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Accidentes y desastres en instalaciones económicas peligrosas por incendio y explosión. Conceptos básicos de una vida segura

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La mayoría de los elementos del complejo económico del país son incendios y sustancias explosivas peligrosas. Las fuentes de incendios y explosiones son: contenedores con sustancias inflamables, combustibles o tóxicas; almacenes de compuestos explosivos y con alto contenido de humo; instalaciones tecnológicas explosivas, comunicaciones, cuya destrucción provoca incendios, explosiones y contaminación por gases del territorio; ferrocarriles, etc

Las consecuencias previstas son:

• fugas de gas y la propagación de humos tóxicos;
• incendios y explosiones en pozos, cisternas y otros recipientes;
• violaciones de procesos tecnológicos, especialmente aquellos asociados con sustancias nocivas o métodos de procesamiento peligrosos;
• impacto de rayos en bola, electricidad estática;
• explosiones de vapores de líquidos inflamables;
• calentamiento y evaporación de líquidos de contenedores y tarimas;
• dispersión de productos de combustión en el interior;
• efectos tóxicos de los productos de combustión y otras reacciones;
• radiación térmica durante incendios;
• la propagación de las llamas y el flujo del fuego en los edificios, dependiendo de la ubicación de las paredes y la distribución interna.

Al evaluar la distribución del territorio del MA se determina la influencia de la densidad y el tipo de desarrollo sobre la posibilidad de ocurrencia y propagación de incendios y sobre la formación de escombros.

Se presta especial atención a las áreas donde pueden aparecer factores dañinos secundarios: en primer lugar, se tiene en cuenta la posibilidad de formación de ráfagas de aire durante la explosión de recipientes a presión. En este caso, se considera el efecto total de la influencia de la presión dinámica y la sobrepresión estática.

La mayoría de los incendios están asociados con la combustión de materiales sólidos, aunque la etapa inicial de un incendio suele estar asociada con la combustión de sustancias inflamables líquidas y gaseosas, que abundan en la producción moderna. La formación de una llama está asociada al estado gaseoso de la sustancia. Incluso cuando las sustancias sólidas o líquidas se queman, se transforman en estado gaseoso. Este proceso de transición para sustancias líquidas consiste en una simple ebullición con evaporación en la superficie, y para sólidos, con la formación de productos de peso molecular suficientemente bajo que pueden evaporarse de la superficie del material sólido y entrar en la región de la llama (el fenómeno de la pirólisis). ).

Debido a la influencia del llamado “pulso de luz”, determinados materiales se inflaman o arden de forma sostenible. Una posible situación de incendio se evalúa de manera integral, teniendo en cuenta el impacto de la onda de choque y la magnitud del "pulso de luz", la resistencia al fuego de las estructuras y la categoría de su riesgo de incendio y explosión.

De acuerdo con los requisitos de los códigos y reglamentos de construcción (SNiP 2.09.01-85) todos Los materiales y estructuras de construcción se dividen en grupos según su inflamabilidad.:

• ignífugos, que no se encienden, no arden ni se carbonizan bajo la influencia del fuego o altas temperaturas (piedra, hormigón armado, metal);
• materiales difíciles de quemar que son difíciles de encender cuando se exponen al fuego y a altas temperaturas; arder o carbonizarse solo en presencia de una fuente de fuego y, en su ausencia, detener la quema o la combustión lenta (mezclas de arcilla y paja, hormigón asfáltico);
• Materiales combustibles que se encienden o arden lentamente bajo la influencia del fuego o altas temperaturas (madera, cartón).

Se entiende por resistencia al fuego la resistencia de una estructura al fuego, que se caracteriza por un grupo de inflamabilidad y un límite de resistencia al fuego (SNiP 2.01.02-85). Las más peligrosas son las estructuras hechas de materiales combustibles. Pero incluso si la estructura está hecha de materiales ignífugos, puede resistir la exposición al fuego durante un tiempo determinado. El límite de resistencia al fuego de una estructura está determinado por el tiempo (en horas) durante el cual no aparecen grietas, la estructura en sí no pierde su capacidad de carga, no colapsa y no se calienta a una temperatura superior a 200°C. en el lado opuesto al fuego.

