universidad técnica del norterepositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/1069/2/04 ind 005...

UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS APLICADAS

CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

IBARRA - ECUADOR

ARTÍCULO ESPAÑOL

TEMA:

“ANÁLISIS DE RIESGOS DE FUEGO Y EXPLOSIÓN EN LAS ÁREAS DE

ALMACENAMIENTO Y DESPACHO DEL TERMINAL DE PRODUCTOS

LIMPIOS AMBATO DE EP PETROECUADOR”

AUTOR: Cristian Stalin Chuquín Angamarca

DIRECTOR: Ing. Macelo Puente MSc.

ASESOR: Ing. Raúl Baldeón MSc.

Septiembre, 2012

Universidad Técnica del Norte

Cristian Stalin Chuquín Angamarca 1

RESUMEN

La seguridad industrial es una obligaciónque la ley impone a patrones y atrabajadores y que también se debeorganizar dentro de determinados cánonesy hacer funcionar dentro de determinadosprocedimientos.

Siendo la seguridad e higiene industrial unente de prevenir los accidentes laborales,los cuales se producen como consecuenciade las actividades de producción, por lotanto, una producción que no contempla lasmedidas de seguridad e higiene no es unabuena producción. Una buena produccióndebe satisfacer las condiciones necesariasde los tres elementos indispensables,seguridad, productividad y calidad de losproductos.

El presente estudio se realizó en elTerminal de Productos Limpios AmbatoEP PETROECUADORque es una unidadoperativa de Transporte, Almacenamientoy Comercialización bajo la IntendenciaDistrito Norte de Terminales y Depósitos,se encuentra ubicada en la provincia deTungurahua, ciudad de Ambato, en elsector comprendido entre las calles losQuitus, el Cóndor, los Atis y AlfredoJaramillo, está conformada básicamentepor tres grandes áreas de trabajo, repartidasen aproximadamente diez hectáreas deterreno. Esta investigación presenta unametodología de Aplicación de Análisis deFuego y Explosión la cual utiliza lastécnicas de los siguientes estamentos comoson la Agencia de Protección Ambiental delos Estados Unidos (EPA), InstitutoAmericano de IngenierosQuímicos(AICHE) y Agencia deAdministración Federal de Emergencias(FEMA), diseñada para el Mejorar la

Seguridad Industrial en las áreas deAlmacenamiento y Despacho de productos.

El área de almacenamiento, cuenta contanques estacionarios verticales,debidamente identificados de acuerdo alproducto que contienen, estos tanquestienen instaladas válvulas, además poseencubetos o diques diseñados para contener elproducto del tanque en caso de un derrame.

El almacenamiento continúa siendo unaactividad indispensable en el transporte ymanejo de hidrocarburos. La selección deltipo y tamaño de tanque está regida por larelación producción-consumo, lascondiciones ambientales, la localizacióndel tanque y el tipo de fluido a almacenar.El almacenamiento se puede realizar entres tipos de instalaciones: superficiales,subterráneas y en buques tanque. Lacapacidad de dichas instalaciones varíadesde unos cuantos metros cúbicos hastamiles de ellos.

El Terminal Ambato, con dos Islas deCarga de Combustibles. La isla principalconsta de cuatro brazos de carga de 4pulgadas y la Isla Secundaria de cuatrobrazos de carga de similares características,ambas Islas cuentan con sistemas demedición smithmeters, tipo acculoadelectrónicos, los contadores son de tipo F –4, y las capacidades de flujo están entre400 y 480 galones por minuto.

CAPÍTULO I

1 TERMINAL DEPRODUCTOS LIMPIOSAMBATO EP-PETROECUADOR.

Terminal de productos limpios Ambato EPPETROECUADOR es una unidad



operativa de Transporte, Almacenamientoy Comercialización bajo la IntendenciaDistrito Norte de Terminales y Depósitos,se encuentra ubicado en la provincia deTungurahua, ciudad de Ambato, en elsector comprendido entre las calles losQuitus, el Cóndor, los Atis y AlfredoJaramillo, está conformada básicamentepor tres grandes áreas de trabajo, repartidasen aproximadamente diez hectáreas deterreno.

Este terminal recepta hidrocarburoslimpios, los almacena, controla su calidad,comercializa y despacha a la red dedistribuidoras autorizadas, así mismocumplen con actividades de regulaciónambiental y de seguridad vigentes en elpaís para el buen funcionamiento delmismo, por lo cual han obtenido unacertificación ISO 14001: 2004.

1.1 ESTRUCTURA DEL TERMINALDE PRODUCTOS LIMPIOS.

Estas áreas son las siguientes:

1.1.1 ÁREA DE RECEPCIÓN.

