FRICCIÓN). Donde dos sustancias son de diferente composición, son llevadas dentro del contacto, una de las sustancias entregará algunos de los electrones de sus átomos al otro a lo largo de la superficie de contacto. Aunque la carga total (neta) sobre las dos sustancias permanece inmodificable (y puede ser cero) la redistribución de cargas resultante de esta transferencia de electrones, resulta en la formación de una “doble capa eléctrica” a lo largo do la superficie de contacto. Una sustancia tendrá un incrementado abundante de electrones (y será negativamente cargado) mientras la otra tendrá alguna deficiencia de electrones (y será positivamente cargada). Puesto que estas cargas iguales y opuestas, son fuertemente atraídas unas a otras, ellas permanecen íntimamente relacionadas a las superficies opuestas y no son externamente sensibles mientras la superficie permanezca en contacto. Si las sustancias no son conductoras y están siendo separadas, no obstante, muchas de la disparidad de las cargas permanecerá con la sustancia individual, resultando en una cargada positivamente y otra negativamente. Este mecanismo de carga, es intensificado incrementando la velocidad de separación, por disminución por la conductividad de las sustancias, y por incremento de la disparidad en la función de trabajo de las sustancias.
1-6.1.3 BOMBARDEO DE IONES: La superficie de una sustancia que está sujeta a un bombardeo por una lluvia de iones, (tal como se origina en un punto de corona) Negará a ser cargado por un ataque de iones o por entrega de cargas a la superficie por los Iones. Cargando por este mecanismo es referido como un bombardeo de cargas. 1-6.1.4 CONTACTO. Cuando un objeto descargado es llevado dentro del contacto con otro objeto que está cargado, alguna carga será transferida al objeto previamente descargado. 1-6.2 Considerando que una chispa de la superficie de un aislador puede liberar una carga de solo una pequeña área, toda la carga en el cuerno conductor puede ser liberada en una sola chispa. Así, en muchas situaciones, cargas inducidas están lejos de ser más peligrosas que unas inicialmente separadas sobre las cuales ellas son dependientes. 1-6.3 En efecto, una placa de metal en cercanía de una superficie cargada puede ser considerada una placa de un capacitor o condensador, y su habilidad para almacenar energía, es descrita como su capacitancia. Cuando una diferencia potencial es aplicada entre las dos placas de un condensador, electricidad puede ser almacenada. En algunos casos una de las placas es la tierra, el medio aislante es el aire, y la otra placa es algún cuerpo u objeto aislado de la tierra al cual la carga ha sido transferida por inducción u otra forma. Cuando un camino conductor está disponible, la energía almacenada es liberada (el condensador es descargado), posiblemente produciendo una chispa. La energía así almacenada y liberada por la chispa, está relacionada a la capacitancia (C) y al voltaje (V) de acuerdo con lo siguiente: Energía: Cx(V)212 (Ver apéndice B para una discusión de términos). 1-6.4 Si el objeto cercano a un no conductor altamente cargado es por si mismo un no conductor, éste será polarizado; esto es sus moléculas constitutivas serán orientadas a algún grado en la dirección de las líneas de fuerza puesto que sus electrones no tienen una verdadera libertad migratoria. Debido a su naturaleza polarizable, aislante y no conductores son a menudo llamados dieléctricos. Su presencia como medio de separación, intensifica la acumulación de carga. 1-7 ENERGÍA DE INIGCIÓN.
1-7.1 La capacidad de una chispa para producir ignición, es grandemente controlada por su energía, la cual será alguna fracción de la energía total almacenada. 1-7.2 Pruebas han mostrado que gases de hidrocarbón saturado y vapores requieren aproximadamente 0.25 milijoules de energía de descarga para chispas de ignición de mezclas óptimas con aire. Hidrocarbones no saturados, pueden tener una menor energía mínima de ignición. (Ver tabla 17.2). Esto ha sido mostrado posteriormente que las chispas creciendo de las diferencias de potencial de menos de 1.500 voltios son contrariamente para ser riesgosas en gases de hidrocarbón saturado debido al corto gap y pérdida de calor en los terminales. TABLA 1-7.2 ENERGIA MÍNIMA DE IGNICIÓN APROXIMADA: GAS O VAPOR Metano Propano Ciclopropano Etileno Acetileno Hidrógeno
MILIJOULE 0.29 0.25 0.18 0.08 0.017 0.017
1-7.3 Pruebas han mostrado que polvos y fibras usualmente requieren energía de descarga de una o más magnitudes mayores que la de gases y vapores comunes para la chispa de ignición de una mezcla óptima con aire. (Los requerimientos de energía de ignición disminuye rápidamente con el decrecimiento del tamaño de partículas de polvo). 1-7.4 MEZCLAS HIBRIDAS. Donde dos o mas materiales inflamables en diferentes fases, por ejemplo, un polvo más un vapor, están presentes en una mezcal, la mezcla es conocida como híbrida. Pruebas han mostrado que la mezcla de un gas inflamable a una suspensión de polvo, puede ser grandemente menor la energía de ignición del polvo, aún si el gas está presente a una concentración por debajo de su limite menor inflamable. La mezcla híbrida puede ser formada por vapor desorption (tal como en un receptor de productos de resma), reacción con humedad atmosférica (tal como el manejo de propóxido de aluminio), o por manejo de polvo en una atmósfera de vapor inflamable (tal como adicionar un polvo o poder un liquido inflamable). En tales instancias la mezcla híbrida puede tener ignición a un nivel de engría cercano al del componente de más fácil ignición.
1-7.6 La energía de ignición es reducida por un incremento en la concentración de oxigeno relativa a la que tiene el aire. 1-8 RESUMEN 1-8.1 En resumen, electricidad estática puede ser manifiesta solo donde objetos altamente aislantes u objetos conductores aislados son encontrados. Si un riesgo es sospechoso, la situación debe ser evaluada para determinar: a) Puede ser una carga generada.? b) Acumulará la carga? c) Puede ocurrir una descarga? d) Estará presente una mezcla de ignición en el sitio de la descarga? e) Tendrá la descarga suficiente energía para dar ignición a la mezcla? 1-8.2 Pruebas de caminos de alta resistencia, deben ser hechas con un potencial aplicado de 300 voltios o más, en orden que una menor interrupción (de películas de pintura o grasa o entre hierro) será abierta y una lectura del instrumento obtenido. 1-8.3 Una resistencia de un megohmio proveerá un adecuado camino ligado en muchos casos. Sin embargo en casos especiales, una menor resistencia debe ser necesaria. Contrariamente, resistencias mayores deben ser aceptables en otros diferentes casos. 1-6.4 Cuando uniones son aplicadas, ellas deberán conectar los cuerpos en los cuales las dos cargas opuestas son esperadas a ser encontradas.
CAPITULO DOS: LOS RIESGOS DE LA ELECTRICIDAD ESTÁTICA 2-1 ELECTRICIDAD ESTÁTICA COMO UNA FUENTE DE IGNICIÓN. 2-1.1 INFLAMABLES Y COMBUSTIBLES LÍQUIDOS. La estática es generada cuando se mueven líquidos en contacto con otros materiales. Comúnmente esto ocurre en operaciones tales como flujos a través de tubos y en mezclas, bombeos, filtración o agitación. Bajo ciertas condiciones, particularmente con hidrocarbones líquidos, la estática puede acumularse en el liquido. Si la acumulación es suficiente, puede ocurrir una chispa de estática. Si la chispa ocurre en la presencia de una mezcla vapor aire inflamable, puede resultar una ignición, por lo tanto, debe tomarse medidas para prevenir la ocurrencia simultánea de estas dos condiciones. 2-1.2 GASES. Cuando un flujo de gas está contaminado con óxido metálico o partículas pesadas, etc., o con partículas liquidas o en spray , puede resultar la electrificación. Un vapor de tal gas conteniendo partículas dirigido contra un objeto conductor, cargará éste último, excepto que el objeto esté aterrizado o unido a un tubo de descarga. Si la acumulación es suficiente, una chispa estática debe ocurrir. Si la chispa ocurre en la presencia de una mezcla vapor aire inflamable, el resultado es una ignición. Donde una chispa de estática y una mezcla de vapor aire inflamable puedan estar presentes simultáneamente, se requiere tomar medidas de previsión para evitar la ignición. 2-1.3 POLVOS Y FIBRAS. La generación de carga estática es comúnmente observada durante el manejo y procesamiento de polvos y fibras en la industria. Hay ejemplos recordados donde la ignición de una capa o nube de polvo combustible, es atribuida a una descarga de electricidad estática. En todos los ejemplos en los cuales la electricidad estática ha sido realmente establecida como la causa de ignición, la chispa se produjo entre el conductor aislado y la tierra. Esto no ha sido verificado experimentalmente que una nube de polvo pueda tener ignición por una descarga de estática dentro de si misma.
2-2 RIESGOS PARA PERSONAL DE LA ELECTRICIDAD ESTÁTICA 2-2.1 EL CUERPO HUMANO. El cuerpo humano es un conductor eléctrico y en atmósferas secas frecuentemente acumula descargas estáticas de voltajes tan altos como algunos miles de voltios. Esta descarga es generada por contacto de los zapatos con cubiertas del piso o por participación en varias operaciones de fabricación. 2-2.2 LA ROPA. 2-2.2.1 Bajo muchas condiciones, los zapatos y vestidos de los trabajadores, pueden ser suficientemente conductores para drenar cargas estáticas tan rápido como ellas son generadas. 2-2.2.2 Aunque la seda y algunas fibras sintéticas son excelentes aisladores, y prendas íntimas hechas de éstas presentan fenómenos de estática, no hay una evidencia concluyente que indique que vestir tales trajes constituya un riesgo. 2-2.2.3 VESTIDOS EXTERIORES. Por otra parte vestidos exteriores, pueden generar cargas estáticas considerables cuando son movidos sobre el cuerpo o cuando son quitados completamente. Bajo muchas condiciones, estos efectos constituyen un pequeño riesgo. Siriembargo, para algunos materiales o para condiciones de baja humedad, una fuente de ignición electroestática puede existir. 2-2.2.4 El quitarse la ropa exterior, es particularmente peligroso en áreas de trabajo tales como cuartos de operación de hospital, facilitadotes de fabricación de explosivos y ocupaciones similares donde habría atmósferas inflamables o explosivas, que son capaz de presentar ignición con una baja energía eléctrica. El vestido usado en estas áreas, debe ser el Indicado para dichas áreas. NFPA 99, Standard For Health Care Facilities, suministra información sobre métodos de prueba para la evaluación del funcionamiento antiestático de los vestidos de trabajo. 2-2.2.6 En plantas de llenado de oxigeno líquido, vapor de gas enfriado puede permear el vestido de los trabajadores, haciéndolos inflamables. Una acumulación de carga estática en la persona, puede provocar una ignición. Esto puede ser prevenido por el uso de zapatos conductores y pisos conductores. 2-2.3 OCUPACIONES RIESGOSAS. Donde existen mezclas con capacidad de ignición, hay un posible potencial de ignición del cuerpo humano cargado y significa prevenir la acumulación de carga estática en el cuerpo humano.
