Clasificación de Emplazamientos Con Peligros de Explosión

UNIDADES DIDÁCTICAS DE PREVENCIÓN DE RIESGOS LABORALES

CLASIFICACIÓN DE EMPLAZAMIENTOS CON PELIGRO DE EXPLOSIÓNAutor: Emérito Núnez Amado

• Normativa de aplicación.

• Evaluación de riesgos.

• Metodologías para la clasificación de zonas con presencia de gases y polvo.

• Ejemplos prácticos de clasificación de zonas con presencia de gases y polvo.

• Desclasificación de locales.

• Comparativa de las diferentes metodologías.

ContenidoCLASIFICACIÓN DE EMPLAZAMIENTOS CON PELIGRO DE EXPLOSIÓN.

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RECORDATORIORECORDATORIORECORDATORIO

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RECORDATORIORECORDATORIORECORDATORIO

3

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CARACTERIZACIÓN * GASES, VAPORES, NIEBLAS *CARACTERIZACIÓN * GASES, VAPORES, NIEBLAS *

GRUPOS DE GASGRUPOS DE GASGRUPO IGRUPO IIGRUPO IGRUPO II

II A IIB IICIEMS > 0,9 0,5 ≤ IEMS ≤ 0,9 IEMS < 0,5CMI CMI CMI

II A IIB IICIEMS > 0,9 0,5 ≤ IEMS ≤ 0,9 IEMS < 0,5CMI CMI CMI

* Grupo de Gas ( IIA, IIB, IIC ) ** TMI * * LIE – LSE *

* CMI * * IEMS ** Punto destello * * Densidad *

* Grupo de Gas ( IIA, IIB, IIC ) ** TMI * * LIE – LSE *

* CMI * * IEMS ** Punto destello * * Densidad *

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CARACTERIZACIÓN * POLVO *CARACTERIZACIÓN * POLVO *

SÓLIDOSSÓLIDOS

CMECONCENTRACIÓN

MÍNIMA EXPLOSIVA

CMECONCENTRACIÓN

MÍNIMA EXPLOSIVA

CLASECNMCM

CLASECNMCM

TM INFL. NUBE

TM INFL.CAPATM INFL. NUBE

TM INFL.CAPA

PRESIÓN MÁXIMA DE EXPLOSIÓNPME ó Pmax

PRESIÓN MÁXIMA DE EXPLOSIÓNPME ó Pmax SUSCEPTIBILIDAD TÉRMICA

( REACCIONES EXOTÉRMICAS Ó AUTOIGNICIÓN )

SUSCEPTIBILIDAD TÉRMICA( REACCIONES

EXOTÉRMICAS Ó AUTOIGNICIÓN )

CONSTANTE Kst ó K max

EN 26184

CONSTANTE Kst ó K max

EN 26184 RESISTIVIDAD ELÉCTRICA

EN CAPARESISTIVIDAD ELÉCTRICA

EN CAPA

5INDICE DE EXPLOSIVIDADINDICE DE EXPLOSIVIDAD

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◗ Volumen > 10 litros de atmósfera explosiva como masa continua en un espacio confinado

◗ Volumen > 10-4 * volumen del espacio; ◗ Polvos: basta un depósito de polvo de espesor inferior a 1

mm repartido de manera homogénea por toda la superficie del suelo

RECORDATORIORECORDATORIO

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◗ PARA GASES Y VAPORES• METODOLOGIA CUALITATIVA• METODOLOGIA CUANTITATIVA• METODOLOGIA CFD

◗ PARA POLVO• METODOLOGIA CUALITATIVA• METODOLOGIA CUANTITATIVA (CEI 31-56)

METODOLOGIAS PARA CLASIFICACION DE ZONASMETODOLOGIAS PARA CLASIFICACION DE ZONASMETODOLOGIAS PARA CLASIFICACION DE ZONAS

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CLASIFICACION DE ZONAS

◗ EN 60079-10: Material eléctrico para atmósferas de gas explosivas . Parte 10: Clasificación de emplazamientos peligrosos

◗ EN 61241-10: Material eléctrico para ser utilizado en presencia de polvos combustibles. Parte 3: Clasificación de emplazamientos peligrosos

◗ EN 50281-3: Aparatos destinados a ser utilizados en presencia de polvos combustibles. Parte 3: Clasificación de emplazamientos donde hay o puede haber polvo combustible

◗ UNE 202007 IN: Guía de aplicación UNE en 60079-10◗ UNE 202004 : Guía de aplicación para clasificación de

lugares con presencia de polvo

PRINCIPALES NORMASPRINCIPALES NORMAS

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◗ En el periodo 1983-1992 se identificaron mas de un 29 % de situaciones de velocidad nula del viento, un 15 % de velocidades superiores a 0,5 m/seg. y más de un 55 % de velocidades de viento superiores a 3 m/seg. (Datos referidos a Córdoba).

◗ Esto afectaría igualmente a la extensión de la zona clasificada.