El Terminal Ambato, recibe hidrocarburoslimpios enviados desde las instalacionesdel Beaterio ubicadas en la ciudad de Quitovía poliducto, este proceso de recepción deproductos se realiza en la estaciónreductora de presión, la misma que estáconstituida por varios componentes queson de fundamental importancia para elobjetivo de esta unidad. La recepción deproducto inicia con una presión de entradade 300 a 360 psi, pasa a través de lasválvulas reductoras de presión donde lamisma es reducida a 30 psi, posteriormenteel producto pasa por un elemento filtrante,luego por un sistema de medición y este esenviado a un manifold de distribución, el

mismo que distribuye el producto a lostanques de almacenamiento.

1.1.2 ÁREA DE ALMACENAMIENTO.

El área de almacenamiento del Terminal,cuenta con tanques estacionarios verticales,debidamente identificados de acuerdo alproducto que contienen, estos tanquestienen instaladas válvulas, además poseencubetos o diques diseñados para contener elproducto del tanque en caso de un derrame.

1.1.2.1 Tanques de almacenamiento.

El almacenamiento continúa siendo unaactividad indispensable en el transporte ymanejo de hidrocarburos, la selección deltipo y tamaño de tanque está regida por larelación producción-consumo, lascondiciones ambientales, la localizacióndel tanque y el tipo de fluido a almacenar.

El almacenamiento se puede realizar entres tipos de instalaciones:superficiales,subterráneas y en buques tanque.Los tanques pueden fabricarse ytransportarse a su lugar de colocación obien armarse en el lugar mismo dondepermanecerán. Una forma de clasificaciónde tanques es por las características de sutecho, en base a esto hay de techo fijo yflotante. Estos últimos han tenido granaceptación debido a la ventaja adicional decontrolar automáticamente el espaciodisponible a los vapores.

1.1.2.2 Tipos de tanques dealmacenamiento.

Existes varios tipos de tanques dealmacenamiento los cuales se clasifican dela siguiente manera.

- Atmosféricos y baja presión: p <=2.5 psig



Techo fijo Techo flotante Tope abierto

- Media presión: 2.5 < p < o = 15psig

Refrigerados No refrigerados

- Presurizados: p > 15 psig

Cilindros Esferas

Para tanques de almacenamiento apresiones atmosféricas o bajas presiones yde tamaños relativamente grandes seutilizan las reglas de construcción y diseñode uno de los siguientes códigos.

API

STD 620. Diseño y construcción detanques grandes de baja presión.

STD 650. Diseño y construcción detanques de almacenamientoatmosféricos.

RP 651. Protección Catódica. RP 652. Recubrimientos de los

fondos de tanques.

1.1.2.2.1 Descripción de los tanques detecho fijo.

Estos se utilizan para el almacenamiento decrudos que poseen un punto de inflamaciónalto y de presión de vapor, es decir,aquellos hidrocarburos que no se evaporanfácilmente, evitando así la acumulación degases en el interior del tanque que puedenproducir la explosión de este, y por tanto lapresión en el tanque no excede laatmósfera.

Están formados por un solo cuerpo, cuyotecho no tiene ninguna posibilidad demovimiento. Poseen varias válvulas deventeo, que permite la salidaindiscriminada de los vapores que estánformándose continuamente en su interior.

1.1.2.2.2 Descripción de tanques de techoflotante.

Estos son recipientes que tienen un cuerpocilíndrico vertical y un techoque flota en la superficie del líquido.

Cuentan con pontones que flotan al niveldel líquido reduciendo la evaporación delproducto. Comprende los tanquesconstruidos con acero al carbono y acerosaleados, de diversos tamaños ycapacidades, de paredes cilíndricas yverticales, diseñadas para almacenarhidrocarburos líquidos a presionespróximas a la atmosférica.

1.1.2.3 Diques de contención

Como dijimos anteriormente cada tanquede almacenamiento está provisto de diquesde contención como en caso de que seproduzca un derrame o un colapso deltanque.

Tabla No. 1: Área de los diquesDIQUE ÁREADique de contención para tanques2 y 9

2970 m2

Dique de contención para tanques3 y 8

3404 m2


2350 m2


3895 m2

Fuente: EP-PETROECUADORElaborado por: Cristian Chuquín



1.1.3 ÁREA DE CARGA YDISTRIBUCIÓN (DESPACHO).

Cuenta el Terminal Ambato, con dos Islasde Carga de Combustibles. La islaprincipal consta de cuatro brazos de cargade 4 pulgadas y la Isla Secundaria decuatro brazos de carga de similarescaracterísticas, ambas Islas cuentan consistemas de medición smithmeters, tipoacculoadelectrónicos, los contadores son detipo F – 4, y las capacidades de flujo estánentre 400 y 480 galones por minuto.