Según el grado de resistencia al fuego los edificios son:

• Grados I y II de resistencia al fuego: las estructuras principales de tales estructuras están hechas de materiales ignífugos;
• III grado de resistencia al fuego: edificios con paredes de piedra y suelos enlucidos de madera;
• IV grado de resistencia al fuego - casas de madera enlucidas;
• V grado de resistencia al fuego - construcciones de madera.

Según los estándares aceptados, todos los objetos están de acuerdo con la naturaleza del proceso tecnológico. peligro de incendio y explosión - dividido en categorías (GOST 12.1.004-91, ONTP 24-96):

• categoría A (explosivo y peligroso para el fuego): gases inflamables, líquidos inflamables con un punto de inflamación inferior a 28°C en cantidades suficientes para formar conjuntos combustibles y explosivos aéreos con una sobrepresión superior a 5 kPa;
• categoría B (explosivo y peligroso para el fuego): polvos combustibles, fibras, líquidos inflamables con un punto de inflamación superior a 28°C en cantidad suficiente para formar agua caliente explosiva y explosivos en el aire con una sobrepresión de más de 5 kPa;
• categorías B1...B4 (peligrosos para incendios): materiales inflamables y poco combustibles que solo pueden arder cuando interactúan con agua, oxígeno del aire u otras sustancias;
• categoría G: materiales no combustibles en estado caliente, durante cuyo procesamiento se libera energía luminosa, chispas o llamas;
• categoría D: empresas de procesamiento y almacenamiento en frío de metales y otros materiales ignífugos.

Combustión - una reacción de oxidación química que libera grandes cantidades de calor y luz. La combustión requiere la presencia de una sustancia inflamable, un oxidante (oxígeno, cloro, flúor, óxidos de nitrógeno, bromo) y una fuente de ignición (pulso).

La combustión puede ser homogénea (las sustancias de partida tienen el mismo estado de agregación: combustión de gases) o heterogénea (las sustancias de partida tienen diferentes estados de agregación: sustancias combustibles sólidas o líquidas). Dependiendo de la velocidad de propagación de la llama, la combustión se divide en deflagración (varios metros por segundo), explosiva (decenas de metros por segundo) o detonación (miles de metros por segundo). Los incendios se caracterizan por una combustión por deflagración.

Existen tres tipos de autoaceleración de una reacción de combustión química: térmica, en cadena y combinada. Los procesos de combustión reales siguen un mecanismo combinado de autoaceleración (térmico en cadena).

El proceso de combustión tiene varias etapas:

• flash: combustión rápida de una mezcla combustible sin formación de gases comprimidos;
• ignición - la ocurrencia de combustión bajo la influencia de una fuente de ignición;
• encendido - encendido con la apariencia de una llama;
• la combustión espontánea es el fenómeno de un fuerte aumento en la velocidad de una reacción exotérmica, que conduce a la combustión en ausencia de una fuente de ignición;
• autoencendido - combustión espontánea con la apariencia de una llama;
• explosión: una transformación química extremadamente rápida, acompañada de la liberación de energía y la formación de gases comprimidos capaces de producir trabajo mecánico.

Dependiendo de la fuente de ignición (impulso), los procesos de combustión espontánea se pueden dividir en térmicos, microbiológicos y químicos.

Los principales indicadores de peligro de incendio y explosión:

El punto de inflamación es la temperatura más baja de una sustancia inflamable a la que se forman vapores (gases) sobre su superficie que pueden encenderse a partir de una fuente de ignición. Pero la velocidad de su formación sigue siendo insuficiente para la combustión posterior. Punto de inflamación de los vapores: disulfuro de carbono -45°C, gasolina -ZGS, aceite -2GS, acetona -20°C, dicloroetano +8°C, trementina +32°C, alcohol +35°C, queroseno +45°C, glicerina + 17b°C. Los líquidos con un punto de inflamación inferior a +45°C se denominan inflamables y superiores, combustibles.

La temperatura de autoignición es la temperatura más baja a la que se produce un fuerte aumento en la velocidad de una reacción exotérmica en ausencia de una fuente de ignición, lo que resulta en una combustión estable.

Temperatura de ignición. A esta temperatura, la sustancia inflamable libera vapores (gases) inflamables a una velocidad suficiente (después de la ignición de la sustancia) para una combustión estable. Los límites de inflamabilidad por temperatura son las temperaturas a las que los vapores saturados de una sustancia forman concentraciones en un ambiente oxidante determinado iguales al límite de inflamabilidad inferior o superior, respectivamente.