DATOS CLIMATOLOGICOSDATOS CLIMATOLOGICOSDATOS CLIMATOLOGICOS

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h Continuo: durante largos períodosh Primario: periódica u ocasionalmente en funcionamiento normal

h Secundario: no previsible en funcionamiento normal; si se produce, infrecuente y períodos cortos

El Documento debe explicar y justificar, en base a los procedimientos operativos, el grado de escape.

Si realizamos un mantenimiento y vigilancia constantes podemos considerar un escape por la junta de una brida secundario y no primario.

Cada fuente de escape tiene su propio grado de escape.

GRADOS DE ESCAPEGRADOS DE ESCAPEGRADOS DE ESCAPE

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Un año tiene 8760 Horas

RELACION ZONA ATEX - PROBABILIDADRELACION ZONA ATEX - PROBABILIDAD

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Más de 0,1 hasta 10 horas10-3 > P > 10-5Zona 2Zona 22

Más de 10 hasta 1000 horas10-1 > P > 10-3Zona 1Zona 21

Más de 1000 horasP > 10-1Zona 0Zona 20

Duración global de la Atmósfera Explosiva en 365

días

Probabilidad de Atmósfera Explosiva en 365 días

Zona

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h Muy buena: casi permanente h Buena: en funcionamiento normal (pueden darse interrupciones: pocas y de corta duración)

h Mediocre: no se esperan interrupciones prolongadash Por debajo de mediocre debemos considerar que NO HAY VENTILACIÓN

Ventilación naturalh En exterior o en interiores con aberturas permanentes se puede asumir con una velocidad de viento = 0,5 m/s �, disponibilidad = buena, C=0,03 (s-1) renovaciones de aire por segundo, o 108 (h-1) renovaciones por hora

Ventilación artificialh Tener en cuenta la fiabilidad del equipo, soplantes de reserva, etc.h Se admiten enclavamientos (evitar el escape si falla la ventilación, por ejemplo, parando el proceso)

DISPONIBILIDAD DE VENTILACIONDISPONIBILIDAD DE VENTILACIONDISPONIBILIDAD DE VENTILACION

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hAlto: capaz de reducir la concentración de forma instantánea. Da lugar a una zona de extensión de zona casi despreciable. (Volumen < 100 lts)

hMedio: capaz de mantener la concentración < LIE más allá de una zona confinada durante el escape. Cuando finaliza

el escape, la ATEX no persiste mucho tiempohBajo: no se puede controlar la concentración durante el

escape. Cuando finaliza el escape, no puede evitar la permanencia durante mucho tiempo de la ATEX. (Volumen > Volumen local)

El grado de ventilación nos indica de hasta qué punto la cantidad de aire aportado y la fiabilidad de contar con el mismo son capaces de contrarrestar o reducir el efecto del escape

GRADOS DE VENTILACIONGRADOS DE VENTILACIONGRADOS DE VENTILACION

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-Clasificación de la zona (Norma EN-60079-10)

NOTA “+” significa “rodeada por”

1) Zona 0ED, 1ED ó 2ED indica una zona teórica desprec iable en condiciones normales2) La zona 2 creada por un escape de grado secundario puede ser excedida por las zonas correspondientes a los escapes de grado continuo o primario; en este caso debe tomarse

la extensión mayor3) Será zona 0 si la ventilación es tan débil y el esc ape es tal que prácticamente la atmósfera explosiva esté presente de manera permanente, es decir, es u na situación próxima a la

de ausencia de ventilación

Zona 1 e igualZona 03)

Zona 2Zona 2Zona 2Zona 2(zona 2 ED)No peligrosa 1)

(zona 2 ED)No peligrosa 1)

Secundario 2)

Zona 1 óZona 03)

Zona 1 + zona 2

Zona 1 + zona 2

Zona 1(zona 1 ED)Zona 21)

(zona 1 ED)Zona 21)


Primario

Zona 0Zona 0 + zona 1

Zona 0 + zona 2


(zona 0 ED)Zona 21)


Contínuo

Muy buena, Buena, MediocreMediocreBuena Muy buenaMediocreBuenaMuy buena

Disponibilidad

BajoMedioAlto

GradoGrado de escape

Ventilación

CLASIFICACIÓN DE ZONASCLASIFICACIÓN DE ZONASCLASIFICACIÓN DE ZONAS

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◗ Este método puede servir para hacer una evaluación inicial de la situación.

◗ Nos podría indicar si hay posibilidades o no de poder realizar la desclasificación de las zonas.

◗ Está basada en al Norma NFPA 497

-METODOLOGIA CUALITATIVA PARA GASES--METODOLOGIA CUALITATIVA PARA GASESMETODOLOGIA CUALITATIVA PARA GASES

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◗ Para espacios abiertos se recomienda utilizar siempre disponibilidad buena.

◗ En exteriores se toma un grado de ventilación medio.

◗ El grado de ventilación se tomará siempre medio o bajo en interiores.

-METODOLOGIA CUALITATIVA PARA GASES--METODOLOGIA CUALITATIVA PARA GASESMETODOLOGIA CUALITATIVA PARA GASES

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◗ Consiste en calcular mediante fórmulas el grado de escape, disponibilidad y grado de ventilación etc.