El despacho de combustibles se realiza deacuerdo a la guía de remisión emitida porcomercialización en el caso de autotanquesde los distribuidores autorizados que llegana cargar combustible que llevan para elreparto urbano y autotanques detransferencia.

La isla principal es utilizada para carga detransferencia Ambato-Riobamba. La islasecundaria es utilizada para el despacho atanqueros que distribuyen el hidrocarburo ala provincia de Tungurahua y a los sectorescercanos a la misma.

1.1.3.1 Bombas de distribución decombustibles

El Terminal Ambato cuenta entre susinstalaciones con un área de bombas queayudan a la distribución y transporte de losproductos hasta las islas de carga, laprincipal función de esta área es succionarlos hidrocarburos desde los tanques dealmacenamiento hasta que se realice ladescarga a los compartimentos de losautotanques, con la ayuda de ocho bombascentrífugas de diferentes capacidades quese encuentran instaladas en una plataformaconocida como patio de bombas.

1.1.3.2 Brazos de carga

Un brazo de carga permite el transvase deun líquido o gas licuado de una cisterna aotra. Para el transvase desde una cisterna(de camión o ferrocarril) se necesita de unbrazo de carga superior o inferior.

1.1.3.3 Concepto genérico de un brazo decarga superior o inferior

Estos tipos de brazos de carga estánformados por 3 tubos- denominados brazointerior, brazo exterior y tubo buzo. Losdiámetros pueden ir de 2” a 6”. Estos trestubos están unidos entre ellos por juntasrotativas que les permiten girar fácilmente.El brazo se puede extender para obtener laposición de trabajo requerida para accederal depósito a cargar o descargar y serplegado para ocupar el mínimo espacio dealmacenamiento.

1.1.3.3.1 Brazo de carga superior

El brazo de carga superior es muy utilizadopara la carga de cisternas, tanto de camióncomo de ferrocarril. La carga se realiza porla boca de hombre situada en la partesuperior de la cisterna. Según la naturalezadel producto (no peligroso, sinevaporización de gases tóxicos….), lacarga se puede realizar abierta, es decir quela boca de hombre no está recubierta.

1.1.3.3.2 Brazo de carga inferior

Está destinado para descarga de cisternastanto de camión como de ferrocarril. Laconexión puede ser lateral o por la parteposterior de la cisterna o ambas. El lugarde la conexión influye en el tamaño de lostubos, así una conexión posterior precisa detubos más largos que una conexión lateral.



CAPÍTULO II

2 CARACTERÍSTICASDE FUEGO YEXPLOSIÓN.

El riesgo de fuego y explosión se nospresenta en el lugar de trabajo con unpotencial intrínseco de pérdidas humanas yeconómicas importantes. Representantambién un riesgo para la población engeneral, no siempre se adoptan las medidasnecesarias para prevenirlo o protegersecontra el mismo.

Al referirnos a las previsiones que deberíantomarse en la fase de ejecución decualquier procedimiento dentro delterminal, no hacemos más que recordar lanecesidad de actuar de forma preventiva.

2.1 FUEGO.

El fuego es una reacción química decombustión que se lleva a cabo cuando secombina con el oxígeno en un gradosuficiente, autoalimentada, con presenciade un combustible en fase sólida, líquida ogaseosa del que se desprende calor,radiación luminosa, humo y gases decombustión.

1.1.1 PROCESO DE LACOMBUSTIÓN(PARÁMETROS).

La combustión es una reacción exotérmica;los reactivos reductores constituyen el“combustible”; los agentes oxidantes sonlos “comburentes”.

Para que exista una combustión debeconcurrir:

Combustible Comburente Energía de activación y Reacción en cadena.

2.1.2 VELOCIDAD DE LAREACCIÓN.

Según la velocidad de la reacciónpodremos establecer la siguienteclasificación:

OXIDACIÓN; si la reacción es lenta(oxidación del hierro, amarilleo del papelCOMBUSTIÓN; si la reacción es normal,se produce con emisión de luz (llama) ycalor, que es perceptible por el ser humano.DEFLAGRACIÓN; si la reacción esrápida, la propagación del frente de llamaes menor que la del sonido.

2.1.3 INCENDIO.

Es un proceso de combustión rápida que sedesarrolla sin control en el tiempo y elespacio de grandes proporciones quedestruye aquello que no está destinado aquemarse. El surgimiento de un incendioimplica que la ocurrencia de fuego estáfuera de control, con riesgo para personas,medio ambiente y bienes materiales.



