Aspiración y filtros de mangas en ATEX: control del polvo combustible

El polvo es el subproducto inevitable de mover, moler y cribar materiales a granel. En cereales, piensos, biomasa u orujo ese polvo es además combustible, de modo que la aspiración cumple a la vez tres funciones: higiene, recuperación de producto y seguridad. El filtro de mangas es el equipo central del sistema y, por su propia naturaleza, uno de los que más atención exige en materia de explosiones.

Esta guía explica cuándo un polvo puede explotar, cómo se clasifican las zonas, cómo se dimensiona una aspiración y qué protecciones y rutinas de mantenimiento mantienen el riesgo bajo control.

En este artículo:

¿Por qué el polvo de cereal, pienso o biomasa puede explotar?

Casi cualquier materia orgánica finamente dividida arde con rapidez cuando se dispersa en el aire en la concentración adecuada. Si esa combustión se produce dentro de un recinto cerrado, como un silo, un elevador o un filtro, la presión aumenta en milisegundos y el resultado es una explosión capaz de destruir el equipo y la nave.

Se suele explicar con el pentágono de la explosión: combustible en forma de polvo, comburente, fuente de ignición, dispersión en nube y confinamiento. Basta eliminar uno de los cinco elementos para que la explosión no ocurra, y en eso consiste la prevención. Las fuentes de ignición más frecuentes en el sector son las superficies calientes por rozamiento, como rodamientos o bandas que patinan, las chispas mecánicas por cuerpos metálicos, la electricidad estática, los trabajos de soldadura y corte, y el autocalentamiento del producto almacenado.

El comportamiento de cada polvo se caracteriza en laboratorio con parámetros como la energía mínima de ignición, la temperatura mínima de ignición en nube y en capa, la presión máxima de explosión y la constante Kst, que mide la velocidad de aumento de la presión y clasifica los polvos en las clases St 1, St 2 y St 3. La mayoría de los polvos agroalimentarios pertenecen a la clase St 1, lo que no significa que sean inofensivos: el historial de accidentes en silos y fábricas de harinas y piensos lo demuestra [Eckhoff, 2003].

¿Cómo se clasifican las zonas ATEX en una instalación con polvo?

La clasificación divide la instalación según la frecuencia y la duración con que puede aparecer una nube de polvo combustible. Se distinguen tres zonas para polvo: 20, 21 y 22. De esa clasificación dependen la categoría de los equipos que se pueden instalar en cada punto y las medidas organizativas que deben aplicarse.

En España, el Real Decreto 681/2003 obliga al empresario [Real Decreto 681/2003, 2003] a evaluar los riesgos de explosión, clasificar las áreas, adoptar medidas y recogerlo todo en el documento de protección contra explosiones, que debe mantenerse actualizado. Por su parte, los aparatos y sistemas de protección destinados a esas zonas deben cumplir la Directiva 2014/34/UE [Directiva 2014/34/UE, 2014], incorporada al ordenamiento español mediante real decreto [Real Decreto 144/2016, 2016], y llevar el marcado correspondiente.

La clasificación no es inmutable. Una buena aspiración y un plan de limpieza eficaz permiten reducir la extensión de las zonas 21 y 22, mientras que las fugas y las capas de polvo las amplían. La norma UNE-EN 60079-10-2 ofrece la metodología de referencia para este trabajo.

¿Qué función cumple el filtro de mangas y cómo funciona?

El filtro de mangas separa el polvo del aire de proceso haciéndolo pasar a través de mangas textiles. El polvo queda retenido en la superficie exterior, se desprende mediante pulsos de aire comprimido y cae a una tolva desde la que retorna al proceso. El aire limpio se expulsa al exterior o, en algunos casos, se recircula.

El sistema completo consta de campanas o tomas de captación, red de conductos, filtro, ventilador y descarga del producto recuperado. El ventilador se sitúa normalmente en el lado limpio, de modo que toda la red trabaja en depresión y cualquier fuga introduce aire en lugar de expulsar polvo. La limpieza por pulsos de aire comprimido se gobierna con un secuenciador o, mejor, en función de la pérdida de carga, lo que ahorra aire y alarga la vida de las mangas.