◗ Hay que determinar las fuentes de escape previamente y conocer las características de las sustancias que intervienen en el proceso.

-METODOLOGIA CUANTITATIVA PARA GASES--METODOLOGIA CUANTITATIVA PARA GASESMETODOLOGIA CUANTITATIVA PARA GASES

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◗ Los cálculos y la extensión de zonas se hacen a partir de valores propuestos por la norma EN 60079-10, UNE 202007 IN y otras normas internacionales de reconocido prestigio.

◗ En ocasiones las estimaciones realizadas sobre la ventilación (Disponibilidad) pueden ser incorrectas.

-METODOLOGIA CUANTITATIVA PARA GASES--METODOLOGIA CUANTITATIVA PARA GASESMETODOLOGIA CUANTITATIVA PARA GASES

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• Determinar tasa de escape Qg–Fórmulas UNE 202007 o a través de otros medios

• Convertir LIE(%) a masa por unidad de volumen• Calcular caudal mínimo teórico de ventilación Qamin

• Calcular Volumen teórico de atmósfera explosiva Vz –Obtenemos el valor de grado de ventilación

• Calculamos el tiempo de permanencia–Obtenemos el grado de escape

• Determinamos tipo de zona (tabla UNE 60079)• Calculamos la distancia peligrosa dz

• Determinamos forma geométrica

FASES A SEGUIRFASES A SEGUIRFASES A SEGUIR

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◗ Se denomina Dinámica de Fluidos por Computador.◗ Se fundamenta en la resolución numérica de las

ecuaciones fundamentales de dinámica de fluidos.◗ Permite simular de forma detallada cualquier

sistema o equipo en el que intervengan fluidos.◗ En función del número de Reynolds utilizaremos

diferentes técnicas• DNS (Direct Numerical Simulation)• LES (Large Eddy Simulation)• RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes)• DES (Detached Eddy Simulatión)

METODOLOGIA CFD PARA GASESMETODOLOGIA CFD PARA GASESMETODOLOGIA CFD PARA GASES

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◗ La extensión de la zona va en todas direcciones desde el borde la fuente de escape hasta el punto donde el riesgo asociado a la zona es inexistente.

METODOLOGIA CUALITATIVA PARA POLVOSMETODOLOGIA CUALITATIVA PARA POLVOSMETODOLOGIA CUALITATIVA PARA POLVOS

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◗ Zona 20. Interior de conductos y equipos de producción con mezcla explosiva durante largos periodos de tiempo.

◗ Zona 21. 1 m. alrededor de la fuente de escape.

◗ Zona 22 1 m. más allá de la zona 21 si se logra confinar el escape de polvo.

METODOLOGIA CUALITATIVA PARA POLVOSMETODOLOGIA CUALITATIVA PARA POLVOSMETODOLOGIA CUALITATIVA PARA POLVOS

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ACCIDENTE REAL

EXPLOSIÓN DE UN DEPÓSITO DE VINO

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◗ Datos del producto• Densidad relativa 1,03

• Masa molecular 46,1 Kg./kmol.• LIE 3,3 %

• Presión de vapor a 20 ºC 0,06055 bar

• Temperatura ambiente 19 ºC• Temperatura interior 20º C

• Presión atmosférica 0,9895 bar

• Distancia liquido a cubierta depósito 4 m.• Diámetro del respiradero 10 cms.

• Diámetro del depósito 2 m.

ANÁLISIS DEL ACCIDENTEANÁLISIS DEL ACCIDENTEANÁLISIS DEL ACCIDENTE

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◗ Tasa de Evaporación

Qg = ln (Pa / Pa – Pv) x (28 x A x cd x Pa x 10-5 x M)/(hd x R x T)

Pa Presión atmosférica en PascalesPv Presión de vapor en Pascalescd Coeficiente de difusión de los gases (0,043)hd Altura entre el líquido y bordeR Constante universal de los gases (8314)T Temperatura absolutaA Area del charco o depósito en m2

M Masa molecular

Qg= 1,11947 x 10-6 Kg / seg


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◗ Tasa de Evaporación

GRADUACIÓN 16 º

Qg = 1,11947 x 10-6 x 0,16 = 1,79116 x 10-7 Kg/seg.


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◗ Caudal de ventilación a través de respiradero

◗ Qat = cs x (A/3) x [(Ti – Te) x g x L / Tie]0,5

• cs Coeficiente de descarga de abertura (0,65)• A Area abertura• Ti Temperatura interior• Te Temperatura exterior• g Aceleración de la gravedad• L Ancho de la abertura• Tie Temperatura media

◗ Qat = 0,0003815 m3/seg.


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-Conversión del LIE de % volumen a masa por unidad de volumen:

-LIE (Kg/m3) = 4,46 x 10-2 x M (Kg/Kmol) x LIE (%vol) / (T /293)

-LIE (Kg/m3) = 4,46 x 10-2 x 46,1 x 3,3/100 / (293/293) = 0,O678


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-Grado de escape

-Continuo: Durante largos periodos o cortos periodos pero muy frecuentes.

