Explosión: qué es y cómo se produce

La explosión es una proyección súbita de energía que se expande hacia fuera del sistema que la provoca siempre que se produzca la acumulación de un gas. El origen de este evento puede darse por una transformación química, si la explosión se produce por una interacción violenta entre diversas sustancias, como es el caso de la deflagración del butano o, por transformación física, si los cambios en las condiciones de presión y temperatura producen una sobrepresión que destruye el recipiente que contiene el gas. Un ejemplo de esto sería hinchar un globo de manera continua hasta que el exceso de gas provoque un aumento de la presión y lo reviente.

Con la explosión viene asociada una variación de la energía potencial y una onda destructiva que puede deformar los objetos colindantes. Esta onda de choque es la responsable de muchos de los accidentes mortales durante una explosión. Por esa razón, ATEX es muy estricta tomando medidas que eviten o disminuyan los riesgos asociados a estos sucesos en lugares donde existan atmósferas explosivas. Al mismo tiempo, propone la división de zonas según su peligrosidad.

• ZONA 0: la atmósfera explosiva consiste en gases inflamables (gas, vapor, niebla) que están en el ambiente durante un tiempo prolongado, permanente o, al menos, frecuente.
• ZONA 1: los gases inflamables están presentes en los mismos estados que la Zona 0, con la diferencia de que su formación es ocasional en condiciones normales de explotación.
• ZONA 2: la mezcla de aire inflamable (gas, vapor, niebla) no es probable que se dé. De hacerlo permanece en el ambiente cortos periodos de tiempo.
• ZONA 20: en condiciones normales de explotación, la nube de polvo combustible está de forma permanente, prolongada o frecuente.
• ZONA 21: se da la condición intermedia para la nube de polvo explosiva que permanece de forma ocasional en el recinto.
• ZONA 22: la nube de polvo que impregna el aire permanece durante un corto periodo de tiempo, siendo la zona con menos riesgo.

Las medidas de prevención más comunes para evitar las consecuencias de la ignición de una atmósfera explosiva están recogidas en el RD 1215/1997. En otras palabras, la explosión es un acontecimiento donde se produce la liberación repentina de un gas a alta presión que conlleva una serie de riesgos asociados que no deben tomarse a la ligera.

Para que se produzca una explosión es necesario la inflamación de un gas a causa de su excesiva acumulación. Este debe alcanzar un rango mínimo de inflamabilidad para determinar su capacidad para explotar ante una fuente de ignición. Ya sea por cuestiones físicas o químicas, el gas confinado adquiere una presión cada vez mayor que vence la resistencia de las paredes del recipiente. Una vez iniciada, la liberación violenta de la energía asociada a ese gas comprime el aire estático que lo rodea, dotándolo de una velocidad elevada y formando una onda de choque.

La rotura del recipiente también puede darse por deficiencias en su estructura o por la intervención de factores externos como la temperatura. En otras situaciones, puede producirse una explosión por una generación súbita, como es el caso de reacciones químicas como la combustión en la que se produce una oxidación repentina y una producción elevada de energía calorífica. Ten esto en cuenta, aunque la sustancia liberada sea un gas, no significa que los elementos de origen deban estar en ese estado de la materia.

Para diferenciar distintos tipos de explosión se explicarán varios ejemplos con orígenes dispares:

• Explosión por producción interna de gas por factores externos e internos: a pesar de estar cerradas, las conservas contienen alimentos acompañados de una fase acuosa. Si la temperatura del almacén es lo bastante alta, el agua empieza a evaporarse. Si la acumulación alcanza niveles importantes, la presión ejercida por el vapor de agua puede reventar el recipiente. Por otra parte, la actividad bacteriana en los recipientes con aire puede provocar el mismo efecto.
• Explosión por generación súbita de origen físico: durante una erupción, las coladas volcánicas pueden alcanzar masas de agua. La interacción de un cuerpo excesivamente caliente provocaría la evaporación súbita y una acumulación local de gas cuya energía se liberaría de forma explosiva. La onda de choque arrastraría los fragmentos de lava, haciendo más peligrosa la reacción. En este artículo te explicamos la Erupción Volcánica.
• Explosión por generación súbita de origen químico: esta es la que ocurre en procesos como la detonación, deflagración y/o descomposición de una sustancia. Dentro de la detonación ocurren reacciones químicas como la combustión. Se trata de una reacción exotérmica donde se produce una fase gaseosa a causa de una oxidación súbita. Esta reacción es la base del funcionamiento que tienen los motores de algunos coches o las calderas de los hogares.
• Explosión con sustancias en diferentes estados: otro ejemplo de explosión química sería la mezcla entre el bicarbonato de sodio, el vinagre y el agua caliente. En esta ocasión, el bicarbonato está en estado sólido, mientras que agua y vinagre son líquidos. Si confinas la mezcla en una botella y bates se formará CO² en su interior, lo que hinchará el recipiente. Si llegas a probar esto en casa asegúrate de apuntar el tapón hacia una zona segura para no herir a nadie cuando intentes abrir la botella.

Como se ha visto con anterioridad, la explosión es un proceso donde el agente desencadenante es un gas acumulado de manera excesiva cuya propagación de energía se produce de dentro hacia afuera. En la implosión la liberación de la energía se produce en sentido contrario, siendo la presión exterior la responsable del colapso estructural del cuerpo. Sin embargo, ambas reacciones pueden ser complementarias, pues la rotura del recipiente puede provocar una compresión súbita en el gas interior que desencadene la explosión.

Ahora que ya conoces con más profundidad la explosión, te recomendamos leer estos artículos sobre la Implosión: qué es y cómo se produce y Ejemplos de cambios químicos de la materia.

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