Los puntos de inflamación, las temperaturas de autoignición y de ignición de sustancias inflamables se determinan experimentalmente o mediante cálculo (GOST 12.1.044-89); límites de concentración superior e inferior: experimentalmente o guiados por el "Cálculo de los principales indicadores de riesgo de incendio y explosión de sustancias y materiales".

El riesgo de incendio y explosión de OE está determinado por los parámetros de riesgo de incendio y la cantidad de materiales utilizados en los procesos tecnológicos, las características de diseño y los modos de funcionamiento de los equipos, la presencia de fuentes de ignición y las condiciones para la rápida propagación del fuego. La propagación de los incendios y su transformación en incendios continuos depende de la densidad de los edificios, la destrucción y otros factores.

El riesgo de incendio de las sustancias se caracteriza por la velocidad de combustión lineal (cm/s) o másica (g/s), así como por el contenido máximo de oxígeno. Al quemar sólidos, la velocidad de entrada de componentes volátiles está directamente relacionada con la intensidad del intercambio de calor en la zona de contacto de la llama y la superficie sólida. Tasa de quema de masa (g/m²*c) depende del flujo de calor desde la superficie, las propiedades fisicoquímicas del combustible sólido y se expresa mediante la fórmula:

donde V es la tasa de quemado de masa del material, g/m²*Con; - flujo de calor desde la zona de combustión al combustible sólido, kW/m²; Q - pérdida de calor del combustible sólido al medio ambiente, kW/m²; - cantidad de calor para la formación de sustancias volátiles, kJ/g.

El flujo de calor proveniente de la zona de combustión al combustible sólido depende de la energía liberada durante el proceso de combustión y de las condiciones de intercambio de calor en el límite de combustión y en la zona de contacto entre el combustible sólido y el medio ambiente.

La situación del incendio y la dinámica de su desarrollo dependen de:

• impulso de encendido;
• peligro de incendio EO;
• resistencia al fuego de la estructura y sus elementos;
• densidad de construcción en el área del incendio;
• condiciones climáticas, especialmente la fuerza y ​​dirección del viento.

En el OE muchos procesos tecnológicos tienen lugar a temperaturas claramente superiores a la temperatura ambiente. Las superficies calentadas emiten corrientes de energía radiante que pueden tener consecuencias negativas. La duración de la irradiación térmica de una persona sin consecuencias apreciables depende de la cantidad de calor generado (J/s) por su cuerpo. Para que los procesos fisiológicos en una persona se desarrollen con normalidad, el calor generado en ella debe eliminarse por completo al medio ambiente. El exceso de radiación térmica externa puede provocar sobrecalentamiento del cuerpo, pérdida del conocimiento, quemaduras o la muerte. La temperatura de la piel refleja la respuesta del cuerpo a la exposición a factores térmicos. Si la transferencia de calor es insuficiente, la temperatura de los órganos internos aumenta (lo que se caracteriza por el concepto de "caliente"). La energía térmica, que se convierte en energía radiante sobre una superficie caliente (la fuente de un incendio), se transfiere, como la luz, a otro cuerpo que tiene una temperatura más baja. Aquí la energía radiante se absorbe y se convierte nuevamente en calor.

La temperatura máxima del aire inhalado a la que una persona todavía puede respirar durante varios minutos sin equipo de protección especial es de 110°C. La tolerancia de una persona a las altas temperaturas depende de la humedad y la velocidad del movimiento del aire: cuanto mayor es la humedad, menos sudor se evapora por unidad de tiempo, es decir, el cuerpo se sobrecalienta más rápido. Cuando la temperatura ambiente supera los 30°C, el sudor no se evapora, sino que fluye en gotas, lo que reduce drásticamente la transferencia de calor.

Efecto de la alta temperatura en la madera:

• 110°С - se elimina la humedad (la madera se seca);
• 150°C - comienza la liberación de productos volátiles de descomposición térmica, su color cambia (se oscurece);
• 200°C - lo mismo que a 150°C, pero la madera se vuelve marrón;
• 300°C - liberación significativa de productos gaseosos capaces de autoinflamarse, la madera comienza a arder;
• 400°C - lo mismo que a 300°C, pero la madera se enciende espontáneamente.

Cuando se quema de forma independiente en un fuego, la velocidad lineal de combustión de la madera para objetos delgados (hasta 20 mm) es de aproximadamente 1 mm/min, para los más gruesos, de 0,63 mm/min.