Los pasos para prevenir esta acumulación incluye: a) Evitar el vestir chanclas de goma, botas de goma, zapatos de goma y zapatos sintéticos no conductores. b) Proveer pisos conductores y calzado conductor. 2-2.4 INCOMODIDAD Y LESIONES. Choques estáticos pueden provocar en incomodidades y bajo algunas circunstancias herir a trabajadores debido a reacciones involuntarias. La descarga en si misma no es dañina para el humano, pero puede causar una reacción involuntaria que produzca una calda o enganches con maquinaria en movimiento. Si la acumulación de carga no puede ser evitada; y no hay gases o vapores inflamables presentes, la prevención debe estar dada por los varios métodos por los cuales contactos con partes de metal puedan ser eliminadas. Tales métodos podrían incluir entre otros, el uso de rieles de manejo no metálicos picaportes aislados y otras pantallas no conductoras. 2-3 PROCESOS RIESGOSOS DE LA ELECTRICIDAD ESTÁTICA 2-3.1 OPERACIONES DE MEZCLA Y MEZCLADO. 2-3.1.1 Operaciones de mezclado, mezclas, molienda o zaranda con materiales sólidos no conductores, pueden generar electricidad estática. El grado de riesgo estático, está influenciado por la capacidad de los materiales de generar y mantener una carga y la capacitancia de las partes conductoras aisladas de las máquinas y ductos para acumular suficiente carga para producir una descarga. (Ver sección 7-4). 2-3.1.2 Líquidos inflamables son mezclados en batidoras o autoclaves con varios pigmentos, resinas o materiales similares en fábricas de pintura, barnices, lacas, tintas y productos similares. Este proceso, puede ser un riesgo severo de explosión e incendio dependiendo del punto de inflamación de los solventes, la cantidad incluida, el método de manejo, la cantidad de ventilación, y otros factores. La electricidad estática es una fuente de ignición potencial y puede ser prevenida o protegida contra éste. (Ver capítulo 4). 2-3.2 DESMOTADORA DE ALGODÓN. Cuando la carga de estática es de suficiente magnitud, el algodón formará una bola en la desmotadora, esto da como resultado una producción de calor y fricción en el equipo. La experiencia ha demostrado que la cantidad de energía liberada por chispas debido a la acumulación estática, no ha sido de suficiente magnitud para dar ignición a polvo o a algodón. (Ver sección 5-4)
2-3.3 REVESTIMIENTO, DIFUSIÓN E IMPREGNACIÓN. En cada una de estas operaciones el material a ser procesado, es desembobinado de un rodillo alimentador en un extremo de la máquina, donde este pasa por una serle de rodillos bajo un desenvolvedor o cuchillo donde el material de revestimiento es aplicado, o a través de un tanque de impregnación entre rodillos de escurrido bajo un bisturí, luego sobre una tabla de vapor o a través de un horno de secado y finalmente es bobinado sobre un riel o laminado en plataformas. Cargas estáticas son a menudo producidas en cada una de estas operaciones. Si líquidos inflamables son empleados, la electricidad estática puede ser una fuente de ignición. (Ver sección 7-2). 2-3.4 CORREAS. Algunos tipos de correas frecuentemente exhiben generación de estática, las cuales pueden o no requerir medidas correctivas, dependiendo de las circunstancias. (Ver sección 7-1). 2-3.5 LIMPIEZA EN SECO. Operaciones comerciales de limpieza en seco, son en máquinas cerradas excepto para operaciones de desmanchado. Las operaciones empleadas, fabricas de inmersión, algunas de ellas altamente aislantes, en varios solventes que son por si mismos buenos aisladores y generadores de electricidad estática, revolviéndolos y agitándolos y sacándolos del baño de disolvente, son todos inclinados a producir cargas estáticas en la superficie aislante del material incluido. Si líquidos inflamables son empleados, la electricidad estática puede ser una fuente de ignición. (Ver NFPA 32, Standard For Dry Cleaning Pants). 2-3.6 IMPRESIÓN Y LITOGRAFÍA. 2-3.6.1 En las industrias de impresión y litografía la electricidad estática es una frecuente ,perturbador y a menudo una fuente costosa de problemas desde el punto de vista de producción. Donde se usan pinturas inflamables y solventes en los procesos, la estática puede producir un riesgo de incendio o explosión. (ver sección 7 - 3). 2-3.6.2 En la practica, sabanas cargadas con electricidad estática ejercen una atracción sobre otros objetos , y esto a menudo produce dificultad en el control de sabanas o tejidos y algunas veces el resultado es la rotura de los tejidos. También, puede causar un incremento en “offset” debido a un mayor contacto entre las superficies de las sabanas en la pila de entrega o de la atracción de las Unturas debajo de la conducción de las sabanas. La imagen impresa también puede dañarse por la atracción de partículas de polvo y la perdida de fibras de papel del papel. 2-3.7 Acabados con aspersión. La aplicación de pintura, barnices esmaltes, lacas y otros acabados con equipo de aspersión puede causar una acumulación de carga estática en el objeto que está siendo pintado y en la
pistola de aplicación. Silos líquidos empleados son inflamables, la electricidad estática puede ser una fuente de ignición. (Ver NFPA 33, Standard for Spray Application Using Flammable and Combustible Materials) 2-3.8 Chorro de vapor. Vapor húmedo que entra en una atmósfera puede generar electricidad estática que puede acumularse en objeto aislado en el área. Si es probable la presencia de una mezcla aire vapor inflamable, la descarga de electricidad estática puede ser una fuente de ignición. ( Ver sección 7-6.) 2-3.9 Manufactura explosiva. Explosivos primarios, como por ejemplo, ácido fulmínico de Mercurio, si en la forma de polvo son fácilmente detonados por una chispa de una descarga de estática Los pasos necesarios para prevenir accidentes debidos a electricidad estática en operaciones de manufactura de explosivos y áreas de almacenamiento varia considerablemente con la sensibilidad a la estática de los materiales manipulados. 2-3.10 Carga neumática de materiales explosivos. Cuando agentes de carga explosiva son cargados neumáticamente dentro de los huecos de carga primarios con detonadores eléctricos u otros sistemas de ignición sensibles a la estática , se deben tener las siguientes precauciones: a) Un aparato de aterrizaje positivo debe ser usado en el equipo de carga para prevenir ¡a acumulación de electricidad estática. b) Una manguera semiconductora que no tenga mas de 2 Megohmios de resistencia sobre toda su longitud y no menos de 1 Megohmio por pie de longitud (3.280 ohmios por metro), debe ser usada. c) Evaluación de todos los sistemas de carga por personal calificado para asegurar que todas las cargas estáticas serán adecuadamente disipadas bajo el campo de condiciones de la carga. Deben ser evitados los choques de estática a trabajadores cuando los sistemas de ignición no son sensibles a la estática. Los trabajadores sujetos a choques de estática pueden resultar lesionados por caídas u otras involuntarias reacciones. (Ver 2-2.4).
CAPITULO TRES CONTROL DE RIESGOS DE IGNICIÓN 3-1 Control estático. Los riesgos de ignición de electricidad estática se puede eliminar sacando la mezcla con capacidad de ignición del área donde la estática puede se descargada como una chispa , controlando la cantidad o la velocidad de generación de carga o suavizando una carga después de que ha sido generada. 3-2 Control de la generación de estática. Desde que la estática es generada, cada vez dos materiales distintos están en movimiento relativo uno a otro un desaceleramiento de este movimiento reducirá la rata de generación de electricidad estática. Por ejemplo, un material de baja conductividad fluyendo a través de tubos, ductos, filtros y cosas por el estilo generará electricidad estática. Si el material fluye a una suficientemente baja rata, el nivel de riesgo de estática no será generado. Frecuentemente este medio de control de la estática no es comercialmente aceptable debido a una menor producción. 3-3 Suavización de la carga (disipación) 3-3.1 Unión y aterrizar. 3-3.1.1 Un objeto conductor puede ser aterrizado directamente o uniéndolo a otro objeto conductor que ya este conectado a tierra. Algunos objetos son inherentemente unidos o aterrizados por sus contactos a tierra. Ejemplos son tubos enterrados o grandes tanques de almacenamiento que están asegurados a la tierra. 3-3.1.2 Las uniones se hacen para minimizar la diferencia de potencial entre objetos conductores. Así mismo , se aterrizan para minimizar la diferencia de potencial entre los objetos y la tierra. 3-3.1.3 El tamaño mínimo del alambre está prescrito por el esfuerzo mecánico mas que por la capacidad de transporte de comente. Deben ser usados conductores flexibles para uniones que son conectadas y
desconectadas frecuentemente. Para prevenir la acumulación de electricidad estática usualmente no necesita ser menor que un Megohmio y en muchos casos puede ser aun mayor. Para proteger los circuitos eléctricos la resistencia tiene que ser lo suficientemente baja para asegurar la operación del fusible o “breaker” en condiciones de falla. Algunas tierras que son adecuadas para la protección de circuitos eléctricos o protección contra rayos es mas que suficiente para la protección contra la electricidad estática. 3-3.1.4 Los conductores pueden ser aislados o no aislados. Algunos prefieren los conductores no aislados de modo que los defectos puedan ser fácilmente detectados por inspección ocular. Si es aislado , el conductor deberá ser chequeado su continuidad a intervalos regulares, dependiendo de la experiencia en operación. 3-3.1.5 Las conexiones pueden ser hechas con prensa de tomillo o a presión; soldadura , conectores tipo batería, o magnéticos u otro tipo de conector especial que provea contacto de metal con metal. (Ver figuras 3-3.1 .5, 4-5.3 y 44.4.) Pág. 77-9 3-3.1.8 La resistencia entre un objeto aterrizado y el suelo esta formada por la resistencia del alambre de tierra y la resistencia del electrodo de tierra (barra a tierra) al suelo . La mayor resistencia en alguna conexión a tierra está en el contacto del electrodo de tierra con el suelo. La resistencia a tierra es muy variable de acuerdo a su dependencia del área de contacto, la resistividad del suelo y la cantidad de humedad. 3-3.2 Humidificación 3-3.2.1 Es una común experiencia que las manifestaciones de la electricidad estática. -e.g. las chispas que un individuo puede experimentar al caminar por una alfombra. - son mas internas en los períodos de clima seco que lo que ellas son cuando prevalece un clima húmedo. De tal experiencia ha surgido una creencia popular errónea de que la generación de estática es controlada por el clima. Realmente , el mecanismo de generación no está influenciado por el clima, pero el clima si tiene un marcado efecto sí a una carga generada se aleja tan rápido que no produce una acumulación observable o si puede formarse para producir las manifestaciones sensoriales tan comunes. 3-3.2.2 En el capitulo uno, los materiales fueron descritos libremente como “conductores”, distinguiéndolos de los no “conductores” o “aisladores”, y se estableció que, no hay aisladores perfectos, cargas aisladas de electricidad estática se disipan eventualmente. Cualquier cosa que pudiera ser confiada en impartir conductividad a un cuerpo aislante podría así llegar a ser un medio de disipación de cargas estáticas.
3-3.2.3 La mayoría de los materiales aislantes mas comúnmente encontrados, tales como telas, madera , papel, películas, concreto, contiene cierta cantidad de humedad en equilibrio con el aire de su medio ambiente. Esta humedad tiene varias dependencias del clima, y en gran medida ella controla la conductividad del material, y por consiguiente su habilidad para prevenir el escape de electricidad estática. La conductividad de estos materiales es controlada, no por la cantidad absoluta de agua del aire, sino por su humedad relativa. Esta medida, ordinariamente suministrada en los reportes del clima y en los mapas de confort, es la relación entre la presión parcial de la humedad en la atmósfera y la presión parcial del agua a la temperatura predominante de la atmósfera. Bajo condiciones de alta humedad relativa - 50 % o mayor - los materiales en cuestión alcanzarán las condiciones de equilibrio conteniendo la suficiente humedad para lograr la conductividad adecuada para prevenir la acumulación de estática. 3-3.2.3.1 En el extremo opuesto, con humedad relativa de 30 % o menor estos mismos materiales pueden secarse y llegar a ser buenos aislantes, y las manifestaciones estáticas llegan a ser notables. No hay una frontera definida entre estas dos condiciones. 3-3.2.4 Debe enfatizarse que la conductividad de estos materiales es una función de la humedad relativa. A un constante contenido de humedad , la humedad relativa de la atmósfera disminuye a medida que se aumenta la temperatura y viceversa. En clima frío, la humedad absoluta afuera puede ser baja, aunque la humedad relativa pueda ser alta. Cuando este mismo aire es llevado adentro y calentado, la humedad relativa llega a ser muy baja. Como un ejemplo, una atmósfera saturada en un ambiente exterior a una temperatura de 30 °F ( -1 °C ) podría tener una humedad relativa solo un poco mayor del 20 %, si se calentara a temperatura ambiente de 70 °F ( 21 °C). Este fenómeno es responsable de la creencia antes mencionada de que la generación de estática es mas intensa en invierno. Este problema de la estática es mas intenso en el invierno debido a que cargas estéticas en un material tienen menor oportunidad de disiparse cuando la humedad relativa es baja. 3-3.2.5 Humidificar la atmósfera ha demostrado ser una solución a los problemas de estática en algunas circunstancias especiales, como donde la estática tiene un efecto en la adhesión o repulsión de hojas de papel, capas de seda vegetal, fibras y semejantes. Es usualmente conocido que una humedad relativa alrededor del 50 % o mayor evitará tales dificultades. 3-3.2.5.1 Infortunadamente, no es practico humidificar en todos los oficios en los cuales la estática puede ser un riesgo. Es necesario manejar algunas operaciones en una atmósfera que tiene una humedad relativa baja para evitar efectos de deterioro en los materiales manipulados. La humedad alta
también puede producir condiciones intolerables en el confort de las operaciones donde la temperatura de bulbo seco es alta. De otra parte, una humedad alta puede ventajosamente afectar las propiedades de manejo de algunos materiales, así se proporciona una ventaja adicional. 3-3.2.5.2 En algunos casos, la humidificación localizada producida por un chorro de vapor directo dentro del área puede producir resultados satisfactorios sin ¡a necesidad de incrementar la humedad en todo el lugar. (ver sección 7-2.6 y sección 7-6). 3-3.2.6 De lo anterior no se concluye que la humedad sea una cura para todos los problemas de estática. Algunos aisladores no son susceptibles de absorber humedad del aire, y la humedad alta no decrecerá notablemente la resistividad. Ejemplos notables son las superficies no contaminadas de algunos plásticos y superficies de derivados líquidos del petróleo. Tales superficies están en capacidad de acumular cargas estáticas aunque la atmósfera pueda tener una humedad relativa superior al 100 %. 3-3.2.7 En resumen, la humidificación puede ser una cura para los problemas de estática donde las superficies en las cuales la electricidad estática se acumula son aquellos materiales que pueden absorber humedad y que no son anormalmente calentados. Para superficies calentadas, y para la estática en ¡a superficie de aceites y algunos otros líquidos y materiales sólidos aislantes, la alta humedad no proveerá un medio para drenaje de cargas estáticas, y algunas otras soluciones tendrán que ser vistas. 3-3.3 Incremento de la conductividad. 3-3.3.1 Las cargas electrostáticas pueden acumularse en la superficie de materiales de baja conductividad. Por incremento de la conductividad, i.e., bajando la resistividad, estas cargas pueden ser suavizadas antes de que ellas se acumulen a niveles de riesgo. 3-3.3.2 En materiales sólidos, debe ser posible adicionar material conductor para incrementar la conductividad. Por ejemplo, el carbón se adiciona a algunos plásticos para incrementar su conductividad. 3-3.3.3 En líquidos del petróleo, los aditivos conductores han sido usados para controlar la acumulación de cargas. Estos son materiales polares, mezclados en los aceites, usualmente a bajas concentraciones. Los niveles de conductividad mayores que 50 picosiemens / metro (pS/m)* a la temperatura de uso se consideran no peligrosos. 3-3.3.3.1 El efecto de los aditivos de conductividad decrece con el incremento de la temperatura. Es importante que se use suficiente aditivo
para asegurar una conductividad satisfactoria a la menor temperatura de trabajo del producto. 3-3.3.3.2 Es importante anotar que los aditivos de conductividad no previenen la generación de electricidad estática. Ellos permiten una suavización rápida de las cargas, i.e., la recombinación con cargas de polaridad opuesta. El uso de los aditivos de conductividad con la unión y aterrizamiento para proveer un camino eléctrico para la disipación de las cargas. 3-3.4 La Ionización. 3-3.4.1 General. Bajo ciertas circunstancias el aire puede llegar a ser suficientemente conductor para disipar cargas estáticas. En el uso de todos los neutralizadores estáticos, uno tiene que considerar ciertos problemas de ingeniería tales como las condiciones del medio ambiente (polvo, temperatura, etc.) y el posicionamiento del aparato en relación con la materia prima, partes de la máquina, y el personal. Es importante saber que estos aparatos de control no previenen la generación de cargas estéticas (ver 14.1); estos utilizan la ionización del aire (u otro gas) para reducir la carga a unos niveles controlados. 3-3.4.2.1 Neutralizador Inductivo (“peine” estático) 3-3.4.2.1 Una carga estática en un cuerpo conductor está libre de fluir en el, y en un cuerpo esférico en el espacio esta por si misma se distribuirá uniformemente sobre ¡a superficie. Si el cuerpo no es esférico, la auto repulsión de la carga hará que esta se concentre en la superficie que tiene el menor radio de curvatura. 3-3.4.2.2 Si el cuerpo está rodeado de aire (u otro gas) y el radio de curvatura es reducido casi hasta cero, como una punta de aguja, la concentración de carga en la punta puede producir la ionización del aire, cambiando su conductividad. Mientras que una superficie de gran diámetro puede recibir y mantener un alto voltaje, la superficie equivalente equipada con una punta aguda puede mantener solo una pequeña carga antes que la rata de escape iguale la rata de generación. La carga inducida en una aguja aterrizada cuando se coloca en la vecindad de un cuerno cargado puede así producir la ionización por corona del aire y permitir que el cuerpo cargado disipe su carga a tierra. El comienzo de este efecto y su eficiencia depende de muchos factores tales como su geometría relativa, la densidad de carga en el cuerno, y la velocidad del movimiento relativo a la punta. El principio básico ha llevado a vados diseños de neutralizadores inductivos.
