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Tecnología de Equipos a prueba de Explosión

Ignición de una mezcla explosiva por radiación óptica

 

Las radiaciones ópticas pueden ser una fuente de ignición en áreas peligrosas. Por ello la ignición de mezclas explosivas por la radiación continua de un láser ha sido estudiado en el marco de un proyecto auspiciado por la Comisión Europea. Una superficie, calentada por la incidencia de la radiación, es considerada la mas probable fuente de ignición. Los resultados de este estudio se encuentran en detalle en el reporte W67 de la PTB.

Este estudio concluye con una recomendación de seguridad muy general. No se espera ignición de una mezcla explosiva si la potencia de la radiación es inferior a 35 mW o su intensidad menor que 5 mW/mm2 .  Parra poder establecer una diferenciación entre estos limites de seguridad, la investigación se ha extendido a 15 diferentes mezclas combustibles. 

La radiación de un Láser Nd:YAG (con una longitud de onda de 1064 nm) fue introducida a la mezcla por medio de una fibra óptica. La fuente de ignición estaría constituida por una delgada capa de oxido de hierro, la cual fue aplicada al final de la fibra e irradiada desde el extremo opuesto. 

Para encontrar la concentración más fácilmente inflamable para cada caso, la composición de la mezcla fue variada. Debido a que la potencia de radiación efectiva en la ignición depende del tamaño de la superficie calentada, dos fibras con un diámetro de 400 mm y 62,5 mm fueron utilizadas. Proyectos previos habían demostrado que no se espera una reducción de la potencia de ignición con una fibra de diámetro menor a  62,5 mm. Los resultados se muestran en la figura 1. Mientras la potencia mínima de ignición cae a medida que el área superficial disminuye, la intensidad de radiación así como la temperatura necesaria para producir la ignición aumentan con una fibra de menor diámetro.

La prueba demuestra que para un grupo de combustibles (en primer lugar hidrocarburos saturados pertenecientes a las clases de temperatura T1, T2, T3 y grupos de Gases IIA según EN 50 014) potencias muy similares se requieren para producir una ignición, mientras que para substancias con menor temperatura y mínimas energías de ignición no se aprecia una relación específica. 

Loas conclusiones del primer proyecto fueron confirmadas, así como los límites especificados para substancias altamente explosivas, como el Disulfuro de Carbono, fueron confirmados. Para las substancias pertenecientes al Grupo IIA, Clase de temperatura T3, mayores potencias son ciertamente permitidas. Hay que hacer notar que al cubrir el final de la fibra con el material combustible, la potencia de ignición de las mezclas pueden reducirse más que con el oxido de hierro.

Este trabajo fue soportado por la Comisión de la Comunidad Europea bajo contrato Nº SMT-4-CT96-2104.

Potencia mínima de ignición

Potencia mínima de ignición como función del área irradiada. Todos los combustibles fueron investigados en su mezcla más fácilmente inflamable. La nueva serie de pruebas se indican con flechas. Longitud de onda del láser : 2064 nm

 


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