El hormigón pesado a una temperatura de unos 300°C adquiere un tono rosado, a 600°C se vuelve rojizo con la aparición de microfisuras y a una temperatura de 1000°C el color se vuelve gris pálido y las partículas se queman. Debido a la diferencia en los coeficientes de expansión de sus componentes, el ancho de las grietas en el hormigón alcanza 1 mm. La destrucción explosiva del hormigón en caso de incendio se observa en elementos pretensados ​​y de paredes delgadas, especialmente con un alto contenido de humedad, a una temperatura de 700...900°C.

Las estructuras de acero a una temperatura de 650°C pierden su capacidad de carga, se deforman, cambian sus propiedades físicas y químicas y a una temperatura de 1400...1500°C se funden.

Si la temperatura de la superficie calentada es inferior a 500°C, entonces predomina la radiación térmica (infrarroja), y a temperaturas superiores a 500°C, está presente la radiación de luz infrarroja visible y ultravioleta. Los rayos infrarrojos tienen un efecto principalmente térmico en los humanos, lo que conduce a una disminución de la saturación de oxígeno en la sangre, una disminución de la presión venosa y alteraciones de los sistemas cardiovascular y nervioso. La cantidad total de calor absorbida por un cuerpo depende del área y las propiedades de la superficie irradiada, la temperatura de la fuente de radiación y la distancia a ella.

Para caracterizar la radiación térmica se utiliza el concepto de “intensidad del impacto térmico”. Esta es la potencia del flujo radiante por unidad de superficie irradiada. Irradiación con intensidad hasta 350 W/m² no provoca molestias, hasta 1050 W/m² - después de unos minutos, se siente una sensación de ardor en el lugar de la irradiación y la temperatura de la piel en esta zona puede aumentar hasta 10°C. Cuando se irradia con una intensidad de hasta 1400 W/m² La frecuencia del pulso aumenta y hasta 3500 W/m² - Las quemaduras ya son posibles. Las sensaciones dolorosas aparecen a una temperatura de la piel de aproximadamente 45°C.

El principal parámetro que caracteriza el efecto dañino de la radiación luminosa es pulso de luz "Y". Ésta es la cantidad de energía luminosa que cae durante todo el tiempo que dura el resplandor de fuego a 1 m.² Superficie iluminada perpendicular a la dirección de la radiación. El pulso de luz se mide en J/m² o kcal/cm². La radiación luminosa provoca quemaduras en zonas expuestas del cuerpo, daños oculares (temporales o completos) e incendios.

Dependiendo de la magnitud del pulso de luz, hay quemaduras de diversos grados.

Las quemaduras de 1er grado son causadas por un pulso de luz igual a 2...4 kcal/cm² (84...168 kJ/m²). En este caso, se observa enrojecimiento de la piel. Por lo general, no se requiere tratamiento.

Las quemaduras de 2er grado son causadas por un pulso de luz igual a 5...8 kcal/cm² (210...336 kJ/m²). Se forman ampollas llenas de líquido blanco transparente en la piel. Si el área quemada es grande, la persona puede quedar incapacitada y requerir tratamiento. La recuperación puede ocurrir incluso con un área quemada de hasta el 60% de la superficie de la piel.

Las quemaduras de tercer grado se observan con un valor de pulso luminoso de 3...9 kcal/cm². (368...630 kJ/m²). Luego se produce necrosis de la piel con daño a la capa germinal y formación de úlceras. Se requiere tratamiento a largo plazo.

Las quemaduras de cuarto grado ocurren con un pulso de luz superior a 4 kcal/cm² (630 kJ/m²). Se produce necrosis de las capas más profundas de tejido (tejido subcutáneo, músculos, tendones, huesos).

Cuando una gran parte del cuerpo se ve afectada, se produce la muerte. El grado de quemaduras en zonas del cuerpo depende de la naturaleza de la ropa: su color, densidad, grosor y ajuste al cuerpo.

