Εκρήξιμες ατμόσφαιρες από σκόνες οργανικών υλικών

Ένας ιδιαίτερα σοβαρός αλλά σχετικά υποτιμημένος βιομηχανικός κίνδυνος είναι οι εκρήξιμες ατμόσφαιρες που δημιουργούνται από τη σκόνη αλευριού και άλλων οργανικών υλικών. Παρότι το αλεύρι είναι ένα καθημερινό και φαινομενικά ακίνδυνο προϊόν, όταν βρίσκεται σε διασπορά υπό μορφή πολύ λεπτής σκόνης μπορεί να συμπεριφερθεί ως καύσιμο υλικό υψηλής δραστικότητας. Η ανάφλεξη/έκρηξη οφείλεται στο ότι τα μικροσκοπικά σωματίδια έχουν μεγάλη συνολική επιφάνεια σε σχέση με τον όγκο τους, όσο μικρότερα τόσο πιο δραστικά, με αποτέλεσμα να αναφλέγονται εξαιρετικά γρήγορα. Αν παράλληλα δημιουργηθούν οι κατάλληλες συνθήκες, η καύση αυτή δεν θα είναι απλή φωτιά αλλά βίαιη έκρηξη.

 

Για να συμβεί μια έκρηξη σκόνης απαιτείται ο κατάλληλος συνδυασμός πέντε παραγόντων, της εύφλεκτης σκόνης, της συγκέντρωσης οξυγόνου, της πηγής ανάφλεξης, της διασποράς της σκόνης στον αέρα σε επαρκή συγκέντρωση και ο χώρος που παρουσιάζει κάποιο βαθμό περιορισμού, όπως ένας κλειστός ή ημίκλειστος χώρος. Οι συνθήκες αυτές συναντώνται συχνά σε αλευρόμυλους, σιλό αποθήκευσης σιτηρών, βιομηχανικά αρτοποιεία, μονάδες ζωοτροφών, εργοστάσια ζάχαρης και γενικότερα σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας τροφίμων σε σκόνη. Η σκόνη μπορεί να επικάθεται σε δοκάρια, καλώδια, ψευδοροφές, φίλτρα και μηχανήματα. Μια αρχική μικρή ανάφλεξη μπορεί να τινάξει αυτές τις εναποθέσεις στον αέρα, δημιουργώντας νέφος σκόνης και οδηγώντας σε ισχυρές δευτερογενείς εκρήξεις.

 

Πηγές ανάφλεξης μπορεί να είναι οι σπινθήρες ακατάλληλου ηλεκτρικού εξοπλισμού, η ύπαρξη στατικού ηλεκτρισμού σε σωληνώσεις και ιμάντες μεταφοράς, υπερθερμασμένα ρουλεμάν, η τριβή μεταλλικών μερών, οι θερμές επιφάνειες ή φλόγες από εργασίες συντήρησης, όπως συγκολλήσεις κ.λπ. Σε περιβάλλον με αιωρούμενη σκόνη, ακόμη και μια φαινομενικά ασήμαντη σπίθα μπορεί να είναι αρκετή για να ξεκινήσει μια καταστροφική αλυσιδωτή αντίδραση.

 

Η ιστορία έχει δείξει με τραγικό τρόπο τις συνέπειες αυτών των φαινομένων. Το 1872, σε αλευρόμυλο στη Γλασκώβη, έκρηξη σκόνης σιτηρών κατέστρεψε την εγκατάσταση και προκάλεσε πολλούς θανάτους και τραυματισμούς, αναδεικνύοντας για πρώτη φορά τον κίνδυνο των αιωρούμενων οργανικών σκονών. Λίγα χρόνια αργότερα, το 1878, η μεγάλη έκρηξη στον μύλο Washburn A στη Μινεάπολη των ΗΠΑ σκότωσε 18 εργαζομένους και ισοπέδωσε ένα από τα μεγαλύτερα αλευροβιομηχανικά συγκροτήματα της εποχής. Η καταστροφή ήταν τόσο εκτεταμένη ώστε να είναι η αφετηρία για αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο σχεδιάζονταν και αερίζονταν οι μύλοι.

 

Στη σύγχρονη εποχή αντίστοιχα περιστατικά συνεχίζουν να εμφανίζονται. Το 1998, σε τεράστιο σιλό σιτηρών στο Κάνσας των ΗΠΑ, διαδοχικές εκρήξεις σκόνης οδήγησαν σε επτά θανάτους και σοβαρές υλικές ζημιές, δείχνοντας πόσο γρήγορα μπορεί να εξαπλωθεί μια αρχική ανάφλεξη μέσω συστημάτων μεταφοράς και αποθήκευσης. Αντίστοιχα, μεγάλης κλίμακας εκρήξεις σκόνης έχουν συμβεί και σε άλλες βιομηχανίες, όπως σε εργοστάσια επεξεργασίας μετάλλων ή ξύλου, αποδεικνύοντας ότι ο κίνδυνος δεν περιορίζεται μόνο στο αλεύρι αλλά αφορά πολλές καύσιμες σκόνες. Κοινό στοιχείο στα περισσότερα περιστατικά ήταν η ύπαρξη συσσωρευμένης σκόνης, ανεπαρκούς καθαριότητας και ελλιπούς ελέγχου των πηγών ανάφλεξης.

 

Οι συνέπειες τέτοιων εκρήξεων είναι ιδιαίτερα σοβαρές αφού καταγράφονται θανατηφόροι τραυματισμοί, βαριά εγκαύματα, κατάρρευση κτηριακών συγκροτημάτων και εκτεταμένες πυρκαγιές συνεπεία της αρχικής έκρηξης. Το ωστικό κύμα μπορεί να εκσφενδονίσει θραύσματα σε μεγάλες αποστάσεις και να επηρεάσει γειτονικούς χώρους, ενώ οι οικονομικές απώλειες για τις επιχειρήσεις είναι συχνά τεράστιες.

 

Η πρόληψη και σε αυτές τις περιπτώσεις είναι η λύση. Αυτή θα πρέπει να βασίζεται κυρίως στον έλεγχο της σκόνης και στην απομάκρυνση πιθανών πηγών ανάφλεξης. Απαραίτητα μέτρα είναι η συστηματική καθαριότητα για αποφυγή συσσωρεύσεων, τα αποτελεσματικά συστήματα εξαερισμού και συλλογής διαρροών, η χρήση κατάλληλου αντιεκρηκτικού εξοπλισμού, η γείωση για αποφυγή στατικού ηλεκτρισμού, καθώς και η εκπαίδευση του προσωπικού ώστε να αναγνωρίζει τους κινδύνους. Η συνειδητοποίηση ότι ακόμη και η «αθώα» σκόνη μπορεί να γίνει εκρηκτική είναι θεμελιώδης για την αποτροπή των όποιων νέων τραγικών ατυχημάτων.

 

Δρ Τασούλα Κυπριανίδου-Λεοντίδου

Χημικός Μηχανικός