Gráfico No. 1: Incendio

Fuente:http://www.google.com.ec/imgres?q=incendio&um=1&hl=es&biwElaborado por: Cristian Chuquín

2.1.4 FACTORES QUE INFLUYEN ENLA IGNICIÓN.

Todos los combustibles que arden conllama, entran en combustión en fasegaseosa. Cuando el combustible es sólido olíquido, es necesario un aporte previo deenergía para llevarlo al estado gaseoso.

La peligrosidad de un combustible respectoa su ignición va a depender de una serie devariables.

Gráfico No. 2: Factores que influyen enla autoignición

Fuente:http://www.google.com.ec/imgres?q=Factores+que+influyen+en+la+ignici%CElaborado por: Cristian Chuquín

2.1.4.1 Según su temperatura.

Todas las materias combustibles presentan3 niveles de temperatura característicos quese definen a continuación:

2.1.4.1.1 Punto de Ignición.

Es la temperatura mínima a la cual elcombustible emite suficientes vapores que,en presencia de aire u otro comburente, seinflaman en contacto con una fuente deignición, pero si se retira se apaga. Lospuntos de ignición varían de temperaturasmuy por debajo de los cero gradosFahrenheit para los gases inflamables (talescomo GLP, propano o butano), y líquidosvolátiles inflamables (como la gasolina), acientos de grados sobre cero para aceitescombustibles pesados.

2.1.4.1.2 Límites de inflamabilidad yexplosividad.

Es bastante conocido que la combustión nopuede tener lugar en ausencia de unacantidad mínima de oxígeno, ya sea ya seaque se encuentre disponible en el airemezclado con los gases y vaporesemanados de una sustancia combustible o



de un componente interno del combustible.De la misma forma, debe haber suficientesvapores o gases combustibles disponiblesen la mezcla aire-combustibles parasoportar y sostener la combustión.

Gráfico No. 1: Límites de inflamabilidad

Fuente:http://www.google.com.ec/imgres?q=L%C3%ADmites+de+inflamabilidad+y+explosividad.&um=1&hl=es&biw=1360&bih=601&tbm=isch&tbnid=ArcY1FwJXP0blM:&imgrefurl=httpElaborado por: Cristian Chuquín

Los límites de inflamabilidad yexplosividad que se encuentran en laliteratura son mediciones hechas atemperatura y presiones atmosféricasnormales. Tomando en cuenta que puedehaber una variación considerable en estoslímites a presiones o temperaturas porarriba o debajo de las normales. El efectogeneral de un incremento en la temperaturao presión es el de reducir el límite inferiore incrementar el límite superior. Lasdisminuciones en la temperatura o presióntiene el efecto opuesto.

2.1.4.2 Temperaturas de autoignición.

La temperatura de ignición o autoignición(TAI) de una sustancia, ya sea sólida,líquida o gaseosa, es la temperatura

mínima para iniciar o causar unacombustión autosostenida en ausencia dechispa o flama. Estas temperaturas debenser vistas como aproximaciones, aún másque los puntos de ignición o límites deinflamabilidad, debido a los muchosfactores que puedan afectar los resultadosde las pruebas.

2.2 MEDIDAS DE LOS EFECTOSDE INFLAMABILIDAD.

Es obvio que el contacto directo con unaflama de cualquier tipo no es una buenaidea durante cualquier periodo de tiempoprolongado debido a que el calor extremopuede incendiar los materiales o quemar ydestruir severamente el tejido vivo. Lo queno puede entenderse completamente es queel fuego puede causar daños y lesiones adistancia a través de la radiación térmica,de forma no muy distinta como el solcalienta la tierra. Tal radiación, la cual escompletamente distinta a la radiaciónnuclear, es más potente sobre la superficiede la flama y se debilita rápidamente alalejarse en cualquier dirección.

Tabla No. 2: Criterios de lesiones porquemadura debido a la radiación

térmica

kw/m2 BTU/hr-ft2

Tiempoparadolorsevero(seg)

Tiempo paraquemadura de 2o

grado (seg)

1 300 115 663

2 600 45 187

3 1000 27 92

4 1300 18 57

5 1600 13 40

6 1900 11 30

8 2500 7 20

10 3200 5 14

12 3800 4 11



Fuente: Dinámica HeurísticaElaborado por: Cristian Chuquín

Estas dosis se determinan al combinar losniveles de radiación con los tiempos deexposición y se expresan en unidades deenergía por unidad de tiempo por unidad deárea de superficie receptora.

2.3 CLASIFICACIÓN Y TIPOS DEFUEGO.

Para un mejor resultado en el combate deun fuego incipiente, se debe considerar elmaterial que está en combustión, ya que deallí se parte, en utilizar los medios deextinción adecuados.