En la atmósfera, la energía radiante se debilita debido a la absorción o dispersión de la luz por partículas de humo, polvo y gotas de humedad, por lo que se tiene en cuenta el grado de transparencia de la atmósfera. La radiación luminosa que incide sobre un objeto se absorbe o refleja parcialmente. Parte de la radiación pasa a través de objetos transparentes: el vidrio de las ventanas transmite hasta el 90% de la energía de la radiación luminosa, lo que puede provocar un incendio en una habitación debido a la conversión de la energía luminosa en calor. Así, los incendios se producen en las ciudades y en los centros territoriales. La velocidad a la que se propagan los incendios en una ciudad depende de la naturaleza del desarrollo y de la velocidad del viento. Con una velocidad del viento de aproximadamente 6 m/s en una ciudad con casas de ladrillo, un incendio se propaga a una velocidad de aproximadamente 100 m/h; para edificios combustibles, hasta 300 m/h, y en zonas rurales, más de 900 m/h. En este caso, es necesario tener en cuenta la presencia de materiales inflamables alrededor de los edificios (papel alquitranado, papel, paja, turba, juncos, madera, productos derivados del petróleo), su espesor y contenido de humedad.

Los incendios son el desastre más peligroso y extendido. Pueden estallar en zonas pobladas, bosques, instalaciones industriales, extracción de turba, áreas de producción de gas y petróleo, en las comunicaciones energéticas, en el transporte, pero surgen especialmente a menudo debido al manejo descuidado del fuego por parte de las personas.

Se da primordial importancia a la capacidad de implementar de manera competente al extinguir un incendio. principios de extinción de incendios:

• aislar la fuente de combustión de los oxidantes, reduciendo su concentración diluyéndolos con gases no inflamables a un valor en el que el proceso de combustión no pueda ocurrir;
• refrigeración del centro de combustión;
• inhibición (desaceleración) de la velocidad de reacción en la llama;
• ruptura mecánica de la llama por el impacto de una explosión, un chorro de gas o agua;
• creando las condiciones para la extinción de incendios: por ejemplo, puede forzar la propagación de la llama a través de canales estrechos.

El principal agente extintor de incendios es el agua. Es económico, enfría la zona de combustión y el vapor generado por la evaporación del agua diluye el medio de combustión. El agua también tiene un efecto mecánico sobre la sustancia que se quema, es decir, apaga la llama. El volumen de vapor generado es 1700 veces mayor que el volumen de agua utilizado. No es aconsejable extinguir líquidos inflamables con agua, ya que esto puede aumentar significativamente el área del incendio y provocar la contaminación de los cuerpos de agua. Es peligroso utilizar agua al extinguir equipos activos para evitar descargas eléctricas.

Para extinguir incendios se utilizan instalaciones de extinción de incendios por agua, camiones de bomberos o lanzas de agua. Se les suministra agua desde tuberías a través de bocas de incendio o grifos, y se debe garantizar una presión de agua constante y suficiente en la red de suministro de agua. Al extinguir incendios dentro de los edificios, se utilizan bocas de incendio internas, a las que se conectan mangueras contra incendios. Los sistemas de rociadores y diluvios se utilizan para la extinción automática de incendios por agua.

instalaciones de rociadores - Se trata de un sistema de tuberías ramificadas lleno de agua, que está equipado con rociadores, cuyas salidas están selladas con un compuesto de bajo punto de fusión (calculado para temperaturas de 72, 93, 141 o! 182 ° C). En caso de incendio, estos agujeros se desoldan y riegan con agua la zona de seguridad.

Instalaciones de diluvio - se trata de un sistema de tuberías en el interior de un edificio sobre el que se instalan cabezales especiales (drenadores) con diámetros de salida de 8, 10 y 13 mm de tipo pala o roseta, capaces de regar hasta 12 m² piso. Un pulverizador de diluvio con ranuras roscadas permite obtener agua atomizada con una dispersión más fina, y con una altura de 5,2 m es capaz de regar hasta 210 m² suelo.

Se utiliza para extinguir sustancias sólidas y líquidas. espuma. Sus propiedades de extinción de incendios están determinadas por el índice de expansión (la relación entre el volumen de espuma y el volumen de su fase líquida), durabilidad, dispersabilidad y viscosidad. Dependiendo de las condiciones y método de recepción. la espuma puede ser:

• el producto químico es una emulsión concentrada de monóxido de carbono en una solución acuosa de sales minerales;
• mecánico de aire (multiplicidad 5...10), que se obtiene a partir de soluciones acuosas al 5% de agentes espumantes.

