Ingenieros leoneses simulan por ordenador explosiones de polvo en silos agrícolas
IGC/DICYT No son frecuentes pero, en ocasiones, las explosiones de polvo en silos agrícolas llegan a provocar muertes. Así ocurrió en Toral de los Guzmanes (León) en septiembre de 2004, cuando una persona murió a causa de una de estas explosiones, resultado de una combustión muy rápida de partículas combustibles en suspensión. Con el objeto de conocer cómo se produce este fenómeno, y poder diseñar mecanismos para minimizarlo, ingenieros de la Universidad de León desarrollan simulaciones en ordenador de explosiones de polvo en silos agrícolas.
En primer lugar, los científicos del grupo de investigación Ingeniería Rural y Medio Ambiente (Inruma) simulan el comportamiento de una nube de polvo cuando se produce una deflagración. Para ello utilizan el programa informático DESC, creado por científicos noruegos. Sin embargo, este software sólo tiene datos del comportamiento de un material, por lo que se necesitan nuevos valores para otros materiales. “Hay pocos datos”, resume Pedro Aguado, catedrático de Ingeniería Agroforestal de la Universidad de León (ULE) y responsable del grupo de investigación.
Esta línea de trabajo comenzó con un estudio para Mapfre Seguridad dirigido por el propio Aguado, que, aunque reconoce que no hay normativa específica para la construcción de silos que tenga en cuenta las explosiones de polvo, sí reconoce la peligrosidad de las mismas: entre los accidentes más graves se encuentran los de un silo de grano en Blaye (Francia) en 1997, donde murieron 13 personas; o el de una harinera en Huesca, en el que hubo cinco muertos en 2005. Aunque pueden afectar a diversos sectores (químico, maderero, minería) son más frecuentes en las industrias agroalimentarias.
“Lo que produce la deflagración es el polvo en suspensión, que produce una explosión primaria”, explica Aguado. Así, se produce antes un aumento de la presión dentro del silo, a la que se une posteriormente una llamarada. Sus causas son diversas: “una chispa, el calentamiento de la maquinaria, un cigarrillo, el roce de un elemento móvil. La mayoría es desconocida”. Sin embargo, según el ingeniero de León, es más peligroso el polvo que está depositado en el silo, que es levantado por la explosión primaria y produce otras secundarias “realmente peligrosas”. “Por eso es importante que no haya polvo acumulado”, aconseja Aguado.
Dividir en partes la materia
Existen sistemas de protección que consisten en unos paneles ubicados en el techo del silo que se abren y permiten reducir la presión interna para no confinar dentro la explosión. Pero existe un problema, “y es que en algunos casos, el techo del silo es más débil que los paneles, por lo que se destruye antes”, resume Aguado. Así, los investigadores leoneses pretenden obtener simulaciones por ordenador para resolver este problema concreto.
Para ellos utilizan métodos matemáticos conocidos como el método de los elementos finitos y la dinámica de fluidos computacional, que consisten en dividir la materia en partes para, posteriormente, reconstruir el modelo incluyendo las relaciones entre las mismas. El grupo de investigación leonés cuenta con experiencia en caracterizar el comportamiento de materiales agrícolas almacenados en silos, experiencia que se aplica ahora a estudiar la formación de torbellinos de polvo en estos almacenes. El objetivo final es conseguir un modelo que represente estas presiones y que se pueda utilizar para diseñar mejor los sistemas de protección ante explosiones.