2.3.1 CLASES DE FUEGO.

Los fuegos se clasifican de la siguientemanera de acuerdo al material decombustión.

Clase ASon los tipos de incendios que se producenen combustibles sólidos comunes.Ejemplo: papel, madera, derivados deresina.

Clase BSon los tipos de incendio que se producenen líquidos inflamables, derivados delpetróleo. Este tipo de incendio siemprearde con llama.

Clase CSon los tipos de incendio que se producenen instalaciones eléctricas (CONTENSIÓN).

Clase DSon los tipos de incendio que se declaranen los metales combustibles tales comomagnesio, titanio, zirconio, sodio, potasio,etc.

Clase EA este tipo de incendio no debe arrojarseagua, ya que se produce una reacciónquímica que provoca explosiones condesprendimiento de esquirlas del materialcomprometido poniendo en riesgo la vidadel personal actuante.

Clase KSon los tipos de incendio que se producenen aceites vegetales, los cuales no estáncomprendidos en los de clase B.

2.3.2 TIPOS DE FUEGO DESDE LAIGNICIÓN.

Existen seis tipos esenciales de fuego,asociados con la descarga de materialespeligrosos, con El tipo de fuego siendo unafunción no solo de las características ypropiedades de la sustancia derramada sinotambién de las circunstancias que rodean laemisión y/o ignición.

Los seis tipos son:

Flama de chorro (Flame jet) Bolas de fuego como resultados de

las explosiones de vapor porexpansión de líquidos en ebullición(BLEVE)

Fuegos en nubes de vapor o polvo Fuegos en encharcamiento de

líquidos Fuegos que involucran sólidos

inflamables (como los define elDepartamento de Transporte de losEEUU), y

Fuegos que involucrancombustibles ordinarios

2.3.2.1 Flama de chorro.



La descarga o ventilación del gas a travésdel agujero forma un chorro de gas que“sopla” hacia la atmósfera en la direcciónen la que se encuentre el agujero, mientrasentra y se mezcla con el aire. Si el gas esinflamable y se encuentra una fuente deignición, puede formarse una flama dechorro de longitud considerable(posiblemente de cientos de pies de largo)a partir de un agujero de menos de un piede diámetro.

2.3.2.2 Bolas de fuego como resultante deBleve.

Las exposiciones de vapor por expansiónde líquidos en ebullición (Bleve por sussiglas en inglés) se encuentran entre loseventos más temidos cuando existentanques cerrados de materiales peligrososen estado líquido o gaseoso que seencuentran expuestos al fuego.

Aunque la bola de fuego generalmente esde corta duración, la intensa radiacióntérmica generada puede causar quemadurasseveras y posiblemente fatales a laspersonas expuestas a distanciasrelativamente considerables en cuestión desegundos.

El fenómeno que lleva a un BLEVE puedeocurrir con la mayoría de los líquidoscalentados en exceso dentro de uncontenedor cerrado o con ventilacióninadecuada, sean inflamables o no, o seanmateriales puros o mezclas, a menos que seconsideren otros factores circunstanciales.

2.3.2.3 Fuegos de nubes de vapor opolvo.

Los vapores emanados de un charco delíquido volátil o los gases que se ventilande un contenedor perforado o dañado, si nose incendian inmediatamente, forman una

pluma o nube de gas o vapor que se mueveen la dirección del viento. Si esta nube opluma entra en contacto con una fuente deignición en un punto en el que suconcentración se encuentre dentro delrango de sus límites superior e inferior deinflamabilidad, puede generarse un murode fuego que se dirige hacia la fuente delgas o vapor, engullendo cualquier cosa quese encuentre en su camino.

2.3.2.4 Fuegos en derrames de líquidos.

Un fuego en derrames de líquidos se definecomo un fuego que involucra una cantidadde combustible líquido tal y como lagasolina derramada sobre la superficie delterreno o sobre agua. los peligrosprincipales para las personas o propiedadesincluyen la exposición a la radiacióntérmica y/o los productos tóxicos ocorrosivos de la combustión.

Los peligros principales para las personas opropiedades incluyen la exposición a laradiación térmica y/o los productos tóxicoso corrosivos de la combustión. Unacomplicación es el líquido combustiblepuede fluir dependiendo del terreno, demanera descendente hacia las alcantarillas,drenajes, aguas superficiales y otrosrecipientes.