Al extinguir incendios con gases, se utilizan dióxido de carbono, nitrógeno, argón, gases de combustión o escape y vapor. Su efecto extintor de incendios se basa en diluir el aire, es decir, reducir la concentración de oxígeno. A temperatura cero y presión 36 atm. 1 litro de dióxido de carbono líquido forma 500 litros de dióxido de carbono. Al extinguir incendios, se utilizan extintores de dióxido de carbono (OU-5, OU-8, UP-2m) si las moléculas de la sustancia en llamas incluyen oxígeno, metales alcalinos y alcalinotérreos. El gas del extintor está bajo una presión de hasta 60 atm. Para la extinción de instalaciones eléctricas es necesario utilizar extintores de polvo (OP-1, OP-10), cuya carga consta de bicarbonato de sodio, talco y estearadores de hierro y aluminio.

La extinción con vapor se utiliza para extinguir pequeños incendios en áreas abiertas, en aparatos cerrados y con intercambio de aire limitado. La concentración de vapor de agua en el aire debe ser aproximadamente del 35% en volumen.

Las composiciones inhibidoras de extinción de incendios basadas en hidrocarburos saturados, en las que uno o más átomos son reemplazados por átomos de halógeno, han encontrado un uso generalizado en la lucha contra incendios. Inhiben eficazmente las reacciones en la llama, penetrando en ella en forma de gotitas. El bajo punto de congelación permite utilizar estos compuestos a temperaturas bajo cero. También se utilizan composiciones en polvo a base de sales inorgánicas de metales alcalinos.

Explosivos - Se trata de compuestos químicos o mezclas capaces de una rápida transformación química con la formación de gases muy calentados que, debido a la expansión y la enorme presión, son capaces de producir trabajo mecánico.

Los explosivos se pueden dividir en grupos:

• iniciadores, que tienen una enorme sensibilidad a las influencias externas (impacto, punción, calor) y se utilizan para detonar la carga explosiva principal;
• voladuras: menos sensibles a las influencias externas. Tienen mayor poder y quedan debilitados como resultado de la detonación;
• propulsor: se trata de pólvora, cuya principal forma de transformación química es la combustión. Puede utilizarse para operaciones de voladura.

Características de los explosivos:

• sensibilidad a las influencias externas (choque, luz, pinchazo);
• calor de transformación durante la explosión;
• velocidad de detonación;
• brisance (potencia), que depende de la velocidad de detonación;
• explosividad (operabilidad).

Los incendios y las explosiones suelen ser causados ​​por la formación de combustible, vapor o mezclas de polvo y aire. Estas explosiones se producen como resultado de la destrucción de contenedores de gas, comunicaciones, unidades, tuberías o líneas tecnológicas. Las empresas con altos riesgos de incendio y explosión de las categorías A y B pueden ser fuentes potenciales de explosión especialmente peligrosas [46]. En caso de destrucción de unidades o comunicaciones, no se puede descartar la salida de gases o productos de hidrocarburos licuados, lo que conduciría a la formación de una mezcla explosiva o con riesgo de incendio. La explosión de dicha mezcla se produce con una cierta concentración de gas en el aire. Por ejemplo, si a 1 m³ el aire contiene 21 litros de propano, entonces es posible una explosión, si 95 litros - incendio.

Un número importante de accidentes están asociados a descargas de electricidad estática. Una de las razones de esto es la electrificación de líquidos y sólidos durante su transporte a través de tuberías, cuando la intensidad del campo eléctrico puede alcanzar los 30 kV/cm. Hay que tener en cuenta que la diferencia de potencial entre el cuerpo humano y las partes metálicas de los equipos puede alcanzar decenas de kilovoltios.

Las fuertes explosiones de mezclas de polvo y aire (DAM) suelen ir precedidas de golpes locales en el interior del equipo, durante los cuales el polvo queda suspendido formando una concentración explosiva. Por lo tanto, en dispositivos cerrados es necesario crear un ambiente inerte, garantizar una resistencia suficiente del dispositivo y la presencia de protección de emergencia. Hasta el 90% de los accidentes están asociados con la explosión de mezclas de vapor y gas (VGM), mientras que hasta el 60% de dichas explosiones ocurren en equipos y tuberías cerrados.