Al fabricarse a medida, el filtro de mangas con recuperación de producto se configura según el caudal, el tipo de polvo, el espacio disponible y la ubicación, interior o exterior. El tejido se elige en función de la temperatura, la humedad y la adherencia del polvo: los acabados antiestáticos son habituales en atmósferas clasificadas y los tratamientos hidrófugos y oleófugos ayudan con productos grasos o húmedos. En los filtros de ACS, la superficie filtrante y el sistema de limpieza se dimensionan según el caudal de aspiración, y la clasificación de zonas realizada conforme a la UNE-EN 60079-10-2 es un dato de entrada del diseño.

«Filtrado del aire de proceso con recuperación de producto, con superficie filtrante y sistema de limpieza dimensionados según el caudal de aspiración.» — ACS Maquinaria Industrial, web corporativa (2026)

¿Cómo se dimensiona una instalación de aspiración?

El cálculo parte de los puntos de captación. A cada uno se le asigna un caudal de aire según el equipo y la cantidad de polvo que genera; la suma determina el caudal total. Con él se dimensionan los conductos, para mantener la velocidad de transporte, el filtro, mediante la velocidad de filtración, y el ventilador.

Los cuatro parámetros básicos son:

• Velocidad de captación en cada toma, suficiente para arrastrar el polvo sin llevarse producto bueno. Un exceso de aspiración en una tolva de báscula, por ejemplo, falsea la pesada y extrae finos valiosos.
• Velocidad en conductos, lo bastante alta para que el polvo no sedimente y forme depósitos, que son combustible acumulado dentro de la red.
• Relación aire-tela, es decir, los metros cúbicos de aire por metro cuadrado de superficie filtrante y por minuto. Una relación demasiado alta colmata las mangas; una demasiado baja encarece el equipo sin necesidad.
• Pérdida de carga total, que define la presión y la potencia del ventilador.

El equilibrado de la red es tan importante como el cálculo. Si los ramales no están compensados, el aire toma el camino más fácil y los puntos más alejados se quedan sin aspiración. Se resuelve con un trazado cuidado, diámetros escalonados y compuertas de regulación bloqueables. En instalaciones grandes suele preferirse varios filtros por áreas frente a una única aspiración centralizada, porque se reduce la longitud de conductos y se limita la propagación de un posible incidente.

¿Qué medidas protegen un filtro frente a una explosión?

El interior del filtro es zona 20, por lo que se asume que la nube de polvo existe siempre. La estrategia combina prevención de fuentes de ignición, mediante mangas y jaulas conductoras puestas a tierra y detección de chispas en el conducto de entrada, con protección constructiva que limite las consecuencias si la ignición llega a producirse.

Las tres soluciones de protección son el venteo, la supresión y el aislamiento. Los paneles de venteo se abren a una presión determinada y liberan la explosión hacia una zona segura; se dimensionan con la norma UNE-EN 14491 a partir del volumen del filtro, su resistencia y las características del polvo. Cuando el filtro está en el interior y no se puede conducir el venteo al exterior, se recurre a dispositivos de venteo sin llama o a sistemas de supresión, que detectan el inicio de la explosión e inyectan un agente extintor en milésimas de segundo.

El aislamiento completa el conjunto. Una explosión en el filtro puede viajar por el conducto de entrada hasta el equipo aspirado, y llegar allí con más violencia de la que tenía en origen. Para evitarlo se instalan válvulas antirretorno de explosión o barreras químicas en el conducto, y una válvula rotativa certificada en la descarga de la tolva. La ingeniería de diseño y cálculo debe tener en cuenta estas interconexiones desde el primer diagrama. Por eso ACS pide al titular, antes de diseñar, los datos de explosividad del polvo y el documento de protección contra explosiones del Real Decreto 681/2003.

¿Qué mantenimiento necesita un sistema de aspiración para seguir siendo seguro?

Un filtro abandonado pierde caudal poco a poco, la aspiración deja de captar y el polvo empieza a depositarse en la nave. Ese polvo depositado es el combustible de la explosión secundaria, mucho más grave que la primera. El mantenimiento del sistema es, por tanto, una medida de seguridad de primer orden.