3-3.4.2.3 Un peine estático “es una barra de metal equipada con una serie de puntas en forma de aguja. Otra variación es un alambre de metal envuelta por una pieza delgada metálica. 3-3.4.2.4 La densidad de carga de un no conductor es una cantidad absoluta pero esta puede variar con la posición. El campo eléctrico asociado con esta carga puede ser usado para obtener medidas cualitativas de voltaje proporcionales a la carga cuando se hacen en una geometría fijada. La medida es de gran utilidad en el diseño y colocación de neutralizadores inductivos y otros neutralizadores. En una banda en movimiento, el voltaje aparente es un valor promedio. Midiendo el voltaje aparente después del Neutralizador, el lugar optimo de colocación puede ser encontrado. 3-3.4.2.5 Cuando los neutralizadores son usados en bandas en movimiento (ver sección 7-1 para bandas de potencia, sección 1-2 para telas, y sección 7-3 para papel), como muestra la figura 7-2.4, el comienzo de la operación le corresponde un voltaje aparente de 5 kV en la banda. La medida se hace adelante del Neutralizador, lejos de los objetos aterrizados tales como rodillos usando un “field-mill” u otro aparato colocado a 1 pulgada (25 mm) de la superficie cargada. Si se experimentan problemas en tales condiciones, la barra inductiva puede usarse junto con otros aparatos. (ver sección 3-3.4.3 y 3-3.4.4) 3-3.4.3 Neutralizador Eléctrico. 3-3.4.3.1 El Neutralizador eléctrico es un aparato de potencia de alto voltaje que es medio efectivo para remover cargas estáticas de materiales como algodón, ¡ana, seda, o papel en procesos, fabricación, o impresión. Este produce una atmósfera conductora ionizada en la vecindad de la superficie cargada. Las cargas por lo tanto escapan lejos hacia algún cuerpo conductor aterrizado. 3-3.4.3.2 Los neutralizadores eléctricos no deben ser usados donde estén presentes vapores inflamables, gases o sin una aprobación específica para tales locaciones. 3-3.4.4 Neutralizador Radioactivo. 3-3.4.4.1 Otro método para disipar la electricidad estática involucra la ionización del aire con materiales radioactivos. Tales instalaciones no requieren rediseño del equipo existente. La fabricación y distribución de neutralizadores radioactivos está regulado por U.S. Nuclear Regulatory Commission « (o Agreement State Licensing Agency), la cual es responsable por la salud y seguridad de la población.
3-3.4.4.2 Las sustancias radioactivas en sí mismas no son una fuente potencial de ignición; la localización de tales fuentes con el propósito de la disipación estática no necesita ser restringida sobre la base de la posible presencia de atmósfera inflamable a su alrededor. Sin embargo, si la fuente de radiación es alguna clase de aparato eléctrico conectado a la línea, la localización del equipo tiene que ser restringido de igual manera que para otro aparato eléctrico, de acuerdo con NFPA 7Q, “National Electrical Code”. 3-3.4.4.3 El uso de voltajes aparentes indica que donde este excede 20 kV (ver 3-3.4.2.4), la eficiencia está significativamente reducida, dependiendo de la velocidad de la banda. En este caso, el uso de un Neutralizador inductivo adelante del Neutralizador radioactivo ha sido efectivo. 3-3.4.5 llama abierta. La ionización del aire se puede obtener también, por una llama abierta. (ver 7-3.4.5) 3-3.4.6 La ionización por algunos de los métodos discutidos en 3.3.4, es particularmente adaptable a tos procesos discutidos en las secciones 7-1, 72 y 7-3. 3-4 Control de reubicación.
mezclas inflamables
por inercia, ventilación
o
3-4.1 A pesar de esfuerzos planeados para prevenir la acumulación de cargas estáticas, los cuales deben ser el primer propósito de un buen diseño, hay muchas operaciones que incluyen el manejo de materiales no conductores, o equipo no conductor que no se proporcionan por sí mismos a esta características de la mezcla. Debe ser preferible, o esencial, dependiendo de la naturaleza de los riesgos de los materiales Involucrados, disponer otras medidas para complementar o suplantar las facilidades de disipación de la estática, tales como: 3-4.1.1 Donde la mezcla normalmente encendible (inflamable) está contenida en pequeño recipiente, tal como un tanque de proceso, se puede usar efectivamente un gas inerte para hacer la mezcla no inflamable. (ver NFPA 69, (Standard on Explosion Prevention Systems). Cuando las operaciones son dirigidas en atmósferas por encima del limite superior de Inflamabilidad debe ser prácticamente aplicado el gas Inerte solo durante los períodos cuando la mezcla pase dentro del rango de su inflamabilidad. 3-4.1.2 La ventilación mecánica se puede aplicar en muchos casos para diluir una mezcla inflamable bien abajo de su rango de inflamabilidad. También, por direccionamiento de aire en movimiento, que puede ser práctico para prevenir los polvos o solventes inflamables de áreas cercanas en operación,
donde, de otro modo, podría existir un riesgo incontrolable de estática. Para ser considerado confiable, la ventilación mecánica debe ser enclavada con el equipo para asegurar su propia operación. 3-4.1.3 Donde una porción de acumulación de estática de un equipo es innecesariamente localizada en una área riesgosa, es preferible relocalizar el equipo a un lugar seguro mas que confiarse en la prevención de la acumulación de estática.
Capítulo 4. LÍQUIDOS INFLAMABLES Y COMBUSTIBLES. 4.1. General. 4-1.1 Líquidos inflamables pueden formar mezclas vapor aire Inflamables cuando son manipuladas o en almacenamiento. 4-1.1.1 Si la temperatura del liquido está por debajo de su punto de chispa (inflamación), la mezcla sobre su superficie tendrá por debajo el menor limite de inflamación, o muy tendiente a incendiarse. Un líquido manipulado en o un poco sobre su punto de Inflamación es mas probable que tenga una mezcla vapor aire inflamable en alguna superficie libre. Si la temperatura del líquido está bien abajo de su punto de inflamación, el equilibrio de la mezcla de vapor aire en la superficie libre puede estar sobre el límite superior de inflamación y por lo tanto, puede ser muy propenso a incendiarse. Sin embargo, una mezcla inflamable puede existir a cierta distancia de la superficie libre del líquido, particularmente en la vecindad de un desfogue y compuertas. También cuando cargas tales como un líquido dentro un tanque de gas libre, el espacio de vapor pasará a través del rango de inflamación durante la carga. Si la mezcla de vapor está por debajo o sobre los limites de inflamabilidad, este no encenderá, aun si ocurriera una chispa incendiaria. 4-1.1.2 Los líquidos con muy bajo punto de inflamación, tales como la gasolina, tienen, en climas templados o tropicales, una mezcla de vapor aire en la superficie del liquido muy por encima del limite superior de inflamación. Consecuentemente, si una chispa se presenta, no produce Ignición. Sin embargo, si tales líquidos son manipulados a temperaturas solo ligeramente superiores de su punto de inflamación, la ignición puede ser posible. En climas templados, el kerosén u otro liquido de alto punto de inflamación se manipula normalmente a temperaturas muy por debajo de su punto de inflamación. Consecuentemente, las mezclas vapor aire en la superficie del liquido están por debajo del limite menor de inflamación y, aquí de nuevo, no se produce ignición aunque se presenta una chispa. En el trópico, o cuando se calienta, el kerosén u otros líquidos de punto de Inflamación altos pueden alcanzar temperaturas en o sobre sus puntos de inflación, tos cuales producirán una mezcla vapor aire inflamable.
4-1.1.3 Así, en general, cuando un liquido es manipulado a una temperatura tal que la mezcla vapor aire en la superficie del liquido está aproximadamente en la mitad entre el limite de inflamabilidad superior e inferior, las condiciones para la ignición son optimas. Estas condiciones ocurren cuando los líquidos son manipulados a temperaturas que están ligeramente sobre su punto de inflamación; como la manipulación de la temperatura se incrementa o decrece, la probabilidad de ignición decrece. La figura 4-1.1.3 muestra la relación entre la temperatura, la presión de vapor, y los límites de inflamabilidad de derivados del petróleo a nivel del mar. Pág. 77-12 4-1.1.4 La presión de vapor en la presencia de una fase líquida depende solo de la temperatura, y la fracción de la presión total ejercida por la presión de vapor que determina la composición de la mezcla aire vapor. Así, en la altura (tal como en una ciudad alta o en aviación) donde la presión total es baja, ambas el punto de inflación y su correspondiente temperatura, en la mezcla vapor aire optimo , decrece. Por definición, los combustibles líquidos pueden llegar a ser bajo tales condiciones ,inflamables. 4-1.2 La estática es generada cuando los líquidos se mueven en contacto con otros materiales. Esto ocurre comúnmente en operaciones tales como el flujo de ellos a través de tubos, y en mezclas, vertimientos, bombeos, filtramiento o agitación. Bajo ciertas condiciones, particularmente con hidrocarburos líquidos, la estática puede acumularse en el líquido. Si la acumulación es suficiente, una chispa de estática se puede presentar. Si la chispa ocurre en presencia de una mezcla vapor aire inflamable , puede ocurrir la ignición. Por lo tanto, deben ser tomadas medidas de prevención para que no se presenten estas dos condiciones. 4-1.2.1 La filtración con algunos tipos “greda” y microfiltros substancialmente incrementan la capacidad del flujo del liquido para generar cargas estáticas. Pruebas indican que algunos filtros de este tipo tienen la capacidad de generar cargas de 100 a 200 veces mayor que los alcanzados sin tales filtros. 4-1.3 Para prevenir una ignición es necesario controlar uno o mas de los siguientes ítems: a)
Vapor inflamable
b)
Aire (u oxigeno)
c)
Fuente de ignición.
4-1.4 Las medidas estándar de control son diseñadas para prevenir chispas incendiarias, o la formación de las mezclas vapor aire inflamables. En muchos casos, aire, el cual puede formar una mezcla inflamable con el vapor, puede ser eliminado o reducido en cantidad para convertir la mezcla no Inflamable. 4-1.5 Desde el punto de vista de la electricidad estática, los líquidos inflamables pueden ser clasificados de acuerdo a las siguientes características: a)
La capacidad de generación de estática.
b)
La conductividad.
c)
El punto de inflamación.
4-1.6 Un número de pruebas de laboratorio se ha desarrollado para caracterizar los productos derivados del petróleo por su capacidad de generar estática. Sin embargo, los métodos de prueba difieren unos de otros y en consecuencia los combustibles pueden ser clasificados en diferentes ordenes. Por tanto, también se han encontrado casos donde algunos combustibles han variado ampliamente su capacidad de generación de cargas estáticas aunque ellos tenían aproximadamente la misma conductividad. Pocas de estas pruebas copian alguna situación practica y por esta razón tas pruebas de capacidad de generación de estática, por si mismas, no son confiables para predecir los riesgos de estática. No es practico eliminar completamente la producción de estática mediante la purificación del producto. 4-1.7 La conductividad de un liquido es una medida de su capacidad de mantener una carga en un contenedor conectado a tierra (aterrizado), (ver sección 7-8). Reducir la conductividad, aumenta la capacidad del líquido de mantener una carga. Si la conductividad de un liquido bajo las condiciones de uso es mayor que 50 pS/m algunas cargas que son generadas se disiparán sin la acumulación de un riesgo potencial. (ver apéndices B para una discusión en una disipación.) 4-1.7.1 La experiencia indica que la mayoría de los crudos del petróleo, residuos de aceite ( incluyendo los aceites combustibles números 5 y 6 ), asfaltos, y líquidos solubles en agua, no acumulan cargas estáticas. 4-1.7.2 Cuando un líquido es transferido dentro de un contenedor no conductor (vidrio, plástico), el material del contenedor puede impedir la disipación de la carga a tierra. En estas circunstancias, aún líquidos conductores pueden acumular cargas. (ver sección 7-8.)