En determinadas condiciones, el acetileno es capaz de sufrir una descomposición explosiva en ausencia de agentes oxidantes. La energía liberada en este caso (8,7 MJ/kg) es suficiente para calentar los productos de la reacción a una temperatura de 2800°C. Durante una explosión, la velocidad de propagación de la llama alcanza varios metros por segundo. Pero para el acetileno, una opción es posible cuando parte de los gases se quema y el resto se comprime y detona. En este caso, la presión puede aumentar cientos de veces. La temperatura de autoignición del acetileno depende de su presión (Tabla 3.1).

Tabla 3.1. Temperatura de autoignición del acetileno

Los dispositivos y tuberías más peligrosos para operar son el acetileno a alta presión (0,15-2,5 MPa), ya que un sobrecalentamiento accidental puede provocar una explosión, que se convierte en detonación si la tubería es larga. La velocidad máxima de propagación de la llama durante la combustión de una mezcla de acetileno y aire que contiene acetileno al 9,4% (volumen) es de 1,69 m/s. Una mezcla de acetileno con cloro y otros agentes oxidantes puede explotar cuando se expone a una fuente de luz. Por lo tanto, está prohibido realizar ampliaciones de edificios donde se utilice acetileno para la producción de cloro, licuefacción y separación del aire.

A menudo, al abrir manualmente bidones de hierro que contienen carburo de calcio, se producen chispas que provocan explosiones. Además, siempre debes tener en cuenta la posibilidad de que haya humedad en el bidón.

Cuando un elemento combustible explota, se forma una lesión con una onda de choque y radiación luminosa (“bola de fuego”). En el origen de la explosión de un conjunto combustible, se pueden distinguir tres zonas esféricas (Fig. 3.1).

Arroz. 3.1. Zonas en el foco de lesión durante la explosión de elementos combustibles. R₁, R₂, R₃, - radios de los límites externos de las zonas correspondientes

Arroz. 3.2. Dependencia del radio del límite exterior de la zona de acción de sobrepresión de la cantidad de mezcla explosiva de gas y aire.

La zona I es la zona de la onda de detonación. Ubicado dentro de la nube de explosión. El radio de la zona está determinado por la fórmula:

en la que R₁ - radio de la zona I, m; - masa de gas licuado, m.

Dentro de la zona I, el exceso de presión se puede considerar constante e igual a 1700 kPa.

La Zona II es la zona de acción de los productos de explosión, que cubre toda el área de dispersión de los productos de explosión de un conjunto combustible como resultado de su detonación. El radio de la zona II es 1,7 veces mayor que el radio de la zona I, es decir, R₂= 1,7R₁, y el exceso de presión disminuye a 300 kPa a medida que se aleja.

Zona III: área de cobertura de ráfagas de aire. Aquí es donde se forma el frente de ráfaga de aire. La cantidad de exceso de presión se determina según el gráfico de la Fig. 3.2.

onda de choque (explosión de aire) es el factor dañino más poderoso en una explosión. Se forma debido a la colosal energía liberada en el centro de la explosión, lo que provoca el surgimiento de una enorme temperatura y presión aquí. Los productos calientes de la explosión, con una rápida expansión, producen un fuerte golpe a las capas de aire circundantes, comprimiéndolas a una presión y densidad significativas, calentándolas a una temperatura alta. Esta compresión se produce en todas direcciones desde el centro de la explosión, formando un frente de explosión de aire. Cerca del centro de la explosión, la velocidad de propagación de la explosión en el aire es varias veces mayor que la velocidad del sonido. Pero a medida que se mueve, la velocidad de propagación disminuye. La presión en la parte delantera también disminuye. En la capa de aire comprimido, denominada fase de compresión por chorro de aire (Fig. 3.3), se observan las mayores consecuencias destructivas. A medida que se mueve, la presión en el frente de explosión de aire cae y en algún momento alcanza la presión atmosférica, pero seguirá disminuyendo debido a la disminución de la temperatura. En este caso, el aire comenzará a moverse en dirección opuesta, es decir, hacia el centro de la explosión. Esta zona de baja presión se llama zona de rarefacción.

Parámetros de chorro de aire

1. Presión excesiva (ver Fig. 3.2). Determinado por la diferencia entre la presión del aire real en un punto dado y la presión atmosférica (P_chozas = P_ф -R_{Cajero automático},). Medido en kg/cm² o Pascales (1 kg/cm² = 100kPa). Cuando pasa un frente de ráfaga de aire, el exceso de presión afecta a la persona por todos lados.

