Die Funktionsweise von Gas- und Staubexplosionen

Explosionssicherheit und ATEX

In unterschiedlichen Arbeitsbereichen können Explosionen entstehen – dabei kann es sich, je nach den verarbeiteten Substanzen, um eine Gasexplosion oder um eine Staubexplosion handeln. Die Folge ist, je nach Schwere der Explosion, ein Unglück, das unter dem Begriff “Arbeitsunfall” zusammengefasst wird.

Was versteht man unter einer Explosion?

Recherchiert man den Begriff “Explosion”, so findet sich meist eine relativ technische Abhandlung über einen physikalischen, exponentiell mitgekoppelten Vorgang, bei dem eine große Menge an Energie freigesetzt wird. Meistens handelt es sich dabei um Temperatur-, Druck- und Bewegungsenergie. In der Regel kommt es dabei zum Zerbersten eines Körpers, sei es nun eines Tanks, einer anderen Aufbewahrung, schlimmstenfalls sogar eines ganzen Gebäudes.

In der Regel benötigen Explosionen Sauerstoff aus der Luft und eine Art Zündquelle. Tritt beides zu dem explosiven Material wie etwa Stäube oder Gas, ergibt sich buchstäblich ein explosives Gemisch.

Wie stark die Detonation dann ist, richtet sich unter anderem nach der Zündfähigkeit der Substanz. Die Partikelgröße hingegen entscheidet vorwiegend über die Schwere der Folgen.

Was ist eine Gasexplosion?

Bei einer Gasexplosion mischt sich Gas mit Sauerstoff. Um Gas zum Explodieren zu bringen, benötigt man vergleichsweise wenig Energie. Das Unglück, das die Folge einer Gasexplosion ist, ist jedoch in der Regel sehr groß. Denken Sie etwa an Explosionen in der treibstoffverarbeitenden Industrie. Unter anderem aus diesem Grund kam es in den 1970er Jahren zu verstärkten Regulierungen in diesem Bereich, weil Produkte, die mit Treibstoff zu tun haben, ein sehr hohes Risiko haben, explosiv zu sein.

Wie kommt es zu einer Staubexplosion?

Bei einer Staubexplosion mischt sich Staub mit Luft, so dass sich eine Staubwolke bildet. Je nachdem, welche Gemische sich hier ergeben, benötigt man mehr oder weniger Energie, um diese Stäube zur Explosion zu bringen.

Die größte Gefahr bei Staubexplosionen besteht darin, dass nach einer ersten Staubexplosion noch eine zweite folgen kann, die dann allerdings größer ausfällt. Im Jahr 1995 wurden aus diesem Grunde Regulationen für Firmen aufgestellt, die mutmaßlich Opfer von Staubexplosionen werden könnten.

Die Gefahr einer Staubexplosion tritt immer dann auf, wenn entzündliches Material transportiert oder auch nur bewegt wird. Denn nicht nur der Transportweg selbst, sondern auch die unmittelbare Umgebung, wird recht bald mit Staub bedeckt sein. Wenn dieser Bereich nicht regelmäßig gründlich gereinigt wird, kann sich der Staub, der sich im Bereich des Transports sammelt, schnell zu einer Staubwolke ansammeln, die wiederum schnell eine Staubexplosion hervorrufen kann. Gerade in lebensmittelverarbeitenden Betrieben ist es beispielsweise Mehl oder Zucker, was die größte Gefahr darstellt. Deshalb müssen solche Anlagen auch immer besonders gesichert werden.

Was verursacht die Detonation?

Um Elemente zum Explodieren zu bringen, ist es nötig, das richtige Gemisch aus Luftsauerstoff und Brennstoff zu erreichen. Dazu gibt es einen bestimmten Bereich, innerhalb dessen sich dieser Wert bewegen kann. Man bezeichnet diese Grenzen als UEG und UEL oder auch den Sauerstoffmengengehalt.

Ein weiteres Kriterium ist die sogenannte Zündenergie oder auch die Temperatur der Oberfläche, die benötigt wird, dass die Gemische explodieren. Jeder Stoff hat dazu seinen eigenen Wert und so kommt es bei dem einen Stoff schneller zur Detonation als bei einem anderen.

Wie gefährlich ist eine Explosion?

Verletzungen aufgrund von Staubexplosionen oder Gasexplosionen sind nicht immer unmittelbar sichtbar. In der Medizin ist das bekannt. Deshalb wird jedes Opfer, das von Explosionen betroffen war, auch zunächst als ernsthaft verletzt angesehen, bis das Gegenteil bewiesen ist. Die Medizin behält dazu zunächst alle Vitalwerte im Blick. Die Kommunikation kann an diesem Punkt ein echtes Problem sein, denn die Opfer werden oft vorübergehend taub – als Folge des Knalls. Schocksymptome und Lungenprobleme werden dann oft erst viel später bemerkt.