4-2 Cargas libres en la superficie de un líquido. 4-2.1 Si un líquido eléctricamente cargado es vaciado, bombeado, o de otro modo transferido a un contenedor o tanque, la unidad de carga de signo similar dentro del liquido será repelida una de otra hacia la superficie exterior del líquido, incluyendo no solo las superficies en contado con las paredes del contenedor la superficie superior adyacente al espacio de aire, si hay alguna. Esta es la carga posterior, a menudo llamada la superficie de carga, que es la mas concerniente en muchas situaciones. 4-2.2 En muchos casos el contenedor es metálico, y por lo tanto conductor. Pueden ocurrir dos situaciones, algo diferentes con respecto a las medidas de protección, dependiendo de si el contenedor está en contacto con la tierra o si está aislado de esta. Estas dos situaciones son: (1) Un tanque ordinario de almacenamiento puesto sobre la tierra o concreto u otra fundación ligeramente conductora, y (2 )un tanque cisterna sobre llantas secas. 4-2.2.1 En la primera situación de 4-2.2 el contenedor de metal está conectado a tierra. Las cargas que alcanzan la superficie en contacto con el recipiente se unirán con cargas de signo opuesta que han sido atraídas hasta allí. Durante todo este proceso el tanque y su contenido, considerado como una unidad, son eléctricamente neutros, i.e. la carga total en el líquido y su superficie es exactamente igual y opuesta a la carga en envoltura del tanque. Esta carga en la envoltura del tanque es fijada allí pero gradualmente desaparecerá a medida que se reúna con las cargas migratorias en el líquido. El tiempo que se requiere para que esto ocurra se llama tiempo de relajamiento o disipación. Este tiempo de relajamiento depende en primera instancia de la conductividad del liquido. Puede ser una desde una fracción de segundo hasta unos pocos minutos. 4-2.2.2 Durante todos estos procesos, la envoltura del tanque está a un potencial de tierra. Externamente, el contenedor es eléctricamente neutro. Pero internamente, hay una diferencia de potencial entre la pared del contenedor y el fluido, hasta que las cargas en el fluido se escapan de él y son reunificadas con cargas disímiles en las paredes del tanque. 4-2.2.3 Si la diferencia de potencial entre alguna parte de la superficie del liquido y la envoltura metálica del tanque llega a ser suficientemente alta como para causar la ionización del aire, puede ocurrir una ruptura eléctrica y saltar una chispa hacia la envoltura. Tal chispa a través de la superficie del líquido puede ser una causa de ignición donde una mezcla de vapor aire este presente. Sin embargo, una chispa hacia la envoltura del tanque es menos probable que una chispa en proyección o hacía un objeto conductor bajado
dentro del tanque. Ninguna unión o aterrizaje del tanque o contenedor puede remover esta superficie interna de carga. 4-2.3 En la segunda situación mencionada en 4-2.2, la carcaza del tanque está fuertemente aislada de tierra. La carga en la superficie del liquido atrae una carga igual y opuesta del interior del contenedor. Esta deja una carga libre en la superficie exterior del tanque que es del mismo signo y magnitud que la que está en el líquido. Esta puede escapar del tanque a la tierra en forma de una chispa. El llenado de un carro cisterna a través de una bóveda abierta, es una fuente de chispas que puede causar incendios; en este caso la chispa salta del extremo abierto de llenado al tubo de llenado, el cual es una tierra potencial. Este riesgo puede ser controlado conectando a tierra el contenedor antes que el llenado comience o uniendo el tubo de llenado al tanque. Si se usa la unión a tierra del tanque, el tubo de llenado tiene que ser conectado a tierra. (ver figura 4-5.3.) 4-2.4 La discusión previa de distribución de cargas liberadas dentro de un contenedor con un flujo de vapor. Además, la generación o separación puede ocurrir dentro del contenedor en varias formas para producir una superficie de carga: (a)
Flujos con rociado o aspersión del vapor entrante
(b)
Perturbación en el agua del fondo por el vapor entrante
(c)
Burbujas de aire o gas a través del liquido
(d)
Chorro o mezcla con hélice dentro del tanque.
4-2.5 Estas cargas en la superficie de un liquido no pueden ser prevenidas por unión o conexiones a tierra, pero pueden ser convertidas en inofensivas por inercia del vapor en el espacio, desplazando parte del oxigeno con un gas Inerte sustituto, o incrementando la concentración de gas inflamable en el espacio de vapor sobre el limite superior de inflamación con un gas, como el gas natural. 4-2.6 Usar aditivos de conductividad que disiparán rápidamente la superficie de carga y previene la formación de potenciales peligrosos. 4-3 Tanques de almacenamiento. 4-3.1 Los tanques de almacenamiento son de dos tipos generalmente: los que tienen un espacio de vapor y los que no tienen substancialmente ningún espacio. Un tanque de raíz cónica es un ejemplo del primero y un tanque de base flotante es un ejemplo del ultimo.
4-3.2 Cuando los tanques que tienen espacio que pueden contener mezclas inflamables de vapor y aire son llenados con líquidos de acumulación de estática, una o mas de las siguientes medidas de protección (de a hasta i) puede ser usada, dependiendo de las características del líquido manipulado. (a)
Llenado con turbina pelton de rociado debe ser prohibido excepto para líquidos inflamables que no acumulan estática, tales como aceites crudos.
(b)
La conexión de entrada del tubo de llenado debe descargar cerca del fondo del tanque y debe ser diseñado para reducir la turbulencia a un mínimo. En general, la conexión de entrada del vapor debe ser preferiblemente horizontalmente dirigida para reducir la agitación del agua y sedimentos del fondo del tanque.
(c)
La generación de carga generalmente se incrementa con la velocidad del flujo; luego, se sigue que la ocurrencia de una ignición por estática es menos probable con una baja velocidad de flujo. Cuando sea posible, la velocidad linear del líquido en el tubo de entrada del tanque debe mantenerse por debajo de 3.3 pies por segundo (1 ml seg.) hasta que el tubo de entrada este bien sumergido.
(d)
El agua debe ser mantenida fuera del vapor de entrada, cuando sea posible, desde que la densidad de carga, o carga por unidad de volumen, puede ser incrementada con la presencia de un líquido , como el agua, en el flujo de vapor y por su colocación fuera del tanque.
(e)
Se debe evitar el bombeo de cantidades substanciales de aire u otro gas dentro de un tanque que tiene un espacio de vapor, puesto que las burbujas de un gas a través de un líquido inflamable en un tanque pueden generar cargas y liberarlas hacia la superficie de liquido libre.
(f)
Si el tanque contiene una mezcla de aire vapor inflamable previamente usado, el tanque puede asegurarse contra una explosión por liberación de vapor o por inercia, antes de bombearle un liquido generador de estática con un alto punto de inflamación. (Ver NFPA 69, “Standard on Explosion Prevention Systems, for further information it)
(g) Deben tomarse medidas de seguridad para eliminar la posibilidad de que un cuerno flotante conductor no aterrizado encuentre la forma, dentro del tanque, de liberar instantáneamente toda su carga así como su aproximación a la carcaza u otras superficies aterrizadas. Debe asegurarse, también, que todas las partes de tas compuertas
automáticas tipo flotante de los tanques, estén eléctricamente interconectadas. (h)
Si es posible, se debe evitar sacar muestras o calibrar a través del techo de la entrada principal o alguna otra entrada. En algún caso, debe evitarse muestreos o calibraciones, a través del techo de la entrada principal o alguna otra entrada, con objetos conductores hasta después de completar el llenado y que la turbulencia en la superficie halla finalizado. Dependiendo de las características del líquido, el tamaño del tanque, y la rata de llenado, se requiere un período de 30 minutos o mas para que la carga de la superficie se disipe a un nivel seguro. El método preferido para llevar a cabo estas operaciones es con el uso de una sonda que llegue hasta el fondo del tanque. De esta forma el campo electrostático es confinado en la sonda y habrá una muy pequeña causa de chispa, y por lo tanto estas operaciones se pueden hacer en cualquier momento.
(i)
Cuando se haga un muestreo o calibración atravez del techo de la entrada principal o alguna otro techo de compuerta, usando objetos conductores, deben tomarse precauciones para asegurar que hay un contacto directo entre el objeto conductor y una superficie de metal descubierta en el borde de la compuerta. Si no se puede hacer esto, se debe usar una prensa de unión para asegurar el contacto entre el objeto y el tanque.
4-3.3 Cuando líquidos son bombeados a un tanque convencional de techo flotante abierto (externo), las medidas protectoras anotadas arriba son aplicables hasta que el techo llega a ser flotante, después de lo cual no son necesario medidas especiales de seguridad. 4-3.4 Las chispas de ignición dentro de los tanques no pueden ser controlado por conexiones externas a tierra. (ver 3-3.1 y 4-2.3) 4-3.5 Una chispa de ignición externa es Improbable a menos que el tanque esté deliberadamente aislado de tierra de modo que la resistencia a tierra substancialmente exceda 10 Megohmios. 4-4 Sistemas de tubos. 4-4.1 En áreas donde las mezclas de vapor aire inflamables puedan existir, las secciones eléctricamente aisladas del tubo metálico deben ser unido al resto del sistema (o aterrizado) para evitar chispas externas que puedan producir la ignición.
4-4.2 La conexión o unión no es necesaria alrededor de tubos flexibles metálicos o en uniones metálicas en suspensión aún sin embargo lubricados, pero una conexión o unión debe ser provista alrededor de uniones en las cuales las superficies en contado están hechas de material aislante no metálico. 4-5 Llantas de vehículos. 4-5.1 Los vehículos equipados con llantas de neumáticos de caucho algunas veces acumulan una carga de electricidad estática. Esto ocurre solo cuando las llantas estén secas y entonces son buenos aisladores. 4-5.1.1 Tales cargas pueden surgir de dos procesos separados y no relacionados: el contacto de rodadura de las llantas con el pavimento, o el llenado de combustible y el cargue de tanques. Estos son considerados mejor separadamente, aunque, puesto que el vehículo está separado del suelo por sus llantas, la resistencia eléctrica de las llantas juega un papel importante en ambos casos. 4 -5.1.2 La estática del vehículo en movimiento se genera en el punto de separación de la llanta del pavimento. Esta llega a ser importante solo a una alta velocidad de operación cuando las llantas y el pavimento están secos. 4-5.1.3 Las cadenas de arrastre (correas de arrastre) fueron originalmente pensadas como un medio de drenaje de la carga estática de regreso al camino tan rápido como eran generadas. Ahora se conoce que la cadena de arrastre es no efectiva para este propósito cuando el camino está seco y esta es desde luego, no necesaria cuando el camino está húmedo. Además, las cadenas de drenaje son inefectivas como medio de control de estática en el cargue, como se discute mas abajo. Su uso no debe ser necesario. 4-5.2 Mientras se llena un tanque de combustible o se carga un tanque de un equipo automotriz, con un producto que tiene una capacidad de generar estática, una carga es transportada dentro del tanque y producirá una carga en el vehículo. Si esto puede o no producir un riesgo depende de la cantidad de carga y de otros factores , discutidos mas abajo. 4-5.2.1 La carga total transportada dentro del vehículo depende de las características de generación y de la cantidad total entregada de producto. 4-5.2.2 Si el vehículo estuviera perfectamente aislado de tierra, el voltaje producido por alguna entrega dada estaría determinado por la capacitancia del vehículo. Puesto que las llantas no son aislantes perfectos, ocurre algún escape que limita el pico de voltaje que el vehículo puede adquirir.