2.3.2.5 Fuegos que involucrancombustibles ordinarios.

Algunos materiales peligrosos, incluyendoalgunos de los sólidos inflamablesdescritos arriba, arden sin riesgosespeciales más allá de los que se asociancon el papel, la madera, u otros materialescomunes. Una vez encendido, no presentauna amenaza especial o fuera de lo común.Con esto, no queremos decir que este tipode incendio no es significativo oimportante para considerar en la planeación



de emergencias, sólo que la naturaleza dela amenaza es encontrada frecuentementepor el personal de servicio contra incendiosy es muy conocida por ellos.

2.4 PRODUCTOS DE LACOMBUSTIÓN.

Además de producir calor y radiacióntérmica, los incendios que involucranciertos materiales peligrosos puedengenerar humo y gases que son más tóxicosque los que se desprenden de sustanciasordinarias. En la mayoría de los casos, elcalor del fuego ocasiona que los productosde la combustión se eleven hacia el cielodonde se diluyen con el aire, por debajo delos niveles de peligro antes de aproximarsenuevamente a la superficie del terreno.

Sin embargo, en ocasiones su nivel detoxicidad puede ser tan alto que hacenecesaria la evacuación de la poblaciónhasta que se haya extinguido el fuego.

2.5 PELIGRO DE EXPLOSIÓN.

Un manejo inadecuado o descuidado de unmaterial inflamable resulta ser a menudo elcausante principal del peligro, por lo queun manejo cuidadoso y consideradocontribuirá significativamente a limitar lasposibilidades de producirse una explosión.

2.5.1 DEFINICIÓN.

En adelante veremos primero lascondiciones y factores que definen elpotencial de ambos tipos de explosiones,tanto térmicas como no térmicas, seguidode una explicación de cómo pueden sermedidos los efectos de una explosión yentonces veremos los distintos tipos deexplosiones que cumplen con criteriosanteriores y que pueden encontrarse en

accidentes relacionados con materialespeligrosos.

2.5.2 FACTORES QUE INFLUYENEN EL POTENCIAL DEEXPLOSIÓN.

Dentro de los factores de explosión seencuentran las explosiones térmicas y notérmicas.

2.5.2.1 Explosiones térmicas.

El conjunto de condiciones bajo las cualesson más comunes las explosiones de gaseso vapores, comprende la ignición delmaterial dentro del espacio confinado de unedificio, una tubería de drenaje, un túnel,un tanque de almacenamiento de líquidoparcialmente vacío (en tierra o transporte)u otro contenedor.

La fuerza o potencial de una explosióntérmica, de cualquier manera que unodesee expresarla, es una función de tresfactores principales:

- La cantidad de combustible.- La cantidad de energía disponible.- La fricción de la energía disponible(conocida como el factor de eficiencia) quese espera sea liberada en el momento de laexplosión.

2.5.2.2 Explosiones no térmicas.

El tipo más sencillo de explosión notérmica a entender es que se debe a lapresurización excesiva de un contenedor decualquier tipo, sellado ventiladoinadecuadamente. De manera muy similara como estallaría un globo si se inyectademasiado aire, las paredes de un tanquesellado u otro contenedor puede romperseviolentamente si se introduce demasiadogas o líquido, si una reacción química



interna produce gases o vapores en exceso,o si una reacción u otra fuente de calorincrementa la presión de vapor interna delcontenido hasta el punto en que las paredesse estiren más allá de su punto de ruptura.

2.5.3 TIPOS DE EXPLOSIONES.

La mayoría de los tipos básicos deexplosiones se han descrito previamente,pero es conveniente listarlos nuevamente yproporcionar una definición más formal delos términos.

2.5.3.1 Explosiones por sobrepresión deun tanque o contenedor.

Como se mencionaba anteriormente, estoseventos son el resultado de la presiónexcesiva dentro de un tanque sellado u otrocontenedor y son denominadas explosionesno térmicas. Ocurren cuando la presiónexcesiva ocasiona la violenta ruptura de lasparedes del tanque o contenedor, comocuando un globo explota cuando se leinyecta demasiado aire.

2.5.3.2 Explosión de polvo.

Una nube de polvo combustible que seencuentra en el aire y tenga unaconcentración que se encuentre dentro desus límites superior e inferior deexplosividad puede explotar cuando seenciende. Las explosiones ocurrenusualmente cuando el polvo llena la mayorparte de un espacio cerrado de algún tipo.

2.5.3.3 Explosiones de gas o vapor.

Como en el caso de los polvos en el aire,un gas o vapor que se encuentre dentro delas concentraciones límite deinflamabilidad o explosividad puede causaruna deflagración, explosión o detonación alencenderse. Estos eventos pueden ocurrir

cuando la mezcla de aire-combustible seencuentra confinada total o parcialmente ocompletamente en libertad, pero elconfinamiento incrementa de maneradefinitiva la probabilidad de lesiones odaños materiales significativos. Note que elmaterial puede ser liberado directamente almedio ambiente vulnerable o puededesarrollarse a partir de líquidos enebullición o evaporación que han entrado alárea.