- K = 0,25

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-Cálculo del caudal mínimo teórico de ventilación para diluir hasta un concentración inferior al LIE

QV = Qg x ft / K x LIE

QV = 1,79116 x 10-7 x 1 / 0,25 x 0,0678 = 0,0000113 m3 / seg.

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◗ CALCULO DEL VOLUMEN TEORICO DE ATMOSFERA EXPLOSIVA

• NUMERO DE RENOVACIONES– C= Qatat / VO

– C = 0,0003815 / 12,56 = 3,0373 x 10-5

• VOLUMEN TEORICO– VZ = fv x Qv / C– VZ =1 x 0,0000113 / 3,0373 x 10-5 = 0,372 m3


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CASO PRACTICO

OPERACIÓN DE REPOSTAJE DE VEHICULOS EN GASOLINERA

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◗ Datos del producto• Densidad relativa 3,8

• Masa molecular 110 Kg./kmol.• LIE 1,4 %

• Temperatura ambiente 38 ºC

• Capacidad media del depósito 40 litros• Altura del orificio de entrada al depósito sobre el nivel del suelo 1 m.

REPOSTAJE DE VEHICULOREPOSTAJE DE VEHICULOREPOSTAJE DE VEHICULO

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◗ DETERMINACION DE LA TASA DE ESCAPE

• PESO = (CAPACIDAD / 22,4) x MASA MOLECULAR

PESO = (40 / 22,4) x 110 = 196 gr.

PARA UN TIEMPO DE LLENADO DE 2 MINUTOS LA TASA DE ESCAPE SERA:

Qg = O,196 / 120 = 0,0016369 Kg / seg.

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-LIE (Kg/m3) = 4,46 x 10-2 x 110 x 1,4 /100 / (311/293) = 0,O647

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-Grado de escape

-Continuo: Durante largos periodos o cortos periodos pero muy frecuentes.

- K = 0,25

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Qamin = ( Qg . Ta) / (k . LIE . 293)

• Qamin = 0,0016369 x 1,06 / 0,25 x 0,0647 = 0,10727 m3 / seg.

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-Cálculo del volumen teórico de la atmósfera potencialmente explosiva

Vz = f . Qamin / 0,03

Vz = 0,10727 x 1 / 0,03 = 3,57 m3

f = 1 debido a que no hay obstáculos para la ventilación según el enunciado del problema

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-Determinación de la duración de la atmósfera ATEX una vez finalizada la fuga

- f

t _____=Co

LIE x k________________

X0

ln

- 1

t _____=108

1,4 x 0,25________________

100

ln = 0,052 horas = 3,14 minutos


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Secundario 2)

Zona 1 óZona 03)

Zona 1 + zona 2

Zona 1 + zona 2


(zona 1 ED)Zona 21)


Primario


Zona 0 + zona 2


(zona 0 ED)Zona 21)


Contínuo


Disponibilidad

BajoMedioAlto


Ventilación

Se considera una disponibilidadbuena (ventilación natural)


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◗ CALCULO DE LA DISTANCIA PELIGROSA

• dz = 1,2 x kz (42300 x Qg / M x LIE x w)0.55

• dz = 1,2 x 1 (42300 x 0,0016369/ 110 x 1,4 x 0,5)0.55

• dz = 1,13 m.

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-Determinación de la geometría de la atmósfera explosiva

Un Cilindro

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r = (Vz / h π)1/2 = (3,57 / 1 π)1/2 = 1,07 m


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O más lógico un Cono

r = ( 3 x Vz / h x π)1/2 = ( 3 x 3,57 /1 x π)1/2 = 1,85 m

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ZONA 0 ZONA 2

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CASO PRACTICO

CARGA DE BATERIA DE CARRETILLA ELEVADORA

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*Una Empresa dedicada a distribución dispone de una Carretilla apiladora eléctrica de 2,5 tn de capacidad de carga. Los motores eléctricos de tracción y elevación están accionados por una batería de 80 Voltios y 560 Ah de capacidad nominal.

El lugar donde se realiza la carga de la batería es un cuarto con dimensiones de 10 x 10 x 3 mts. que dispone de aberturas protegidas por enrejado de 15 x 15 cms. en dos paredes opuestas de dimensiones 4 x 1,5 m a un altura igual a la de la batería.

La duración de la carga es de 8 horas realizada en horas nocturnas (Temperatura máxima 25 ºC). La temperatura en el interior es 5º C superior a la del exterior.

No se dispone de otro sistema de ventilación

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CARGA DE BATERIASCARGA DE BATERIASCARGA DE BATERIAS

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- Dimensiones de la batería 84 x 74 x 63 cms.

CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO

-LIE: 4 % (en vol.)

-Peso molecular: 2,014

-Densidad : 0,07

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◗ GENERACION DE HIDRÓGENO SEGÚN NTP 617

• V = 0,21 x Ah x V

• V = 0,21 x 560 x 80 = 9408 l.

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◗ DETERMINACION DE LA TASA DE ESCAPE

• PESO = (VOLUMEN / 22,4) x MASA MOLECULAR

PESO = 9408 / 22,4 x 2,014 = 845,88 gr.