4-5.3 Cuando se cargan carro tanques a través de bóvedas abiertas, la experiencia ha demostrado, que un significante riesgo de estática puede ser desarrollado. Un potencial puede desarrollarse entre el vehículo y el sistema de tubos aterrizados, y puede saltase una chispa entre el extremo de la compuerta del tanque y el tubo de llenado. Para evitar esta posibilidad, debe establecerse una conexión entre el tubo de carga y el sistema de cargue del tanque. (ver figura 4-5.3). Esta conexión debe ser hecha antes de abrir la bóveda y debe permanecer hasta que esta halla sido cerrada. Pág.77-15. 4-5.3.1 El extremo del alambre de conexión puede ser conectado al tubo de llenado, a alguna parte metálica del sistema de cargue que esté eléctricamente conectado a tierra o al tubo. No es necesario hacer la unión alrededor con uniones flexibles metálicas o uniones giratorias (excepto en las del tipo aislante) en el tubo de cargue. La grapa sujetadora del alambre de conexión puede ser del tipo de conector de batería u otra equivalente de tal modo hecha que pueda libremente halarse, con el fin de evitar daños inadvertidos que pueden resultar si el vehículo sale del sitio sin desconectar la conexión. 4-5.3.2 Tal conexión no se requiere cuando (1) cuando se carga vehículos con productos que no tienen capacidad de acumular estática, tales como asfalto y aceite crudo; (2) Cuando los carro tanques se usan exclusivamente para transportar líquidos clase II o clase III cargados a “cremalleras” donde no son manipulados líquidos clase 1; (3) donde los vehículos son cargados o descargados a través de conexiones cerradas, de modo que no se libera vapor en el punto donde la chispa puede presentarse, indistintamente si es usado o no una manguera o tubo conductor o no conductor. (ver figura 45.3.2). Una conexión cerrada es aquella donde el contacto es hecho antes de que el flujo comience y abierto después de que el flujo termina. (ver NFPA 321, Standard on Basic Classification of Flammable and Combustible Liquids, for Information on The Classification of Liquids”.) pag.77-15 4-5.3.3 Carga “Switch” es un término usado para describir la carga de un producto a baja presión de vapor dentro de un tanque o compartimiento que previamente mantuvo un producto a media o alta presión de vapor. La carga Switch puede producir una ignición cuando productos de generación de estática de baja presión de vapor son colocados dentro de tanques de carga que contienen un vapor inflamable usado previamente, e. g. aceite para horno que se carga dentro de un tanque que transportó últimamente gasolina. 4-5.3.4 Durante la carga Switch o cuando se cargan productos que pueden emitir vapores, que están dentro del rango de inflamables, excluidos los enumerados en 4-5.3.2 (ver figura 4-5.3), el tubo de llenado debe llegar lo mas cerca posible del fondo del tanque que se está llenando, y
preferiblemente estar en contacto con el tondo. Si el tubo de llenado no llega al fondo, la velocidad del líquido en el tubo de llenado debe ser limitado a 3 pies (0.9 m) aproximadamente, hasta que la toca” de salida esté sumergida. Si el tubo de llenado llega hasta el fondo o después que la “boca” de salida esté cubierta, la velocidad de salida puede incrementarse aproximadamente de 15 a 20 pies (4.5 a 6 m )por segundo. 4-5.3.5 Cuando el cargue se hace por el fondo, se debe hacer a baja velocidad o usar deflectores de rociado para prevenir la aspersión hacia arriba del producto y minimizar las superficies de turbulencia. 4-5.3.6 Todas las partes metálicas del ensamble del tubo de llenado deben formar un camino conductor eléctricamente continuo que conduzca hacia abajo desde el punto de conexión. Por ejemplo, la inserción de una manguera no conductora equipada con acople metálico en la boca de salida tiene que ser evitado a menos que el acople esté unido al tubo de llenado. Este no se requiere en cargas por el fondo. 4-5.3.7 Metales u objetos conductores, tales como cintas de calibración, pipetas de muestreo, y termómetros, no deben ser bajados dentro o suspendidos en un compartimiento mientras se esté llenando el compartimiento o inmediatamente después de terminar el bombeo. Un periodo de espera de aproximadamente un minuto permitirá generalmente una disipación substancial de la carga electrostática. 4-5.3.8 Debe tenerse cuidado en minimizar la posibilidad de que un objeto suelto ente dentro del tanque. Antes del cargue, debe inspeccionarse el tanque y retirar los objetos sueltos. 4-5.3.9 Filtros con capacidad de remover partículas micrométricas son considerados prolíficos generadores de estática. Por lo tanto, debe tomarse normalmente un tiempo mínimo de disipación de 30 segundos para el flujo hacia abajo del filtro. Esto significa que a una partícula de liquido le debe tomar al menos 30 segundos viajar desde la salida del elemento del filtro hasta que la salida del tubo de llenado descargue dentro del compartimiento del carro tanque. El tiempo de disipación se puede obtener con el ensanchamiento o alargamiento de la tubería, con la instalación de una cámara de retención o con la reducción de ¡a rata del flujo. 4-5.3.10 Donde se usen aditivos conductores, las restricciones de flujo reducido o disipación puede ser no necesario, pero deben tomarse las precauciones de conexiones y tierras.
4-5.4 No es necesario alambres de conexión externa o conexión integral con una manguera para la descarga de líquidos inflamables dentro de tanques aterrizados con conexiones cerradas. (ver figura 4-5.3.2.) 4-6 Aviones 4-6.1 Aprovisionamiento y reaprovisionamiento de aviones en tierra. 4-6.1 Cuando se aprovisionan aviones de combustible, el avión primero debe ser conectado al carro tanque, al tambor, al gabinete del combustible al hidrante, o al pozo, para proveer así, un camino de baja resistencia que permita la unión de cargas separadas; esto es, de modo que las cargas liberadas dentro del tanque de combustible del avión puedan unirse con las cargas sueltas en el carro tanque o en otro tipo de abastecedor. 4-6.1.2 Cuando el abastecimiento por la salida encima del ala, la pistola de la manguera de combustible, debe ser conectada a la parte metálica del avión que está metálicamente conectado al tanque de combustible en un punto cerca a la compuerta del tanque de llenado por medio de un alambre de conexión corto y un conector o clavija de conexión. Esta conexión debe ser hecha antes de que se quite la tapa del alimentador y de que la pistola de combustible se coloque en la compuerta de llenado. Y no debe ser retirada hasta que se complete el llenado y esté colocada la tapa del aumentador. 4-6.1.3 Cuando el abastecimiento es por una salda debajo del ala, el abastecimiento es a través de un sistema cerrado. Este sistema cerrado provee un contacto metal con metal y por lo tanto una unión inherente al punto de conexión de modo que la conexión mencionada en 4.6-1.2 no se requiere. 4-6.1.4 Si se usa una manguera conductora no metálica, deberá organizarse algún sistema sustituto para garantizar la conexión. 4-6.1.5 Cuando se le saca combustible a un avión, deben tenerse en cuenta las mismas medidas de protección contra la estática tomadas en el abastecimiento. 4-6.1.6 Algunas normas exigen, además de las conexiones exigidas en sección, que el avión y el sistema de abastecimiento se conecte alambres a tierra. Sin embargo en muchas locaciones la tierra no disponible y no hay ninguna evidencia que indique que aterrizar necesario para la protección contra la ignición por estática. (Ver NFPA Standard by Aircraft Fuel Servicing.) 4-6.2 Aeronaves en vuelo.
esta con está sea 407,
4-6.2.1 Es deseable unir las partes del avión para proveer igualdad de potencial entre varias de sus estructuras metálicas. Mientas tal unión es común, porciones del avión pueden estar aisladas debido a imperfecciones de la misma conexión o a la imposibilidad de unirlas eléctricamente ( e.g. Las conexiones de entrada de la antena puede ser una fluente de chispas de estática dentro de la estructura del avión cuando estas conexiones están conectadas a su receptor a través de un condensador). Partes no conectadas constituyen un riesgo de incendio por estática donde existan vapores inflamables y un riesgo de explosión donde tales vapores inflamables estén confinados dentro de áreas o estructuras del avión. 4-6.2.2 Las condiciones de alta humedad no contribuyen a la disipación de cargas eléctricas estáticas en aviones en vuelo como si ocre en objetos que permanecen en tierra debido simplemente a la falta de una superficie continuamente sólida entre la aeronave y la tierra en la cual una película húmeda se pueda depositar. De hecho, cuando la humedad alcanza el punto de saturación, produce un incremento en la precipitación de estática. Pequeñas huellas de vapor de agua en película sobre un aislador (como puede ser producida por condensación) hacen, sin embargo, convertir algún aislador en conductor. 4-6.2.3 Los disipadores estáticos solo pueden tratar de acercarse a un ideal teórico, el cual podría descargar instantáneamente las cargas electo estáticas generadas en el avión de modo que no habría diferencia de potencial con el medo que lo rodea. Esto es verdad desde que la ionización no pueda empezar hasta que los gradientes de potencial Impresos del avión alcancen las intensidades umbrales de ionización. Los disipadores estáticos seguramente bajarán potenciales peligrosos de la aeronave si ellos son de diseño apropiado y son Instalados en número adecuado en lugares eléctricamente estratégicos. 4-6.2.4 Debe ser afirmado explícitamente que el desarrollo de cargas estáticas en un avión en vuelo ofrece un nesgo de incendio o explosión solo donde existen mezclas Inflamables de aire vapor y deben realizase todos los esfuerzos para eliminar todas las construcciones y procedimientos que pudieran producir acumulaciones de tales mezclas inflamables aire vapor. 4-7 Vagones, buques y planchones. 4-7.1 Vagones
4-7.1.1 Cuando se cargan o descargan vagones a través de compuerta abiertas, el dispositivo de cargue o descargue debe ser suficientemente largo para llegar hasta el fondo del tanque. (Para excepciones ver 44.32.) 4-7.1.2 La resistencia del vagón a tierra a través de los rieles y la resistencia de la tubería , uniones metálicas flexibles , o uniones metálicas giratorias serán adecuadamente bajas para la protección contra la electricidad estática. 4-7.1.3 Cuando se cargue o descargue vagones a través de conexiones cerradas, no se toman medidas de protección. (ver 4-.5.3.2.) 4-7.2 Buques y planchones 4-7.2.1 La carga y descarga de barcos cisterna de acero y planchones no se requiere ninguna medida especial de protección contra chispas de estática externa. No se requiere cables de unión entre el barco y la orilla. El casco del barco está inherentemente aterrizado por virtud de su contacto con el agua. Consecuentemente, se previene la acumulación de cargas estáticas en el casco del buque. 4-7.2.2 El cargue y descargue de líquidos de los barcos es a través de sistemas cerrados. Estos barcos están, en general, en adecuado contacto con la tierra de modo que las chispas externas son prevenidas. Y aún en el evento de que una chispa de estática externa pueda ocurrir, seria Improbable que esta ocurriera en presencia de una mezcla Inflamable aire vapor. (ver sección 4-3 y 4-4.) 4-7.2.3 La discusión establecida en la sección 4-3 concerniente al bombeo de líquidos inflamables en tanques de almacenamiento que tienen un espacio de vapor, también aplica al flujo de tales líquidos dentro de tanques de buques. 4-8 Llenado de Contenedores. 4-8.1 El llenado de contenedores portátiles es análogo al llenado de vagones excepto los de menor tamaño y menor rata de flujo que pueden permitir menos rigurosas medidas de control de estática. (ver sección 4-5.) 4-8.2 En llenado de tambores metálicos, un llenado a presión, pistola, o tubo, si es conductor, deberá mantenerse permanentemente en contacto con un lado de la compuerta de llenado. Entradas conductoras, filtros u otros aparatos deberían, de manera similar, mantenerse en contacto con ambos, la pistola de llenado y el contenedor, para evitar la posibilidad de una chispa en
la compuerta de llenado. Bajo estas circunstancias la precaución adicional de colocar un alambre de unión entre el contenedor y el llenado no se justifica. 4-8.3 La necesidad de extender un tubo hacia el fondo del contenedor no ha sido demostrada por la experiencia en contenedores de llenado e incluidos los tambores hasta 55 galones (208 L). 4-8.4 Cuando el contacto entre el tubo de llenado y el contenedor, y los dos no están inherentemente unidos, se debe usar un cable de conexión entre ellos. La figura 4-8.4 ilustra varias medidas protectoras usadas en el contenedor de llenado. Pág.77-17 4-8.5 Contenedores de vidrio u otros materiales no conductores de 5 galones (19 L) o menor capacidad son llenados sin precauciones especiales. Para contenedores grandes, ver sección 7-8. 4-8.6 La unión no se requiere donde un contenedor se llena a través de sistema cerrado. 4-8.7 Si se usan Microfiltros, en lo posible deberán estar vapor arriba de la pistola. Las líneas de trasferencia vapor abajo deben ser conductoras.
Capitulo 5 POLVOS Y FIBRAS. 5-1. General. Este capítulo contiene la discusión de algunos problemas de la electricidad estática asociado con el manipuleo y procesamiento de polvos y fibras. 5-2 Parámetros que afectan la generación de carga. 5-2.1 Una transferencia de carga eléctrica ocurre cuando dos materiales en contacto son separados. El polvo disperso de una superficie puede desarrollar una carga considerable. La carga última depende de las propiedades inherentes de la sustancia, tamaño de la partícula, cantidad de superficie de contacto, superficie conductora, ruptura gaseosa, campo externo, y resistencia de drenaje en un sistema. La electrificación se desarrolla durante la primera fase de la separación. Subsecuentemente, el Impacto de partículas volátiles en obstrucción puede afectar ligeramente su carga, pero u la superficie de Impacto llega a ser cubierta con el polvo, este efecto es leve. 5-2.2 La generación de carga aleatoria ocre si ambos materiales son buenas conductores eléctricos, pero esto puede ocurrir con un conductor y un no conductor o dos no conductores. Cuando los materiales están separados, como un polvo de polvo en dispersión de una superficie de cuarzo, cargas positivas y negativas se desarrollan en el polvo disperso en aproximadamente cantidades iguales para resultar en una carga neta cero. Con materiales que difieren en composición, una carga de una polaridad puede predominar en el polvo. Cada uno de estos materiales llega a ser Igualmente cargado pero con polaridad opuesta. Con un material metálico y un material aislante, el primero asume una polaridad positiva y el segundo una polaridad negaba. 5-2.3 La generación de carga electrostática en polvo en movimiento no puede ser prevenida. La humedad alta o aterrizamiento de la superficie en la cual el polvo está disperso no eliminará la generación de carga. El método de dispersión de polvo, la cantidad de energía gastada en dispersión, el grado de turbulencia, y la composición de la atmósfera usualmente no afecta ¡a magnitud o la distribución de cargas.
5-2.4 El voltaje desarrollado por dispersión de polvo de una superficie es proporcional a la cantidad de polvo dispersado, y el máximo voltaje desarrollado depende de la resistencia de escape del sistema y la corona o chispa de descarga. 5-3. Ignición del polvo por descarga de estática. 5-3.1 Nubes y capas de polvo de muchos materiales combustibles (con o sin compuestos volátiles) experimentalmente se han encendido con una descarga de estática. En algunos casos, la carga fue generada por movimiento del polvo, en otros con un generador de estática o con un equipo electrónico. 5-3.1.1 Con nubes de polvo, se ha demostrado que una mínima concentración de polvo existe debajo la cual la Ignición no puede dame sin Importar la energía de la chispa. A la mínima concentración de polvo se necesita una relativamente afta energía para una ignición. A altas concentraciones de polvo (5 a 10 veces el mínimo), la energía necesaria para ignición es un mínimo. 5-3.1.2 La resistencia del circuito necesaria para una optima potencia de ignición varia de acuerdo a la capacitancia, el voltaje, y el tipo de polvo; está en rangos típicos de 10.000 a 100.000 ohmios. En esta conexión, debe anotarse que las capas de polvo metálico, sin comprimir, son generalmente malos conductores. 5-3.2 La mínima energía eléctrica necesaria para darle ignición a una nube de polvo, está en el rango típico de 10 a 80 milijoules y disminuye rápidamente con el decrecimiento del tamaño de la partícula. Así, Muchos polvos pueden encenderse con una menor energía de la esperada por una descarga de estática de una máquina o de un cuerpo humano. Capas de polvo de un combustible pueden ser encendidas por una descarga de estática, pero hay una pequeña correlación entre en el mínimo de energía necesaria para encender una capa y una nube de polvo. Capas de algún polvo metálico tales como aluminio, magnesio, titanio, y circonio necesitan menos energía para encender que materiales carbonáceos. 5-3.3 Nubes de polvo pueden estar listas ha encenderse cuando se presentan como una mezcla híbrida con gas o vapor inflamable. (ver 1-7.4 ) Se deben tomar cuidados especiales cuando están presentes componentes no conductores (grupos de tambores, etc.) en tales casos. (ver sección 7-9.)