2. Presión de aire de alta velocidad (carga dinámica). Tiene un efecto de lanzamiento. Medido en kg/cm² o Pascal. El impacto combinado de estos dos parámetros de la explosión del aire provoca la destrucción de objetos y víctimas.

3. Tiempo de propagación en el aire (T_р, Con).

4. Duración de la fase de compresión sobre el objeto (T_р, Con). Presión excesiva en el frente de chorro de aire (P_chozas, kPa) se puede determinar mediante la fórmula

donde está el TNT equivalente de explosivos, kg; R es la distancia desde el centro de explosión, m.

La presión de la velocidad del aire depende de la velocidad y la densidad del aire detrás del frente de ráfaga de aire y es igual a:

donde V es la velocidad de las partículas de aire detrás del frente de ráfaga de aire, m/s; ρ - densidad del aire detrás del frente de ráfaga de aire, kg/m³.

Arroz. 3.3. Fases y frente de chorro de aire

El impacto de una explosión en el aire sobre una persona puede ser indirecto o directo. En caso de daños indirectos, las ráfagas de aire que destruyen edificios ponen en movimiento una gran cantidad de partículas sólidas, fragmentos de vidrio y otros objetos que pesan hasta 1,5 g y alcanzan una velocidad de hasta 35 m/s. Así, con una sobrepresión de aproximadamente 60 kPa, la densidad de estas partículas peligrosas alcanza los 4500 piezas/m². El mayor número de víctimas son víctimas de exposición indirecta a explosiones de aire.

En caso de impacto directo, las ráfagas de aire provocan lesiones extremadamente graves, graves, moderadas o leves a las personas.

Se producen lesiones extremadamente graves (normalmente incompatibles con la vida) cuando se expone a un exceso de presión superior a 100 kPa.

Las lesiones graves (contusión grave del cuerpo, daño a los órganos internos, pérdida de extremidades, hemorragia grave de la nariz y los oídos) se producen con un exceso de presión de 100...60 kPa.

Las lesiones moderadas (conmociones cerebrales, daños auditivos, hemorragias nasales y de oídos, dislocaciones) ocurren con un exceso de presión de 60...40 kPa.

Se observan lesiones menores (hematomas, dislocaciones, pérdida auditiva temporal, contusión general) con un exceso de presión de 40...20 kPa.

Estos mismos parámetros de la ráfaga de aire conducen a la destrucción, cuya naturaleza depende de la carga creada por la ráfaga de aire y de la reacción del objeto a las acciones de esta carga. Los daños causados ​​a objetos por ráfagas de aire se pueden caracterizar por el grado de destrucción.

Una zona de completa destrucción. Es imposible restaurar los objetos destruidos. Muerte masiva de todos los seres vivos. Ocupa hasta el 13% de toda el área de la lesión. Aquí quedaron completamente destruidos los edificios, hasta el 50% de los refugios antirradiación (PRU), hasta el 5% de los refugios y las comunicaciones subterráneas. Se forman continuos escombros en las calles. Los incendios continuos no ocurren debido a la destrucción severa, la llama que se rompe por una onda de choque, la dispersión de los escombros encendidos y su llenado con tierra. Esta zona se caracteriza por un valor de sobrepresión superior a 50 kPa.

Zona de daño severo Ocupa un área de hasta el 10% de la lesión. Las estructuras sufrieron graves daños, se preservaron los refugios y las redes de servicios públicos y el 75% de los refugios conservaron sus propiedades protectoras. Hay escombros locales y zonas de continuos incendios. La zona se caracteriza por una sobrepresión de 0,3...0,5 kg/cm² (30...50 kPa).

Zona de daño medio observado con un exceso de presión de 0,2...0,3 kg/cm² (20...30 kPa) y ocupa un área de hasta el 15% de la lesión. Los edificios sufren daños moderados, mientras que se conservan las estructuras de protección y las redes de servicios públicos. Puede haber escombros locales, zonas de continuos incendios y pérdidas sanitarias masivas entre la población desprotegida.

Zona de daño débil caracterizado por una sobrepresión de 0,1...0,2 kg/cm² (10...20 kPa) y ocupa hasta el 62% del área afectada. Los edificios sufren daños menores (destrucción de tabiques, puertas, ventanas), pueden producirse escombros aislados, incendios y personas pueden resultar heridas.

Autores: Grinin A.S., Novikov V.N.

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