PARA UN TIEMPO DE EMISION DE 8 HORAS LA TASA DE ESCAPE SERA:

Qg = 0,84588 / 28800 = 0,00002937 Kg / seg.

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◗ CAUDAL EFECTIVO DE VENTILACIÓN (SEGÚN NTP 370)

Qa = Cv x A x v

• Cv Coeficiente de Abertura 0,5 a 0,6 viento perpendicular0,25 a 0,35 viento inclinado

• A Sección en m 2• v velocidad del viento

Qa = 0,25 x 6 x 0,5 = 0,75 m3 /seg

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-LIE (Kg/m3) = 0,0446 x 2,014 x (4 /100) / 298/293 = 0,O03532

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-Grados de escape:

-Primario: periódica u ocasionalmente en funcionamiento normal

- K = 0,25

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Qamin = ( Qg . Ta) / (k . LIE . 293)

•Qamin = 0,00002937 x 1,02 / 0,25 x 0,003532 = 0,0339 m3 / seg.


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◗ CALCULO DEL VOLUMEN TEORICO DE ATMOSFERA EXPLOSIVA

• NUMERO DE RENOVACIONES– Co= Qaa / VO

– Co = 0,75 / 300 = 0,0025

• VOLUMEN TEORICO– VZ = f x Qamin / Co– VZ = 2 x 0,0339 / 0,0025 = 27,14 m3

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- f

t _____=C

LIE x k________________

X0

ln

- 2

t _____=9

4 x 0,25________________

100ln = 1,02 horas = 62 minutos


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Secundario 2)

Zona 1 óZona 03)

Zona 1 + zona 2

Zona 1 + zona 2


(zona 1 ED)Zona 21)


Primario


Zona 0 + zona 2


(zona 0 ED)Zona 21)


Contínuo


Disponibilidad

BajoMedioAlto


Ventilación



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• dz = 1,2 x kz (42300 x G / M x LIE x w)0.55

• dz = 1,2 x 1 (42300 x 0,00002937/ 2,014 x 4 x 0,5)0.55

• dz = 0,63 m.

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-DIMENSIONES DE LA ZONA

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SI SUPONEMOS QUE EL GAS SE DISTRIBUYE HOGENEAMENTE EN EL RECINTO ENCIMA DE LA BATERÍA:

H = 27,14 / (0,84 + (0,63 x 2)) x (0,74 + 0,63 x 2)) = 6,46 m.


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◗ ¿QUE OCURRIRÍA SI EL RECINTO SE ENCONTRARA RODEADO DE UNA VALLA Y CON UNA CUBIERTA EN FORMA DE PAGODA?

• VOLUMEN TEORICO– VZ = f x Qamin / C– VZ =1 x 0,0339 / 0,03 = 1,13 m3

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• dz = 1,2 x kz (42300 x G / M x LIE x w)0.55

• dz = 1,2 x 1 (42300 x 0,00002937/ 2,014 x 4 x 0,5)0.55

• dz = 0,63 m.

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- f

t _____=C

LIE x k________________

X0

ln

- 1

t _____=108

4 x 0,25________________

100ln = 0,042 horas = 2,6 minutos


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Secundario 2)

Zona 1 óZona 03)

Zona 1 + zona 2

Zona 1 + zona 2


(zona 1 ED)Zona 21)


Primario


Zona 0 + zona 2


(zona 0 ED)Zona 21)


Contínuo


Disponibilidad

BajoMedioAlto


Ventilación



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-DIMENSIONES DE LA ZONA

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SI SUPONEMOS QUE EL GAS SE DISTRIBUYE HOGENEAMENTE EN EL RECINTO ENCIMA DE LA BATERÍA:

H = 1,13 / (0,84 + (0,63 x 2)) x (0,74 + 0,63 x 2)) = 0,27 m.


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CASO PRACTICO

DERRAME EN LA DESCARGA DE UNA CISTERNA DE GASOLEO

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◗ Vehículo que descarga en una Estación de Servicio. Se produce la rotura de la manguera de descarga cuando el conductor se encuentra resolviendo un trámite en el interior del recinto de la estación, dejando el vehículo sin vigilancia.

◗ El punto de descarga se encuentra en la parte posterior del edificio sin visión directa desde el interior del mismo y en la zona opuesta a donde se produce el repostaje de vehículos.

◗ Pasados 15 minutos de iniciarse el escape regresa al vehículo y actúa sobre la válvula de cierre de la cisterna

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DERRAME CISTERNA DE GASOLEODERRAME CISTERNA DE GASOLEODERRAME CISTERNA DE GASOLEO

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◗ Datos del producto y del derrame• Densidad 820 kg./m3

• Densidad del vapor 3,5• Diámetro tubería de descarga 15 cms.• Presión del escape 1,29 bar• Masa molecular 209,39 Kg./Kmol (C15 H29)• Lie 6 %• Temperatura ambiental 38 ºC• Temperatura de ebullición 250 º C (para el 65 % evaporado)

150 º C (para el 10 % evaporado)• Velocidad del aire 0,5 m./seg.• Tipo de suelo no poroso• Eficacia de la ventilación 1• Presión atmosférica 1,013 bar