5-4 “Desmotar” algodón. 5-4.1 Cuando la carga estática en el algodón es de suficiente magnitud, el algodón se formará en bolas en las plataformas de las máquinas y el equipo. Esto representa un problema de producción y calentamiento por fricción en el equipo. 5-4.2 La generación de estática en el algodón puede ser minimizada con la introducción de humedad o un agente antiestático. 5-4.3 La conexión y aterrizamiento de la máquina desmotadora de algodón no previene ni remueve la acumulación de estática del algodón que está siendo procesado. 5-5 Medidas de control. Los principales métodos de control de la electricidad estática asociada con polvos, son: (a) Use solo equipos conductores y mantenga todos sus componentes aterrizados. (b) Evite las extensiones y sondas de muestreo que conducir a descargas entre una pie de polvo cargada y la sonda de prueba. (c) Ionice el aire para proveer un medo de descarga al polvo. (d) Evite condiciones inflamables por inercia del contenedor.
Capítulo 6. GASES. 6-1. General. 6-1.1 Los gases no contaminados con partículas sólidas o líquidas, generan un poco o alguna electrificación en su flujo. 6-1.2 Cuando el flujo de gas está contaminado con oxido metálico o partículas oxidas, etc., o con partículas líquidas o en “spray» , puede producir ¡a electrificación. Un chorro de tales partículas dirigido contra un objeto conductor cargará este último excepto si el objeto está aterrizado o conectado al tubo de descarga. 6-1.3 Cuando algún gas está en un sistema cerrado de tubos o equipos, el sistema no necesita ser eléctricamente conductor o eléctricamente conectado, excepto si deben ser usada las secciones conductores eléctricamente aisladas. 6-2 Aire bajo presión. Aire comprimido que contiene partículas de vapor de agua condensado a menudo presenta una fuerte electrificación cuando se producen escapes. 6-3 Bióxido de carbón. Bióxido de carbón descargado en forma líquida por un orificio bajo alta presión (donde este inmediatamente cambia de gas a vapor de agua condensado), puede producir acumulación de estática en el aparato de descarga y en el receptor del contenedor. 6-4 Mezcla Hidrógeno aire, acetileno aire Mezclas de Hidrógeno aire y aire acetileno pueden sor encendidas por chispas de tan poca energía como 0.017 milijoule. En estado puro, no se generan cargas estáticas con el flujo de hidrógeno. Sin embargo, como el hidrógeno gaseoso es manipulado comercialmente en la industria, tal como flujos a través de líneas de tubería, descargue a través de válvulas en llenado con presión en contenedores presurizados, o salida de flujo de contenedores a través de pistolas, este puede contener partículas de oxido transportado desde el Interior de los
tubos o de los contenedores. En este estado contaminado, el hidrógeno puede generar estática y puede ser encendido. 6-5 LP - Gas 6-5.1 Los gases de petróleo licuado (LP - Gases) se comportan de una manera similar a lo discutido en la sección 6-1.1 en la fase gaseosa y 6-1.2 en la fase mixta. 6-5.2 Uniones o conexiones no se requieren donde los vehículos son cargados o descargados en sistemas cerrados, de manera que no hay liberación de vapor en los puntos donde pueda ocurrir una chispa, independientemente de que la manguera o tubo que se use sea conductor o no. Un sistema de conexión cerrada es aquél donde el contacto se hace antes de que el flujo comience y se quita después de que el flujo termina.
Capitulo 7 PROCESOS INDUSTRIALES Y COMERCIALES. 7-1. Batidas. 7-1.1 General. Bandas planas de caucho o cuero usadas para la transmisión de potencia o bandas usadas para el transporte de materiales pueden generar estática y justifican medidas correctivas si hay una posibilidad de que pueda haber presencia de atmósferas con capacidad de ignición, polvos, o fibras textiles. 7-1.2 Bandas planas. 7-1.2.1 Las bandas planas de caucho o cuero son usualmente secas y buenos aislantes debido a que la fricción las hace operar a una temperatura mayor que la del medio ambiente. La generación de estática ocurre donde la banda lleva la polea y puede suceder con poleas conductoras o no conductoras. 7-1.2.2 La acumulación de carga se puede prevenir usando bandas del tipo antiestáticas que están hechas de material conductor. Esta también puede ser prevenida aplicando una capa conductora especial a la banda. Para que sea efectivo esta capa debe ser renovada frecuentemente. 7-1.2.3 Una pinza de estática aterrizada colocada en los puntos mas cercanos al interior de la banda y a unas poca pulgadas de donde esta lleva la polea seria suficiente para drenar la mayoría de la carga estática. (ver figura 7-2.4, parto D.) 7-1.3 Bandas en V. Bandas en V no son tan susceptibles al riesgo de acumular cargas eléctricas como las bandas planas. Sin embargo, bajo ciertas condiciones de temperatura y humedad, una banda en V puede generar una significante cantidad de energía estática. Donde están presentes vapores Inflamables será prácticamente seguro usar bandas en V del tipo conductor. Las bandas en V del tipo conductor deberán mantener libres de acumulación al material no conductor. En área donde no sea probable la presencia de vapores inflamables, el acople directo será preferible a las
bandas en V, aunque se considera generalmente que el riesgo desde el punto de vista de la estática es pequeño. 7-1.4 Bandas transportadoras. 7-1.4.1 Las bandas usadas para el transporte de materiales sólidos usualmente se mueven lentamente y normalmente no serian generadores de estática. Sin embargo si los materiales transportados son calentados o están muy secos, o si las bandas operan en atmósferas calientes o se mueven a alta velocidad, la generación puede ser significante. 7-1.4.2 Materiales arrojados desde el extremo de una banda transportadora dentro de un canal o tolva, pueden llevar carga estática. Si tales cargas producen dificultades, los soportes de las bandas y los terminales de las poleas, deberán ser eléctricamente unidas a la tolva. Pueden también ayudar los Neutralizadores estáticos, instalados cerca al eterno del transportador, donde salen los materiales. 7-1.5 Poleas y Ejes. 7-1.5.1 Polea metálicas pueden recoger una carga igual y opuesta a la transportada por una banda que rueda sobre ella y comunicará esta carga, al eje soporte y entonces a través de los rodamientos al equipo y a la tierra. En casos especiales que incluyen componentes no conductores que aíslan partes metálicas, debe ser necesario unir o aterrizar la parte metálica aislada del equipo. 7-1.5.2 Se ha encontrado que balineras lubricadas son usualmente suficientemente conductoras para permitir que una carga estática se escape de los ejes. Sin embargo, la conductancia a través de rodamientos en operación en muy altas R.P.M., no debe ser suficiente para prevenir la acumulación de carga estática cuando la rata de generación de carga es alta. Por esta razón, los ejes que rotan a muy alta velocidad, deben ser unidos o aterrizados a través de contactos deslizantes a las cunas. 7-2 Recubrimientos, Impregnación y Revestimiento. 7-2.1 Operaciones de recubrimiento, impregnación y revestimiento, son muy similares una a otras, ya que cada una de ellas incluye la aplicación de soluciones tales como: Pintura, lacas, compuestos cauchos y barnices a textiles, papel u otros materiales. Varios métodos de aplicación de los materiales de impregnación o revestimiento son empleados. Esto Incluye una cuchilla o cuchillo, un rodillo de seguimiento, rodillos de escurrido, rodillos de listas, y el método usado está determinado por la viscosidad y temperatura
del revestimiento de la solución de impregnación, la velocidad de la máquina, el espesor deseado de recubrimiento, o la profundidad de la impregnación. La figura 7.2.1, muestra una máquina típica de impregnación de tela. Pág.7719 7-2.2 La acumulación de carga en el material recubierto, depende en un alto grado de los materiales de los cuales los rodillos están hechos. En algunos casos, la acumulación de carga puede ser ampliamente reducida por la selección del material usado para el rodillo. Por ejemplo, pueden ser de gran ayuda rodillos conductores en lugar de rodillos cubiertos con material no conductor. 7-2.3 El operador deberá usar zapatos conductores, las plataformas para el desplazamiento humano al rededor de las máquinas, deberá ser conductor y aterrizado, y mantenerse limpio de modo que el operador no legue a ser aislado de la tierra. 7-2.4 Cuando líquidos inflamables son empleados en los procesos, precauciones definitivas tienen que ser tomadas corta posible ignición de mezclas aire - vapor inflamables. Neutralizadores estáticos (ver figura 7-2.4) deben ser instalados donde los rollos de materiales son desembobinados o donde las telas pasan sobre los rodillos o bajo cuchillas esparcidoras. Ver figura 7-2.4 para las posiciones de máxima efectividad. Todas la partes conductoras de una máquina, deberán ser unidas unas a otras, y amenos que la máquina este inherentemente aterrizada, la carcaza de la máquina deberá ser permanentemente aterrizada. Pág.77-20 7-2.5 Donde se usan líquidos inflamables, una adecuada ventilación forzada deberá ser provista para el área y el equipo para prevenir acumulaciones de vapor inflamable. (Ver NFPA 34, Standard for Dipping and Coating Processes Using Flammable or Combustible Liquids). 7-2.6 Si la humidificación no es dañina para el proceso, mantener una humedad relativa del 50% mayor, será muy ¡31 en la mitigación de la acumulación estática. La humidificación local y la Instalación de chorros de vapor en el extremo de aumentación de la máquina y en otros puntos de generación estática, han sido encontrados en algunos casos como un medio práctico de control de estática. (Ver 74-1). 7-2.7 Contenedores de solventes tales como tolvas deben ser cercadas y preferiblemente Menados a través de sistema de tuberías cerrados.