2.5.3.4 Explosiones o detonaciones defase condensada.

Como se comendaba anteriormente,cuando la sustancia que explota o detona esun líquido o sólido, el evento es llamado amenudo como una explosión o detonaciónde fase condensada. Aquellos que utilizaneste término son más propensos adenominar a los eventos que involucrangases o vapores en el aire comoexplosiones o detonaciones de fase difusa ode fase gaseosa.

2.5.3.5 Explosiones de vapor porexpansión de líquidos enebullición.

En la sección anterior se describe a losBLEVES en detalle al explicar los peligrosconcernientes al fuego, en donde seafirmaba que no se les asocia con fuertesondas de impacto en la mayoría de loscasos. Obviamente, esto significa que enocasiones es posible que ocurran ondas dechoque o impacto con suficiente potenciapara causar daños o lesiones.

CAPÍTULO III



3 ANÁLISIS DE FUEGO YEXPLOSIÓN (EPA, AICHEY FEMA).

El análisis de fuego y explosión se realizade acuerdo a la metodología de la Agenciade Protección Ambiental, InstitutoAmericano de Ingenieros químicos y laAgencia de Administración Federal deEmergencias los cuales son de EstadosUnidos.

3.1 GENERALIDADES DEL RIESGODE FUEGO Y EXPLOSIÓN.

El análisis de riesgos es un conjunto deprocedimientos cualitativos y cuantitativosque permiten evaluar el riesgo a partir delestablecimiento de los eventos iniciantes,eventos amenazantes, caracterización delos escenarios de riesgo y de la estimaciónde sus consecuencias.

Gráfico No. 1: Esquema del desarrollode la amenaza

Fuente: Dinámica HeurísticaElaborado por: Cristian Chuquín

3.1.1 CARACTERIZACIÓN DE LOSESCENARIOS DE RIESGO.

Los escenarios de riesgos se definen comolocalizaciones ó áreas físicas que bajocondiciones específicas de operación,mantenimiento y ambientalesdesencadenan accidentes no deseables o

daños sobre el personal, los activos, lacontinuidad de la operación y el medioambiente.

3.1.1.1 Eventos iniciantes.

Las causas iníciales o eventos iniciantes deun escenario de riesgo se definen como laliberación de materia y/o energía,contenida en recipientes, tuberías de flujo oequipos. Cada una de las facilidadesconlleva una amenaza diferente, por talrazón es necesario detallar las causas quepueden alterar las condiciones normales decada una.

3.1.1.2 Tanques de almacenamiento.

Las fallas en los tanques dealmacenamiento que ocurren con mayorfrecuencia son debidas a erroresoperacionales y a otras causas tales comoincendios ó explosiones en equiposvecinos. Para tanques pequeños dealmacenamiento los motivos de falla máscomunes son escapes y obstrucciones entuberías de salida y trasiego. Elrompimiento, como factor de falla, esgeneralmente originado por eventosexternos tales como choques, sobrepresióno incendios.

3.1.1.3 Equipos de proceso.

Entre las causas de falla para equipos deproceso se tienen:

Mantenimiento inadecuado. Falla por sobrepresión. Movimiento en estructuras. Falla en sellos, válvulas y bridas. Estática. Corrosión o erosión. Vibración que causa fatiga.



3.1.1.4 Líneas de proceso.

Las causas de falla en secciones de líneasde proceso corresponden a bloqueos,escapes o rupturas. Sólo en casos extremosla corrosión será una causa de bloqueo. Lasprincipales causas de falla corresponden adepósitos, impurezas o cuerpos extrañosespecialmente en los puntos bajos dealguna sección de la línea o a flujos estáncados. Los escapes o las rupturas de líneasde proceso pueden ser causados por:

Corrosión o erosión Sobretensión, Esfuerzos por expansión, Movimiento en estructuras. Procesos de excavación que pueden

afectar a las líneas subterráneas. Explosiones o sobrepresiones

internas o externas.

3.1.1.5 Fuentes de ignición.

Cualquier fuente de calor natural oartificial capaz de encender productosinflamables, combustibles o gasescombustibles. En las instalaciones objetodel estudio las principales fuentes deignición son:

Vehículos. Fósforos/ cigarrillos. Electricidad estática. Descargas atmosféricas (rayos). Cortocircuitos.

3.1.2 TIPO DE FUENTE.

El modelo SCRI-SLAB considera cuatrotipos de fuente (IDSPL);

1.- Emisión de un derrame en evaporación;2.- Emisión de chorro horizontal;3.- Emisión de chorro vertical;

4.- Emisión instantánea o emisión de underrame en evaporación de corta duración.