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-LIE (Kg/m3) = 0,0446 x 209,39 x (6 /100) / 318/293 = 0,5163

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◗ TASA VOLUMETRICA DEL ESCAPE DE GASOLEOQt = c . A [2 . ρliq (P – Pa)]0,5

• SIENDO• c Coeficiente de escape 0,80• A Area transversal en m2 (4 mm2 )• ρρρρliq Densidad en Kg / m3

• P Presión absoluta en el interior• Pa Presión atmosférica

Qt = 0,02206 Kg/seg

Vt = Qt / ρρρρliq = 0,02206 / 820 = 2,6902 . 10-5 m3 / seg.80


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◗ AREA DEL CHARCO ORIGINADO

• A1 = Vt x tP / hm• SIENDO

• tP Tiempo de escape (15 minutos)• hm Valor 5 . 10-3 para suelo no poroso 10 . 10-3 para suelo poroso

• A1 = 2,6902 . 10-5 x 900 / 5 . 10-3 = 4,8424 m2

• LO QUE DA UN RADIO DE :

– R = (4,8424 / Π) 0,5 = 1,2415 m.

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◗ CONCENTRACION INICIAL DE LA EMISIÓN

xO = Pv .100 / Pa . 2

xO = 1,8 . 103 .100 / 1,013 . 105 . 2 = 0,8884 %

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◗ CAUDAL MASICO DE VAPOR PRODUCIDO POR EVAPORACION

Qg= 2 x 10-3 x A x (w/f) x req-0,11 x (M x Pa/R x T)x ln (1 + Pv/Pa-Pv)

Qg = 0,00108728 Kg/seg

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-Grado de escape

-Secundario : no previsible en funcionamiento normal; si se produce, infrecuente y períodos cortos

-K = 0,50

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Qamin = Qg x Ta / K x LIE x 293

Qamin = 0,0010872 x 311 / 0, 50 x 0,5163 x 293 = 0,0044702 m3 / seg.

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•Vz = Qamin x fv / 0,03

• Vz = 0,0044702 x 1 / 0,03 = 0,149 m3

f = 1 debido a que no hay obstáculos para la ventilación según el enunciado del problema

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◗ CAUDAL MASICO DE VAPOR PRODUCIDO POR EVAPORACION

• LOS CALCULOS SE CORRESPONDEN CON UNA Pv DE 150 º C CORRESPONDIENTE AL 10 % DEL PRODUCTO EVAPORADO, POR LO QUE LOS RESULTADOS ANTERIORES HABRIA QUE MINORARLOS HASTA ESE MISMO 10%.

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- f

t _____=C

LIE x k________________

X0

ln

- 1

t _____=108

6 x 0,50________________

100


Consideramos X0 = 100. Si tomamos la calculada al inicio nos daría un valor negativo. 88


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Secundario 2)

Zona 1 óZona 03)

Zona 1 + zona 2

Zona 1 + zona 2


(zona 1 ED)Zona 21)


Primario


Zona 0 + zona 2


(zona 0 ED)Zona 21)


Contínuo


Disponibilidad

BajoMedioAlto


Ventilación



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◗ PARKING SUBTERRANEO DE GRAN SUPERFICIE (20% DE ROTACION DE VEHICULOS), DOTADO DE VENTILACION ARTIFICIAL Y DETECTORES DE CO.

◗ DISPONE DE UN SISTEMA DE ALIMENTACION ELECTRICA ININTERRUMPIDA, DE FORMA QUE EN CASO DE FALLO DEL SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA, SE PONE EN MARCHA UN GRUPO GENERADOR QUE SUMINISTRA LA MISMA POTENCIA QUE EL ABASTECIMIENTO NORMAL.

◗ EL ARRANQUE ES AUTOMATICO.

DESCLASIFICACIÓN DE ZONASDESCLASIFICACIÓN DE ZONASDESCLASIFICACIÓN DE ZONAS

92

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◗ DATOS DEL EJEMPLO• LIE MONOXIDO DE CARBONO 12,5 %• CONCENTRACION MÁXIMA ADMISIBLE 50 ppm• PESO MOLECULAR 28• TEMPERATURA AMBIENTE 20º C• NUMERO VEHICULOS FUNCIONANDO 20 %• OCUPACION SUPERFICIE POR VEHICULO 30 m2

• EMISION CO VEHICULO 350 mg/seg. (UNE 100166)• ALTURA PARKING 2,50 m.

93


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◗ SEGÚN NBE CPI 96 (DEROGADA)

• RENOVACIONES HORA C = 6

• CAUDAL POR M2 SEGÚN UNE 100166

• 18 m3 / h m2 (Equivalente a 7,2 renov/hora para una altura de 2,5 mts.)