7-3 Impresión y Litográfica. 7-3.1 General. Hay problemas de electrostática asociados con la industria de impresión y la Litografía y pueden ser manejadas como se muestran en los ítems 7-3.2 a 7-3.4.9. 7-3.2 Papel. 7-3.2.1 El carácter de la superficie de papel tiene mucho que ver con la cantidad de energía estática que se genera. El papel puede adquirir estática en los siguientes procesos: Doblado, cortado con guillotina, encordado, decorado, laminados, perforado, estampado y tipografiado. 7-3.2.2 La calidad higroscópica del papel es determinada también en gran parte por el carácter de la superficie del papel. A mas contenido de agua en el papel menor será la cantidad de energía estática generada. Las dificultades en el proceso de láminas de acetatos de celulosa que son a prueba de humedad, son un ejemplo excelente en el soporte de esta afirmación. 7-3.2.3 Si todos los papeles usados en la Industria estuvieran equilibrio con el aire a una humedad relativa del 70 % o mas, sería probablemente menor la necesidad de otros medios de control de la energía estática. Sin embargo, en los ensayos para reducir la generación de estática por Incremento del contenido de humedad, puede producir algunas veces otros problemas debido a que el papel cambiará en flexibilidad y dimensión con los cambios de humedad., lo cual puede producir defectos. Las ratas de secado de las tintas, también puede afectan. 7-3.3 Tintas. 7-3.3.1 Las tintas usadas en impresión de letras e impresiones litográficas, contienen solo pequeños solventes volátiles con puntos de inflamación en el rango de 300 °F a 400 °F (149 °C a 204 °C), y presenta un pequeño riesgo de explosión o incendio. Impresión de alta velocidad o prensas de fotograbado o prensa flexográficas requieren el uso de solventes de bajo punto de inflamación en el rango de 20 °F a 120 °F < .4 °C a 49 °C). Incendios pueden ocurrir debido al uso de solvente de bajo punto de inflamación donde los vapores pueden ser Iniciados por chispas de estática u otras fuentes de ignición. 7-3.4 Prensas. 7-3.4.1 Un gran tratado de estática es generado por el papel corriendo a través de la prensa, cuando es jalado de un rodillo o pilares, cuando el toca
un rodillo o aparato alimentador que lo transporta a la superficie de Impresión, durante la impresión real, o en algunos de los equipos que manipulan entre la entrada de impresión y el rodillo final de salida. La impresión en plásticos , vinilos, y otros materiales sintéticos, producen mas problemas de estática que la impresión en papel. 7-3.4.2 Un método común de remover la estática de una prensa es por aterrizamiento, aunque el aterrizamiento de la carcaza en si mismo, frecuentemente, no es protección suficiente contra la estática. Se usa comúnmente Neutralizadores estáticos colocados cercanos al papel, como se describe en 3-3.4. Sin embargo, la reducción de la estática en alguno de los puntos de la operación no previene la generación de estática en las etapas posteriores del proceso; los Neutralizadores estáticos pueden ser necesarios en varios puntos. (Ver figura 744.2.) También, barras estáticas frecuentemente adheridas al volar para remover la estática de las laminas entregadas. Para prensa de rápidos funcionamiento, los Neutralizadores Inductivos, tales como lentejuelas alrededor de una barra, o agujas aterrizadas espaciadas de 0.5 a 1 pulgada. (12.7 a 25.4 mm), se han encontrado que son muy efectivos. Pág.77-21 Como con los Neutralizadores, el posicionamiento es importante, y la efectividad de las Instalaciones individuales deben ser confirmadas con las medidas de campo de cambio residual. (ver 3-3.4.2.4.) Los Neutralizadores deben ser localizados tan lejos como sea posible de las partes metálicas de la prensa aterrizadas o áreas donde la tela está soportada por rodillos, y no puede interferir con el camino de la tela. 7-3.4.3 Las agujas permanecen funcionales solo cuando a lo largo permanecen limpias y puntiagudas. La acumulación de productos del suelo y corrosión tienen que ser controlados por un efectivo programa de mantenimiento. 7-3.4.4 La humidificación es uno de los mas exitosos métodos de controlar la electricidad estática. (Ver 3-3.2.) La cantidad de humedad requerida y el método de Introducida en el aire difiere un poco dependiendo del papel que está siendo procesado y las condiciones de presión en el medo. Usualmente un rango del 45 a 60 % de humedad relativa es muy practico. En plantas con sistemas de ventilación, la humidificación es comparativamente simple y , en otros, la humedad es introducida mas fácilmente por medio de escapes de vapor. 7-3.4.5 En adición a los métodos mencionados antes para el control de estática , un aparato muy usado en prensas es el de llama de gas abierto. Este, desde luego, solo puede ser usado en prensas que usan tintas de baja volatilidad. La llama abierta se coloca cruzando la prensa en el extremo de
salida de modo que permita que el papel pase a través de la flama rápidamente o muy cerca al calentador. En muchos casos donde una llama de gas se usa para la neutralización de la estática, el quemador debe ser enclavado con la prensa de modo que la llama se apague cuando la prensa se pare. Es necesario aseguran. que el piloto del quemador no toque el borde del papel. 7-3.4.6 El neutralizador eléctrico es usado frecuentemente para la eliminación de estática de todas las prensas, pero especialmente en las prensas rotativas. (Ver 3-3.4.)Tintas en spray de los extremos de los rodillos tiende a acumularse en los extremos del Neutralizador y es importante que ellos se mantengan razonablemente limpios todo el tiempo debido a que depósitos gruesos de tintas han causado rupturas eléctricas de los Neutralizadores en unos pocos casos. 7-3.4.7 Una mayor velocidad de operación tiene como resultado un desarrollo de una fuente de Untas cerrado, lo cual hace mucho mas seguro la prensa. La eliminación de vapores inflamables por ventilación local es probablemente la mejor solución para eliminar los incendios en estas prensas. El aire acondicionado es conducido ala prensa y es agotado en el papel cuando sale del cilindro de impresión. Esto no solo ayuda al secado rápido sino que mantiene el vapor bajo el limite menor de inflamabilidad. 7-3.4.8 Desde el punto de vista del Incendio, las prensas de baja velocidad no presentan el problema de estática motado en prensas de alta velocidad. Las tintas usadas en prensas de cama plana están siempre cerca de la baja volatilidad. Sin embargo, el problema de la electricidad de estática desde el punto de vista de la producción todavía existe. Este tipo de prensas, que usan láminas individuales de papel, es usado para trabajo multicolor cuando este frecuentemente, es necesario que corra a través de dos o mas prensas. El problema del registro exacto tan bueno como la salida satisfactoria de la lámina individual es afectado por la formación de estática en la Impresión. Aún liberando la hoja de la membrana es dificultoso. Uno de los tratamientos mas satisfactorios para la adhesión a la membrana es el uso de glicerina o ácido acético para humedecerlo. 7-3.4.9 Con papel seco, en una atmósfera seca, una prensa rotograbadora puede Negar a ser un generador de estática. Un rodillo de caucho es prensado como mucho con 4 toneladas de presión contra un rodillo grabador de cobre, el cual se mueve en una tinta volátil, y el papel pasa entre los dos rodillos. En una prensa de multicolor hay una disposición similar por cada color. La generación de estática puede ser reducida, algunas veces , con la reducción de la presión entre los rodillos y cambiando el ángulo con que entra el papel a los rodillos aflojando su contacto con cada rodillo. Incrementando la conductividad del papel y la tinta y la presión de
humidificación del aire del cuarto reducen también efectivamente los efectos de la estática en prensas de rotograbados. Para un control mas completo, sin embargo es necesario un neutralizador estático cubriendo todo el ancho de la tela en el lado de salida de cada rollo de impresión. 7-4 Operaciones de mezclados. 7-4.1 En las mezclas de líquidos Inflamables, o de partículas en un liquido inflamable, uno de los métodos mas comunes empleados para drenar la estática, es unir y llevar a tierra todas las partes metálicas y todas las partes en movimiento del equipo. Consecuentemente, los metales y otros materiales conductores deben ser usados tanto como sea posible en diseño de componentes que estén en contacto con el material que esta siendo procesado, aunque esto puede no prevenir la acumulación de carga estática en el material mezclado. 7-4.2 Unir y llevar a tierra como se recomienda no removerá las cargas Ubres en la superficie del líquido. (ver sección 4-2.). 7-4.3 Mezclas a propulsión y en hélice en tanques pueden generar cargas. Deben tenerse cuidados para evitar agitación de una posible capa de agua en el fondo de un tanque de liquido Inflamable. El chorro o la corriente de la hélice debe ser dirigido de modo que no rompa la superficie. Las mezclas con pistolas de chorro no deben ser usadas para llenado de tanques cuando las pistolas están sobre la superficie del liquido. Donde mezclas inflamables puedan ser encontradas sobre la superficie del liquido, debe emplearse una manta de gas inerte. (ver NFPA 69, Estándar con Explosión Prevention Systems.). 7-4.4 Los tanques de techo flotante eliminan el espacio de vapor, y por lo tanto, son especialmente deseables para servicios de mezclas peligrosas. 7-4.5 En áreas donde el polvo o pulverizados de las operaciones son producidos, una buena bodega es de primera importancia. El edificio y los equipos deben ser diseñados para eliminar rincones y salientes y lugares similares donde estos materiales se puedan acumular. 7-4.6 Debe tenerse cuidado para prevenir vagoneta de metal, herramientas, o hardware suelto atrapados dentro de los ductos y contenedores. 7-4.7 En la manufactura de lacas y materiales de recubrimiento, plástico pulverizado o pastas están disueltas en solventes. Los materiales plásticos y los solventes, usualmente son no conductores pero en las operaciones de mezclado y agitado, la generación de estática puede ser alta, especialmente
al comienzo de la operación. La generación de carga puede reducías. usando solventes conductivos o incorporando aditivos conductivos en solventes no conductivos. 7-5 Películas de Fundición y Extrucción. En la manufactura de películas del gas, la generación de estática puede ser apreciable, especialmente cuando materiales de recubrimientos no conductores son empleados. Cuando se usan materiales de recubrimiento conductivos, el riesgo incrementa como el solvente se evapora del producto sin que el producto acabado esté también conductivo. La carga estática en el producto se puede reducir por la ionización del aire alrededor. La ionización se puede lograr con el uso de peines estáticos, oropeles de latón o por el uso de materiales radioactivos. 7-6 Chorros de Vapor. 7-6.1 Las superficies en las cuales el vapor se condensa pueden acumular estática, a menos que la superficie esté unida a un tubo de descargue o ambas unidades estén aterrizadas. Una resistencia entre partes conectadas de 10 megohmios o menos puede ser adecuada. Si una mezcla de vapor aire inflamable está presente, se deben evitar chorros de vapor. También, cuando un chorro de vapor se usa para ventilar un tanque que contiene vapor inflamable, este debe usarse de tal forma que saque el vapor del tanque (no sople vapor dentro del tanque), y debe ser eléctricamente unido al tanque. 7-6.2 Cuando limpian con vapor constituye un riesgo, todos los tubos son pistolas a través del cual el vapor se descarga, deberá ser unido al equipo que está haciendo vaporizado o los dos objetos deberán ser conectados a tierra. 7-7 Aplicación de Spride en materiales Inflamables y combustibles (ver NFPA 33, Standard for Spray Application Using flammable and Combustible Materials). 7-7.1 La ignición de mezclas inflamables en pinturas en spride esa menudo el resultado de las descargas de la acumulación de electricidad estática. 7-7.2 En los sistemas de spride sin aire, la estática puede acumularse en los objetos que están siendo esparcidos y en la pistola de aspersión. Una condición particularmente riesgosa, existe cuando el equipo este siendo lavado a través de la pistola (como para un cambio de color) y el vapor del fluido de la pistola está dirigido dentro de un tambor o recipiente
eléctricamente aislado. Donde hay líquidos inflamables, algún objeto conductor que este siendo esparcido y algún contenedor que contenga la descarga del fluido de la pistola, tiene que estar unido al equipo de spride o ambas piezas tienen que estar aterrizadas de modo que la carga generada en el spride se disipe sin chispa. 7-7.3 Equipo de Spride Electrostático para aplicación de fluidos o pulverizados está deliberadamente operado a alto voltaje (30 a 150 kv)para aumentar la deposición e recubrimiento en la pieza de trabajo. 7-7.3.1 Algunos tipos de estos equipos (comúnmente referidos como sistemas inflexibles) son capaces de descargar chispas incendiarias que pueden dar ignición a mezclas inflamables o producir electrochoques. Tratar de prevenir tales chispas por el ajuste de la distancia entre el atomizador y la pieza de trabajo no son confiables debido a que la distancia de la chispa a través del vapor o el aerosol a incendiar no es predecible. Cuando el equipo capaz de tal chispa se usa, éste debe ser rodeado con una cinta protectora y encerrado para proteger el personal y cuando se use con materiales inflamables o combustibles para recubrimiento, debe ser protegido por un sistema de alta Ingeniería de supresión de incendios. 7-7.3.2 Existe un equipo que mientras opera en el mismo rango de voltaje, no está en capacidad de producir descargas con la energía suficiente para empezar incendios o producir daños por choques eléctricos. Estos aparatos, llamados no incendiarios, pueden ser operados sin las vallas de protección y sin protección extraordinaria contra Incendios, llamados comúnmente sistemas “fuertes”, ya que ellos no producen chispas a ninguna distancia. 7-7.3.3 Sin embargo, durante la operación de algún equipo electrostático, objetos eléctricamente conductivos aislados ubicados dentro del área de proceso, están influenciados por el proceso y pueden llegar a ser cargados a voltajes que pueden producir chispas capaces de dar ignición a sustancias inflamables o combustibles. Los objetos comúnmente incluidos en tales incidentes son las piezas de trabajo o cremalleras de transporte que se han atascado en los puntos de contacto; Contenedores de solventes o herramientas colocadas en residuos de pinturas no conductoras, cartón, restos de madera; componentes de cabinas de aspersión tales como verjas de piso sueltas; Y seres humanos aislados del piso por zapatos de caucho, acumulación de residuos de pintura en el piso, y guantes. 7-7.4 Aun en ambientes de pintura en spray donde no hay equipos electrostáticos en operación, pero donde es pegajoso, residuos de pintura eléctricamente no conductiva se acumulan en el piso, un alto riesgo está asociado con la electrificación estática de cuerpos humanos como resultado de caminar sobre tal piso. Tan poco como dos o tres pasos pueden producir
suficiente voltaje en el cuerno de un trabajador para crear una chispa incendiaria cuando el o ella se acerque a un objeto aterrizado. Si esta chispa se produce en medio de un vapor Inflamable como ocurre en un contenedor de solventes o un objeto con pintura fresca, puede producirse un incendio. 7-7.5 Prevención. 7-7.5.1 Para prevenir la Ignición en tales objetos casuales, todos los objetos eléctricamente conductores (incluido el cuerpo humano) dentro del área de proceso tiene que ser eléctricamente conectado y aterrizado. Puentes de poder de alto voltaje para sistemas electrostáticos, deben ser provistos de control con bloqueo que permita energizar el equipo solo durante la operación real de aspersión. 7-7.5-2 Para minimizar los riegos de los equipos de aspersión electrostáticos, solo deben usarse equipos normalizados y deben ser instalados y mantenidos de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. 7-8 Contenedores no conductivos. 7-8.1 Manejo de Líquidos. El manejo de líquidos inflamables en contenedores plásticos con capacidades de 5 a 60 galones (19 a 227 Lts) es peligroso aún si el liquido es conductivo. Mientras se llene el contenedor, cargas generadas por salpicado, turbulencia o filtrado, pueden acumularse en la superficie del liquido o en componentes conductores aislados de tierra. También, se pueden generar cargas por frotamiento contra la superficie externa del contenedor mientas se embarca o manipula. Estos mecanismos de carga pueden resultar en una descarga incendiaria. Las normas de seguridad recomendadas son aterrizar todas las partes metálicas en o cerca del contenedor y proveer para relajar la carga llenado por el fondo con una pistola aterrizada. 7-8.1.1 Contenedores portátiles. Manejar líquidos inflamables en contenedores portátiles , es potencialmente peligroso, aún si el liquido es conductivo. También pueden ocurrir descargas incendiarias de los líquidos cargados en el contenedor o del contenedor mismo, si el contenedor es cargado por frotamiento u otro proceso. Si tiene que usarse un contenedor no conductivo, debe colocarse en el liquido un electrodo de descarga, durante todo el llenado. Este puede ser un tubo aterrizado sumergido o un alambre aterrizado. Todos los elementos conductores tales como embudos deben ser aterrizados durante el llenado. La rata de llenado debe ser minimizada, particularmente si hay un filtro en la corriente ascendente, y el electrodo de descarga o tubo sumergido mantenerse en el liquido al menos durante 30 segundos después del llenado de algún liquido de baja
conductividad (menor que 50 pS/m). Un riesgo adicional puede presentarse, si los contenedores no conductivos son usados en áreas de ambiente contaminado por mezclas inflamables, aumentando la posibilidad de que el contenedor se cargue. También, debe considerarse el riesgo de ignición de personal no aterrizado. Se deben tomar medidas especiales antes de adoptar un procedimiento que incluya líquidos de baja conductividad y contenedores no conductivos que tengan una capacidad mayor a 1 galón. (3.8 L). 7-8.1.2 Contenedores Fijos. No se recomienda el uso de contenedores fijos no conductivos, que excedan 55 galones (208 L) de capacidad, para el servicio con líquidos inflamables, sin que pueda ser demostrado un buen diseño y procedimiento. Medidas especiales deben ser adoptadas especialmente si se incluyen líquidos de baja conductividad. El diseño debe incluir como mínimo, llevar a tierra todos los elementos conductivos y el uso de un tubo sumergido aterrizado. Métodos adicionales para la disipación de cargas, tales como el uso de placas sumergidas aterrizadas o mallas, tener en cuenta la geometría del contenedor con respecto a cuerpos externos aterrizados, y su propio tamaño y localización no debe generalizarse. 7-8.2 Manipulación de partículas (Polvo) 7-8.2.1 Sacos de papel y tambores de fibra. Estos contenedores pueden ser considerados conductivos. Los sacos de papel son aterrizados cuando entran en contacto con personal aterrizado o cuando descansan sobre una superficie aterrizada, tal como el proceso de carga en un puerto de un barco. Los tambores de fibra se pueden aterrizar por medio de una pinza y un cable de tierra. (para líneas no conductivas. Ver secc, 7-9) 7-8.2.2 Bolsas y tambores plásticos. Estos contenedores pueden Negar a ser cargados bien sea desde sus superficies, o por inducción sobre personal no descargado. Estos no pueden usarse en transformadores de potencia de líquidos inflamables o donde se puedan formar mezclas híbridas, o usarse con censores de potencia de baja ignición, El personal debe ser apropiadamente aterrizada. El personal debe estar previamente aterrizado. 7-8.2.3 Contenedores grandes y transportadoras. Sumandos a las prevenciones de 7-8.2.2, una varilla debe ser colocada en el contenedor durante el llenado para prevenir el efecto capacitivo durante el llenado, y la acumulación de carga en las paredes del contenedor. 7-9 RecubrimIentos de contenedores.