Darüber hinaus gibt es natürlich auch klar erkennbare Folgen von Explosionen, seien es nun Gasexplosionen oder Staubexplosionen. Denken Sie etwa an in der Luft herumfliegende Teilchen – denn wenn ein Tank oder ein anderer Behälter explodiert, entstehen dabei natürlich feste Teile, die daraufhin durch die Gegend geschleudert werden und ernsthafte Verletzungen hervorrufen können. Solche Verletzungen müssen immer von medizinischem Fachpersonal behandelt werden, da nur dieses sich mit solchen Explosionsfolgen auskennt und die geeigneten Maßnahmen ergreifen kann.

Welche Verletzungen können auftreten?

Explosionen, sowohl Gasexplosionen oder eine Staubexplosion, können unterschiedlichste Verletzungen hervorrufen:

• Verletzungen durch die Schockwelle: Bei Explosionen treten Schockwellen auf, die Druck auf den menschlichen Körper ausüben können. Dieser Druck kann in den Körper eindringen – sei es nun durch die Ohren oder auch den Mund.
• innere Verletzungen: Eine weitere Variante der Verletzungen besteht in schweren inneren Verletzungen, die von außen nicht wahrnehmbar sind. Aus diesem Grund werden auch alle Beteiligten zunächst als schwer verletzt eingestuft.
• Folgeschäden: Die Druckwelle kann auch ganze Gebäude zum Einsturz bringen – dazu kann eine Staubexplosion wie eine Gasexplosion führen. Dementsprechend können nicht nur Gegenstände durch die Luft fliegen, sondern Menschen komplett unter den Gebäudeteilen begraben werden. Je schneller jemand darunter gerettet werden kann, desto besser. Immer wieder hört man jedoch auch von Fällen, in denen noch Tage nach einem Unglück Überlebende gefunden werden.
• Hitze: Während Explosionen entweicht aber nicht nur Staub oder Gas – es entsteht auch eine ungeheure Hitze, die Verbrennungen schon auf relativ große Entfernung verursachen kann. Gefährlich ist hier auch das Einatmen der heißen Luft, was zu massiven Schäden an den inneren Organen führen kann, die wiederum auf den ersten Blick nicht zu erkennen sind. Eine Verbrennung, innerlich wie äußerlich, gehört ebenfalls immer in die Hände von medizinisch geschultem Personal.

Wer auch immer das Opfer von Explosionen wird, sollte sich in die Hände von Ärzten begeben. Denn wer gefährliche Stoffe wie zum Beispiel Gas eingeatmet hat, kann die Folgen in der Regel nicht selbst einschätzen. Je nachdem, welche Konzentrationen in der Luft vorlagen, können sich unterschiedliche Effekte einstellen.

Wie kann ich eine Explosion vorbeugen?

Neben den klaren Regulierungen, die in einem Unternehmen und jedem Gebäude, in dem gefährliche Stoffe aufbewahrt oder transportiert werden, gelten, sollten auch Sie als mitarbeitende Person gewisse Regeln einhalten.

Wirkungsvoll ist es auf jeden Fall, die Menge an entzündlichem Material so gering wie möglich zu halten. Vermeiden Sie darüber hinaus, dass ein Luftstoß das gefährliche Material aufwirbelt. Halten Sie das Gebäude sauber – achten Sie darauf, dass jeder Staub schnell entfernt wird. Sonst bildet sich eine Staubschicht, die sich, je nach Größe, schnell entzünden kann.

Kontrollieren Sie auch die Temperaturen auf den Oberflächen. Das gilt übrigens auch für die Temperatur im Gebäude. Beachten Sie die Hinweise, ab wann sich der entflammbare Staub entzünden oder auch schwelen kann. Denn ein Schwelbrand kann, sobald er mit Luft in Berührung kommt, auch zu Staubexplosionen führen. Beachten Sie die Vermeidung von übermäßiger Wärme im Raum, dann haben Sie einen großen Beitrag zum Explosionsschutz geleistet.

Selbstverständlich ist der Arbeitgeber in der Pflicht, dafür zu sorgen, dass die Mitarbeitenden in einer sicheren Umgebung arbeiten. Stäube, welcher Art auch immer, sollten regelmäßig entfernt werden und auch nicht aus der Anlage entweichen können. Aber auch Stäube, die entwichen sind, müssen in einem Prozess berücksichtigt werden und nicht in der Verantwortung einzelner Personen liegen. Dazu benötigt der Betrieb Reinigungsroutinen, die die entsprechenden Stäube dann entfernen. Auch explosionsgeschütztes Arbeitsmaterial zum Ausschluss des Entstehens einer Zündquelle, gehört dazu.

Beim Thema Gas und Gasexplosionen geht es um regelmäßige Wartungsintervalle. Dabei sollte dann auch gründlich vorgegangen werden. Auch zu diesem Thema haben Betriebe, die mit entsprechend explosionsgefährdetem Material arbeiten, ihre Prozesse. Werden diese eingehalten, wird die Gefahr einer Gasexplosion auf ein Minimum gesenkt.

Ein weiterer Aspekt ist der ausschließliche Einsatz explosionsgeschützter Gegenstände. Denn wenn es keine Zündquelle gibt, kann auch nichts explodieren.