94


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◗ TASA DE ESCAPE DE CO

• Qg = 350 x 10 –6 x 20/100 x S /30 = 2,33 x 10 –6 x S (Kg / seg)

• S = Superficie Total del Parking

- Conversión del LIE de % volumen a masa por unidad de volumen:- LIE (Kg/m3) = 4,46 x 10-2 x M (Kg/Kmol) x LIE (%vol) / (T /293)

- LIE (Kg/m3) = 4,46 x 10-2 x 28 x 12,5/100 / 1 = 0,156 Kg / m3

95


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◗ CAUDAL MINIMO TEORICO

Qamin = Qg x ft / K x LIE

Qamin = 2,33 x 10 –6 x S x 1 / 0,25 x 0,156 = 5,97 x 10-5 x S m3 / seg

- CAUDAL NECESARIO EN m3/h POR M2

- Q v = 5,97 x 10-5 x 3600 x 1 = 0,215 m 3 / h m 2

96


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Secundario 2)

Zona 1 óZona 03)

Zona 1 + zona 2

Zona 1 + zona 2


(zona 1 ED)Zona 21)


Primario


Zona 0 + zona 2


(zona 0 ED)Zona 21)


Contínuo


Disponibilidad

BajoMedioAlto


Ventilación


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◗ ESCAPE DE GAS DE UNA BOTELLA DE PROPANO• Masa molecular 44,1 Kg/Kmol.• LIE 2,1 %• Densidad 1,56• Velocidad del aire 0,5 m/seg.• Presión de la botella 200 bar• Temperatura ambiente 45 ºC• Volumen del recinto 30 m3

• Caseta con aberturas en la parte inferior y superior en su parte frontal (0,5 mts. de altura) y pared en fondo y laterales

• Caudal de ventilación natural 0,454 m3/seg (según UNE 202007)

COMPARATIVA DE METODOLOGIAS COMPARATIVA DE METODOLOGIAS COMPARATIVA DE METODOLOGIAS

101

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-Número de renovaciones/segundo

C = 0,454 / 30 = 0,015



-LIE (Kg/m3) = 4,46 x 10-2 x 44,1 x 2,1 /100 / 318/293 = 0,O383

102


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◗ CALCULO DE LA TASA DE ESCAPE

• Qg = 0,006 x a x P (M/T)0,5

• SIENDO:• a Area transversal del escape (0,25 mm2)

• P Presión en el interior del recipiente en N/m2

• M Masa molecular (g/mol)• T Temperatura absoluta

• Qg = 0,006 x 0,25 x 10 -6 x 2 x 10 7(44,1/318)0,5 = 0,0111 Kg/seg

103


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•Vz = Qv x fv / 0,015

• Vz = 0,626 x 2 / 0,015 = 83,5 m3

f = 2 debido a que hay obstáculos para la ventilación según el enunciado del problema (pared posterior)

105


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Secundario 2)

Zona 1 óZona 03)

Zona 1 + zona 2

Zona 1 + zona 2


(zona 1 ED)Zona 21)


Primario


Zona 0 + zona 2


(zona 0 ED)Zona 21)


Contínuo


Disponibilidad

BajoMedioAlto


Ventilación



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• dz = 1,2 x k (42300 x Qg / M x LIE x w)0.55

• dz = 1,2 x 1 (42300 x 0,0111/ 44,1x 2,1 x 0,5)0.55

• dz = 4,30 m.

108


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-Determinación de la geometría de la atmósfera explosivauna esfera

r = ( 3 x Vz / 4π)1/3 = ( 3 x 83,5 /4 π)1/3 = 2,71 m

109


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◗ SI HUBIERAMOS SEGUIDO EL METODO CUALITATIVO Y TOMANDO COMO REFERENCIA LOS VALORES QUE DA LA NORMA NFPA 497 TENDRIAMOS QUE HABER APLICADO UNA DISTANCIA DE 7,5 MTS. EN TODAS DIRECCIONES DESDE LA FUENTE DE ESCAPE.

111


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CLASIFICACION TALLER DE CARPINTERIACLASIFICACION TALLER DE CARPINTERIA

◗ Taller de carpintería equipado con varias máquinas que disponen de aspiración localizada.

◗ El polvo procedente de la aspiración, se recoge a través de un sistema de captación que incluye un ciclón y un depósito (silo) para el almacenamiento de los subproductos originados.

◗ El silo se descarga periódicamente (una vez a la semana) en camiones para su transporte.

◗ No hay definido un sistema concreto de limpieza, tanto para las máquinas como para el resto del taller.

◗ Se disponen de zonas de almacenamiento tanto de materia prima como de productos terminados y bancos fijos de trabajo. Existe igualmente un área de almacenamiento de sacos de serrín en sacosde propileno, que periódicamente son retirados.

114

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Según la Norma CEI 61241-3:

h Bueno : No se forman capas; no se clasifica la zona

2221Primario

22

Dispersión probableen funcionamiento normal

No necesario clasificarSecundario

Dispersión improbableen funcionamiento normal

Grado de escape

h Malo: Capas persistentes (> 1 turno de trabajo)

2221Primario o secundario



Grado de escape

h Regular : Capas de corta duración (< 1 turno de trabajo)

116


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◗ El mismo caso del ejemplo anterior, solo que ahora la nave dispone de dos puertas de 4 mts de ancho por 5 de altura.

◗ Las puertas no estan enfrentadas entre si aunque se encuentran situadas en la pared de los vientos dominantes en la zona.

