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FENÓMENOS PELIGROSOS

Tal y como se describe en la Directriz Básica para la Elaboración y homologación de los Planes especiales del Sector químico, los diversos tipos de accidentes graves a considerar en los establecimientos en los que haya sustancias peligrosas, pueden producir determinados fenómenos peligrosos para las personas, el medio ambiente y los bienes materiales:

  1. Fenómenos de tipo mecánico: ondas de presión y proyectiles
  2. Fenómenos de tipo térmico: radiación térmica
  3. Fenómenos de tipo químico: fugas o derrames incontrolados de sustancias tóxicas o contaminantes.

Para cada uno de estos fenómenos peligrosos, se establecen una serie de variables físicas que definen unos criterios de vulnerabilidad cuyas magnitudes se consideran representativas para la evaluación del alcance del fenómeno peligroso considerado.

El grupo GUIAR ha desarrollado una serie de aplicaciones informáticas denominadas FIREX© y TOXIC© basadas en modelos matemáticos internacionalmente reconocidos para el análisis y estudio de todos estos tipos de fenómenos peligrosos.

 

Fenómenos mecánicos peligrosos

ExplosiónUna onda de presión consiste en compresiones y expansiones alternativas del aire atmosférico, que se traducen en efectos mecánicos transitorios sobre los elementos inertes o los seres vivos. Son provocadas generalmente por explosiones o por el equilibrado rápido entre una masa de gases a presión elevada y la atmósfera que la envuelve. Si la energía necesaria para la expansión del gas procede de un fenómeno físico, se dice que la explosión es física y se requiere que la materia se encuentre confinada en un recipiente estanco (estallido). Si la energía procede de una reacción química, se trata de una explosión química (explosión). En este caso, la explosión puede ocurrir aunque la materia no esté confinada.

Una explosión confinada o estallido puede originar fragmentos del continente (depósito, recipiente, conducción, etc.). Por el contrario, una explosión no confinada origina fragmentos de sólidos de las inmediaciones al punto en el que se ha producido la explosión. Estos fragmentos o proyectiles están dotados de gran cantidad de movimiento y sus dimensiones y alcance son muy variados aunque limitados.

Los efectos de la onda de presión pueden clasificarse como sigue:

  1. Efectos primarios. Tienen su origen en las compresiones y expansiones del aire atmosférico que pueden producir fenómenos de deformación y vibratorios que afecten a las estructuras de los edificios e instalaciones y a los organismos vivos. En estos organismos vivos, los órganos que contienen aire, como los pulmones o los tejidos de densidad heterogénea o con oquedades, son más susceptibles de sufrir lesiones que, en algunos casos, pueden llegar a ser mortales.
  2. Efectos secundarios. Tienen lugar cuando las deformaciones y tensiones dinámicas producidas superan las características de resistencia de las estructuras y éstas fallan. El fallo o rotura de las estructuras origina la formación de fragmentos que, por el impulso recibido de la onda de presión, actúan a su vez como proyectiles, cuyo impacto causa daños mecánicos adicionales. Deben distinguirse estos proyectiles de los que se originan a consecuencia de la fragmentación del recipiente derivada de un estallido del mismo.
  3. Efectos terciarios. Consisten en los daños causados por el desplazamiento del cuerpo de seres vivos e impacto del mismo contra el suelo u otros obstáculos.

Al ser la onda de presión y los proyectiles fenómenos propagativos, la protección mediante obstáculos de rigidez adecuada (muros resistentes, fortines, etc.) es efectiva. Sin embargo, aún así pueden producirse daños ocasionados por ondas reflejadas, cuya supresión ofrece una mayor dificultad. Tanto la sobrepresión máxima como el impulso disminuyen con la distancia al origen.

 

Fenómenos térmicos peligrosos

Son provocados por la oxidación rápida, no explosiva de sustancias inflamables, produciendo llama. Ésta puede ser estacionaria, como en el incendio de charco o el dardo de fuego o progresiva, pero en todos los casos disipa la energía de combustión mayoritariamente por radiación térmica.

IncendioLa radiación, que puede afectar a seres vivos e instalaciones a cierta distancia, consiste en ondas electromagnéticas. La radiación originada por las sustancias en combustión, corresponde a la banda de longitudes de onda entre 0,1 y 1.000 µm, y se denomina radiación térmica. Su espectro y efectos dependen básicamente de la temperatura de la llama, de su forma geométrica y de la transmisividad del medio.

Si la materia sobre la que incide el flujo de radiación térmica no puede disiparlo a la misma velocidad que lo recibe, éste provoca un incremento de la temperatura de la misma. Si este incremento no se limita, se producen alteraciones irreversibles y catastróficas, que pueden culminar en la combustión o fusión y volatilización de la materia expuesta.

En las proximidades del punto donde se desarrolla la llama se produce la transmisión del calor tanto por convección como por radiación y conducción. Así pues, la única forma de evitar o mitigar sus efectos es la utilización de protectores adecuados. En contraposición, a partir de una cierta distancia del foco del incendio, la transmisión de calor se efectúa exclusivamente por radiación, disminuyendo su intensidad al aumentar dicha distancia. Esto hace que cualquier pantalla opaca a la radiación térmica pueda constituir una medida de protección sumamente eficaz.

 

Fenómenos químicos peligrosos

Los fenómenos peligrosos de origen químico proceden de las características de toxicidad de las sustancias peligrosas cuando se produce una fuga o derrame incontrolado de este tipo de sustancias.

Nube de amoniacoEstas sustancias químicas, directa o indirectamente, a través de reacciones secundarias inmediatas o diferidas, pueden ser:

  1. Muy tóxicos o tóxicos para el hombre y otros organismos.
  2. Irritantes, narcóticas u otras patologías asociadas.
  3. Cancerígenas, mutagénicas y teratogénicas.
  4. Bioacumulables (alteración de la cadena trófica)
  5. Corrosivas.
  6. Peligrosas para el medio ambiente, perjudiciales para los valores paisajísticos y el patrimonio histórico-artístico del entorno.

La característica esencial de estas sustancias consiste en que para producir una serie de consecuencias peligrosas para las personas o el medio ambiente, deben difundirse a través de un medio (normalmente aire, suelo o agua), lo que requiere que transcurra un determinado tiempo y, en ocasiones, permite la aplicación de medidas de protección más fácilmente que para los fenómenos térmicos y mecánicos. Sin embargo, también es más difícil predecir o conocer el desplazamiento de los contaminantes, su evolución, así como su eliminación total del medio al que se han incorporado. Para el conocimiento de estos fenómenos, se utilizan herramientas y modelos matemáticos muy sofisticados.

GUIAR, Grupo Universitario de Investigación Analítica de Riesgos
Departamento de Química Analítica - EINA - Universidad de Zaragoza
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Teléfono: 876 55 51 86