7-9.1 Los recubrimientos pueden ser conductivos, como envolturas plásticas o de aluminio, o no conductivos. Con conexiones a tierra se evita el riesgo en “forros” conductivos. Los recubrimientos no conductivos tienen un amplio rango de conductividad y constituirían un riesgo si el recubrimiento impide la disipación de alguna carga. Ambos recubrimientos, antiestáticos y conductivos, están comercialmente disponibles. 7-9.2 Líquido. 7-9.2.1 Los contenedores para líquidos pueden ser deliberadamente cubiertos o pueden llegar a ser cubiertos por deposición de material, tal como cuando un liquido se solidifica en las paredes, o se forman gomas o resinas. Si la cubierta impide la disipación de carga, se puede acumular mas carga en la carcaza del contenedor. Finos cubrimientos de pintura o resinas epóxicas o fenólicas puede usualmente no tenidos en cuenta. Si la resistividad de a superficie de recubrimiento excede 1011 ohmios, debe ser considerado el uso de un tubo sumergido aterrizado de material conductivo. Se deben usar siempre tubos sumergidos para recubrimientos de alta resistividad, como el polietileno, (Ejemplo, tambores de acero polietileno). SI se usa un microfiltro para un líquido de baja conductividad en servicio, es necesario precauciones adicionales en recubrimientos de alta resistividad. Debe considerarse el inerte, si no puede preverse un adecuado tiempo de disipación entre el filtro y el contenedor. 7-9.3 Partículas (polvos). 7-9.3.1 Contenedores conductivos. Recubrimientos no conductivos como el polietileno, no debe ser usado en el caso donde haya una mezcla híbrida, o en polvos sensitivos con baja energía de ignición. En particular, el recubrimiento no debe permitir salir del contenedor o sacudirlo en áreas donde pueda haber mezclas inflamables, tales como en el proceso de carga de un barco en puerto. Recubrimientos fijos como pinturas o resinas epóxicas, no es creíble que tenga riesgos adicionales de ignición. Especial atención debe tenerse en todos los casos, haciendo aterrizar el contenedor. En el caso de un tambor de fibra, ambas salidas, superior e Inferior, deben aterrizarse si hay recubrimientos de polietileno. Especialmente en el caso de talegos de papel, el personal tiene que ser aterrizado, ya que el manipuleo directo de un contenedor no aterrizado se aterriza a través del personal involucrado. 7-9.3.2 Contenedores no conductivos. Si se usa un recubrimiento conductivo como plástico conductivo, debe ponerse atención en que el recubrimiento este bien aterrizado. Por otra parte, alguna acumulación de carga en el recubrimiento, puede descargase como una chlspa de alta energía.
Capítulo 8 DETECCIÓN Y MEDIDA DE LA ELECTRICIDAD ESTÁTICA. 8-1 General 8-1.1 Para evaluar el grado de riesgo de la producción de carga estática es necesario identificar su localización y determinar su magnitud. De los muchos tipos de aparatos de medida disponibles, la mayoría están dentro de las siguientes categorías: Electrómetros, Voltímetros electrostáticos, o “momo’ de campo. Dependiendo de cómo sea usado, un electrómetro puede medir el voltaje, la carga acumulada, o la corriente. Un voltímetro electrostático mide el voltaje. Un molino” de campo mide la fuerza del campo (votos por unidad de distancia) en el, espacio sin contacto directo con las cargas que producen el campo. Además, hay varios portátiles, aparatos de no contacto que pueden dar una indicación cualitativa de la carga estática en los objetos a los cuales se les apunta. NOTA: Extremas precauciones deben tomarse para que ni lo. aparatos ni las técnicas de medición produzcan ignición, en atmósferas inflamables. Por ejemplo, lo. apunto. pueden ser distados para ser intrínsecamente seguros, o puede estar encapsulado. en carcasas tipo” a pruebe de explosión” con circuito. especiales de protección para prevenir la aparición niveles de energía peligrosos en lo. elementos censores expuestos. 8-1.2 Para hacer determinaciones ciertas de los niveles de riesgo, que se use el equipo de medida apropiado y que su lectura sea interpretada de manera apropiada. Un instrumento de no contacto responde a la magnitud (y en algunos casos, a la polaridad) de la intensidad del campo eléctrico en su abertura del censor aunque este pueda estar calibrado en términos de voltaje o carga. La intensidad de campo en el medidor puede ser muy diferente del campo adyacente a las cargas estáticas, en la cual la medida no Indican exactamente el grado de riesgo. La técnica de medición para conductores cargados difiere de la usada en no conductores. El voltaje en un conductor puede ser medido por contacto. La medida de voltaje en un no conductor es rara vez apropiada o factible ya que el voltaje varia de punto a punto y es modificado por la introducción de un aparato de medida.
5-1.3 No conductores cargados pueden tener muchas formas diferentes: papel, películas, telas, partículas, fluidos, rollos de procesos, extrusiones, etc. La determinación del nivel de carga en partículas o líquidos se hace mejor con un electrómetro midiendo la comente de carga o la carga acumulada que puede estar relacionada con la carga por unidad de volumen o con la carga por unidad de masa. Medidas de cargas formadas en superficies tales como papel, películas, telas, rollos de procesos, etc. es mas fácilmente hecha en términos de intensidad de campo eléctrico (votos por unidad de distancia) sobre la superficie desde la cual la carga por unidad de área pueda ser inferida. Debido a que la densidad de carga en las superficies no conductoras son típicamente no uniformes, el área medida por el instrumento puede tener un electo importante en su lectura. 8-1.4 La relación entre el nivel de carga en un no conductor o la intensidad del campo eléctrico y la capacidad de producir una chispe de alta energía no está definida como en el caso de los conductores. Se han desarrolado relaciones empíricas para algunas aplicaciones tales como el manejo de líquidos inflamables, y el procesamiento de películas de plástico en un ambiente inflamable. 8-2. Electrómetros. 8-2.1 Los Electrómetros son frecuentes usados en laboratorios y para Investigaciones de electricidad estática. Las medidas deben ser hechas de acuerdo con los procedimientos descritos en ASTN D4470, Standard Test Method for Static Electrification. Estos instrumentos emplean etapas especiales de entrada que proveen una alta resistencia (típicamente 10 14 ohmios o mas) necesaria para evitar la disipación de las cargas medidas. Igualmente importante, estos tienen una muy baja desviación de corriente, esto es, una comente auto generada a la entrada (típicamente menor de 10 14 amperios). Aunque el máximo rango a plena escala del electrómetro es usualmente 10 o posiblemente 100 voltios, potenciales estáticos en el rango de kilovoltios pueden medirse colocando una alta resistencia calibrada a la entrada como divisor de voltaje. Los Electrómetros pueden medir también comentes de carga o cargas integradas por medio de resistencias o condensadores colocados a través de la entrada en configuración de realimentación. 8-2.2 Los Electrómetros son básicamente diseñados para contacto con el objeto que es medido y de la necesidad de atraer alguna carga del objeto medido. Sin embargo, es posible hacer una medida sin contacto mediante una sonda que expone el terminal de entrada del electrómetro a un campo electrostático de un objeto cargado. En realidad, esta sonda es un divisor capacitivo.
8-2.3 La combinación electrómetro sonda capacitiva no es apropiada para monitoreo continuo debido a la resistencia de entrada y al autogeneración de corriente finita, que puede producir una lectura desviada de la real. Sin embargo tal arreglo puede usarse bajo muchas circunstancias. 8-3. Voltímetros electrostáticos. Este instrumento es solo apropiado para mediciones de potencial de conductores a los cuales se conecte. Los Voltímetros electrostáticos operan por atracción electrostática entre una paleta metálica movible y una fija. No hay flujo de comente para mantener la deflexión debido a que un set de paletas (usualmente las estacionadas) son altamente aisladas. Instrumentos portátiles, altamente calibrados, están disponibles en rangos de 100 a 10.000 voltios y mas. La capacitancia de entrada del medidor puede reducir el potencial medido si el sistema que es medido no tiene una capacitancia mucho mayor. 8-4 “Molino” de Campo. 8-4.1 La necesidad de tocar un objeto cargado para medir puede obviarse con el uso de un “molino” de campo. El “molino” de campo es un aparato de no contacto en el cual una pantalla o un obturador rotativo expone alternativamente un electrodo censor al campo electrostático y a la región libre de campo. La carga alternante inducida resultante en el electrodo es amplificada en un circuito electrónico A.C. e indicada en un medidor. Medidores de este tipo son llamados “molino” de campo, medidor de intensidad de campo, Voltímetros generadores, o medidores de campo electrostático. Algunos medidores de campo están provistos de un alto grado de sofisticación con una alta precisión. 8-4.2 El “molino” de campo responde a la intensidad de campo (votos por unidad de distancia) en su frente. Este no mide el voltaje o una la magnitud del campo a una localización diferente. Sin embargo desde la medida de la magnitud del campo en el frente del “molino” de campo, puede ser posible deducirse lo que el voltaje o intensidad de campo es a una localización distante. Esta deducción depende ampliamente de la geometría del medio ambiente en la cual el “molino” de campo está localizado. Un «molino” de campo se calibra mientras está montado en un plato de metal aterrizado. Un potencial conocido se aplica a una placa de metal paralelo a una distancia estándar del medidor. Esta placa paralela provee una intensidad de campo uniforme y conocida. 8-5 Otros aparatos de no contacto. Una variedad de instrumentos de no contacto están disponibles que son sostenidos por la mano y apuntados a un lugar sospechoso de carga. Aunque las lecturas pueden ser calibradas en
votos, tales medidores manuales no miden realmente el voltaje en una superficie enfrente del medidor. La lectura es dependiente no solo del voltaje del objeto enfrente del medidor sino también del potencial de estática del medidor por si mismo y de la geometría del medio ambiente. 8-6 Electroscopio. Es un simple y sensitivo aparato que demuestra la presencia o ausencia de cargas eléctricas de sus salidas cuando el aparato está cargado. Solo las unidades entendidas como dosímetros portátiles para radiación de ionización y uno o dos modelos de demostraciones en salones de clase están disponibles. 8-7 Lámparas de Neón. Una pequeña lámpara de neón o tubo fluorescentes encenderá débilmente cuando uno de los terminales está aterrizado (o mantenido en la mano) y la otra hace contacto con alguna superficie que lleva un potencial de 70 voltios o más. La lámpara brilla como la superficie es descargada a través de la lámpara.
Capitulo 9 PUBLICACIONES REFERENTES 9-1 Los siguientes documentos o porciones de ellos, están referenciados dentro de éstas recomendaciones y deben ser consideradas partes de las recomendaciones de este documento. La edición indicada en cada referencia es la edición corriente así como la fecha de la NFRA salida de este documento. 9-1.1 NFPA Publications. National Fire Protection Association, Batterymarch Park, P:O: Box 9101, Quincy, MA 02269-9101. NFRA 32, Standard for Drycleaning Pants, 1990 edition. NFRA 33, Standard for Spray Application Using Flammable and Combustible Materials, 1989 edition. NFPA 34, Standard for Dipping and Coating Processes Using Flammable or Combustible Liquids, 1989 edition. NFPA 69, Standard on Explosion Prevention Systems, 1992 edition. NFPA 70, National Electrical Code, 1993 edition. NFPA 99, Standard for Health Care Facilities, 1993 edition. NFPA 32I, Standard on Basic Classification of Flammable and Combustible Liquids, 1991 edition. NFPA 407, Standard for Aircraft Fuel Servicing, 1990 edition. NFRA 780, Lighting Protection Code, 1992 edition. 9-1.2 Publicación ASTM. American Society for Testing and Materials, 1916 race street, Philadelphia, pa 19103. ASTMD 4470, Standard Test Method for Static Electrification 1992 edition.
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