La rutina básica incluye vigilar la pérdida de carga del filtro, revisar las electroválvulas y las membranas del sistema de limpieza, comprobar la calidad del aire comprimido, que debe llegar seco y sin aceite, inspeccionar las mangas y sustituirlas por juegos completos, verificar la estanqueidad de puertas y juntas, y comprobar la continuidad de las puestas a tierra. En el lado limpio, la aparición de polvo indica una manga rota.

A ello se suma la limpieza programada de la nave con aspiradores adecuados a la zona, nunca con aire comprimido, que pone el polvo en suspensión. Una capa fina y uniforme sobre estructuras, bandejas de cables y luminarias es suficiente para alimentar una explosión secundaria si una primera deflagración la levanta. Como señalamos en la guía sobre la fábrica de piensos llave en mano, las superficies inclinadas, los cerramientos y los accesos fáciles son decisiones de diseño que reducen la acumulación.

Preguntas frecuentes

¿Es obligatorio el documento de protección contra explosiones?

Sí. El Real Decreto 681/2003 exige elaborarlo y mantenerlo actualizado en todo centro de trabajo donde puedan formarse atmósferas explosivas. Debe recoger la evaluación de riesgos, la clasificación de zonas y las medidas técnicas y organizativas adoptadas.

¿Qué diferencia hay entre una zona 21 y una zona 22?

En la zona 21 la nube de polvo puede formarse ocasionalmente durante el funcionamiento normal; en la zona 22 solo es probable en caso de anomalía y durante poco tiempo. La diferencia determina la categoría de los equipos eléctricos y mecánicos que pueden instalarse.

¿Cada cuánto se cambian las mangas de un filtro?

Depende del producto, de las horas de trabajo y de la calidad de la limpieza. El indicador es la pérdida de carga: cuando deja de recuperarse tras los ciclos de limpieza, las mangas están colmatadas. Se recomienda sustituirlas por juegos completos.

¿Un filtro de mangas instalado en el exterior necesita venteo?

Sí, si el polvo es combustible. La ubicación exterior facilita dirigir el venteo hacia una zona segura, sin personas ni equipos, y respetando las distancias que establece el cálculo. También debe preverse el aislamiento de los conductos conectados.

¿Se puede limpiar el polvo con aire comprimido?

No es recomendable. Soplar pone el polvo en suspensión, crea una nube potencialmente explosiva y lo traslada a lugares menos accesibles. Lo adecuado es aspirar con equipos aptos para la zona clasificada.

Referencias

ACS Maquinaria Industrial. (2026). Ingeniería y fabricación de maquinaria a medida [Sitio web corporativo]. Antonio Campos Sánchez, S.L.

Directiva 2014/34/UE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 26 de febrero de 2014, sobre aparatos y sistemas de protección para uso en atmósferas potencialmente explosivas. Diario Oficial de la Unión Europea, L 96, 309-356.

Eckhoff, R. K. (2003). Dust explosions in the process industries (3.ª ed.). Gulf Professional Publishing.

Real Decreto 144/2016, de 8 de abril, por el que se establecen los requisitos esenciales de salud y seguridad exigibles a los aparatos y sistemas de protección para su uso en atmósferas potencialmente explosivas. Boletín Oficial del Estado, 90.

Real Decreto 681/2003, de 12 de junio, sobre la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores expuestos a los riesgos derivados de atmósferas explosivas en el lugar de trabajo. Boletín Oficial del Estado, 145, 23341-23345.

Aspiración diseñada con el proceso, no añadida al final

Una aspiración eficaz recupera producto, mantiene limpia la nave y reduce el riesgo de explosión. En ACS dimensionamos y fabricamos filtros de mangas, conductos, campanas y estructura a medida de tu instalación, y los integramos con los transportadores, elevadores y tolvas que también construimos en nuestro taller.

Si tu nave acumula polvo, tu filtro ha perdido caudal o vas a ampliar la línea, llámanos y estudiamos la solución contigo.