◗ La nave tiene unas dimensiones de 24 x 16 x 8 mts.

120


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◗ CAUDAL EFECTIVO DE VENTILACIÓN (SEGÚN NTP 370)

Q = Cv x A x v

• Cv Coeficiente de Abertura 0,5 a 0,6 viento perpendicular0,25 a 0,35 viento inclinado

• A Sección en m 2• v velocidad del viento

Q = 0,25 x 20 x 3 = 15 m3 /seg

122


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◗ CALCULO DEL NUMERO DE RENOVACIONES

• NUMERO DE RENOVACIONES– C= QVO VO / VO

– C = 15/ 3072 = 0,0049 Renov./seg.

– O lo que es lo mismo 17,6 Renov./hora

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Según la Norma CEI 61241-3:

h Bueno : No se forman capas; no se clasifica la zona

h Regular : Capas de corta duración (< 1 turno de trabajo)

2221Primario

22


No necesario clasificarSecundario


Grado de escape

h Malo: Capas persistentes (> 1 turno de trabajo)

2221Primario o secundario



Grado de escape

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◗ TASA DE ESCAPE PARA UNA CONCENTRACION DE 10 mg/m3

• Qd = 2,5 x 10-10 Kg/seg.◗ RELACIÓN VOLUMEN OCUPADO/VOLUMEN LIBRE

• 53% OCUPADO 47% LIBRE◗ PARA ALCANZAR LA CONCENTRACIÓN DE 30 gr/m3

• S = C x H / ρ x 0,53 = 8,086 x 10-5 m. (0,08 mm.)

METODOLOGIA CUANTITATIVAMETODOLOGIA CUANTITATIVA

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◗ VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN• Ut = 0,0841 m/seg.

◗ TIEMPO DE SEDIMENTACIÓN• tt = 11,876 seg.

◗ DISTANCIA MÁXIMA RECORRIDA• D = 5,94 m.

◗ DISTANCIA PELIGROSA (CUOTA “a”)• dz = (do + dh) . (Kd . Ku . Kta . Kw)• dz = 1,5 mts. > 1 m

METODOLOGIA CUANTITATIVAMETODOLOGIA CUANTITATIVA

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-Clasificación de la zona (Norma CEI 31-56)

NOTA “+” significa “rodeada por”. El segundo tipo d e zona debe ser definido considerando la ventilació n residual, es decir considerando la ausencia de ca ptación y aspiración de polvo

1) Zona 0ED, 1ED ó 2ED indica una zona teórica desprec iable en condiciones normales2) El Grado Bajo no debe ser considerado en cuanto, en estas condiciones, la zona peligrosa debe ser defi nida considerando la ausencia del sistema de captac ión y

aspiración de polvo3) Está prevista la formación de capas de polvo de esp esor generalmente inferior a 5 mm.4) Está prevista la formación de capas de polvo de esp esor generalemnte superior a 5 mm, evaluar caso por caso

No consideradaZona 22

(4)Zona 22

(3)Zona 22Zona 22

(4)(zona 22 ED)No peligrosa 1)

(3)


Secundario 2)

No consideradaZona 21 + zona 22

(4)

Zona 21 + zona 22

(3)


(4)

(zona 21 ED)Zona 221)

(3)


Primario


(4)

Zona 20 + zona 22

(3)


(4)


(3)


Contínuo


Disponibilidad de la aspiración de polvo

Bajo (2)MedioAlto

Grado de la aspiración de polvoGrado de escape

Aspiración


Se considera una disponibilidadbuena . El grado de ventilación es Bueno, ya que no hay ausencia de captación, pero esta no funciona

correctamente

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-Clasificación de la zona (Norma CEI 31-56)

NOTA “+” significa “rodeada por”. El segundo tipo d e zona debe ser definido considerando la ventilació n residual, es decir considerando la ausencia de ca ptación y aspiración de polvo

1) Zona 0ED, 1ED ó 2ED indica una zona teórica desprec iable en condiciones normales2) El Grado Bajo no debe ser considerado en cuanto, en estas condiciones, la zona peligrosa debe ser defi nida considerando la ausencia del sistema de captac ión y

aspiración de polvo3) Está prevista la formación de capas de polvo de esp esor generalmente inferior a 5 mm.4) Está prevista la formación de capas de polvo de esp esor generalemnte superior a 5 mm, evaluar caso por caso

No consideradaZona 22

(4)Zona 22

(3)Zona 22Zona 22

(4)(zona 22 ED)No peligrosa 1)

(3)


Secundario 2)


(4)

Zona 21 + zona 22

(3)


(4)


(3)


Primario


(4)

Zona 20 + zona 22

(3)


(4)


(3)


Contínuo


Disponibilidad de la aspiración de polvo

Bajo (2)MedioAlto

Grado de la aspiración de polvoGrado de escape

Aspiración


Se considera una disponibilidadbuena . El grado de ventilación es

Alto, aunque siempre habrá pequeñas emisiones de polvo que darán

lugar a la formación de capas de polvo

Clasificación de Emplazamientos Con Peligros de Explosión

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