CAPÍTULO IV

4 DIAGRAMAS DEPROCESO Y FLUJO DEALMACENAMIENTO YDESPACHO.

EP-PETROECUADOR, es la responsabledel transporte, almacenamiento ycomercialización de hidrocarburos (segúnLey Especial de la Empresa EstatalPetróleos del Ecuador y sus empresasFiliales),le corresponde establecer elcorrecto y normal cumplimiento de lasactividades relacionadas con el movimientode los hidrocarburos, desde la recepción deproductos provenientes de refinerías y/oimportaciones, transferencia de custodiode productos entre Poliductos, Terminalesy Depósitos de Almacenamiento, hasta eldespacho del producto al cliente final.

4.1 DIAGRAMA DE PROCESO DEALMACENAMIENTO YDESPACHO.

Los diagramas de flujo son una manera derepresentar visualmente el flujo de datos através de sistemas de tratamiento deinformación. Los diagramas de flujodescriben que operaciones y en quesecuencia se requieren para solucionar unproblema dado.

4.2 CONSTRUCCIÓN DELDIAGRAMA DE PROCESO DELAS ÁREAS DEALAMACENAMIENTO YDESPACHO.



Este se rige por una serie de símbolos,normas y pautas convencionales las cualesson:

1. El formato o esqueleto delflujograma debe dividirse en partesque representan a losdepartamentos, secciones odependencias involucradas en elprocedimiento.

2. Se debe mostrar una mismadependencia más de una vez en elflujograma aun cuando las accionesdel procedimiento regresen a lamisma.

3. Las líneas indicadoras delflujograma deben ser más delgadasque las líneas divisorias delformato, rectas y angulares, dotadasde flechas en sus extremosterminales.

4. Cada paso o acción delprocedimiento debe enumerarse conclaridad y describirse brevementecon muy pocas palabras.

5. Cuando algún documento quedaretenido en alguna dependencia delflujograma se indica según sea.

6. Cuando hay que destruir algúndocumento luego de ser utilizado enel procedimiento se indica con una(X) grande.

7. Cuando en el procedimiento algúndocumento da origen a otro seindicará en el flujograma medianteuna flecha interrumpida.

8. Al igual que vimos en losorganigramas en los flujogramascuando varias líneas se entrecruzan

sin tener relación se indica medianteuna inflexión en cualquiera de ellas.



4.2.1 SIMBOLOGÍA.

Tabla No. 3: Simbología de los diagramas de flujoSímbolo Nombre Explicación

Terminador (comienzo o final delproceso)

En su interior situamos materiales,información o acciones para comenzaro para mostrar el resultado en el finaldel mismo

Proceso (actividad)Tarea o actividad llevada a cabodurante el proceso. Puede tener muchasentradas pero solo una salida.

Conector (conexión con otrosprocesos)

Nombramos un proceso independienteque en algún momento parecerelacionado con el proceso principal.

Decisión (decisión/bifurcación)Indicamos puntos en que se tomandecisiones: si o no, abierto cerrado.

DocumentoSe utiliza para hacer referencia oconsulta de un documento especificoen un punto del proceso.

ProcesoMuestra el proceso a ser realizado odel que se deriva el diagrama.

Línea de flujo (conexiones de pasoo flechas)

Muestra la dirección y sentido del flujodel proceso, conectando los símbolos.

Nota aclaratoriaNo forma parte del diagrama de flujo,es un elemento que se adiciona a unaoperación o actividad para dar unaexplicación.

Fuente:http://www.monografias.com/trabajos60/diagrama-flujo-datos/diagrama-flujo-datos2.shtmlElaborado por: Cristian Chuquín



4.2.2 DESARROLLO DE LA CONSTRUCCIÓN.Gráfico No. 2: Proceso de recepción de productos, terminal Ambato




Gráfico No. 3: Continuación del proceso de recepción de productos, terminal Ambato




Gráfico No. 4: Proceso de despacho de productos del terminal Ambato




Gráfico No. 5: Continuación del proceso de despacho de productos del terminal Ambato




CAPÍTULO V

5 SIMULACIÓN Y ANÁLISIS DEMODELOS DE FUEGO YEXPLOSIÓN EN EL ÁREA DEALAMCENAMIENTO YDESPACHO.

Se realizara la simulación de los modelosde acuerdo a las diferentes condicionesencontradas en el Terminal de ProductosLimpios Ambato de EP-PETROECUADOR.

5.1 FUEGO EN UN DERRAME-GASOLINA, EN DIQUE TA-01.

A continuación se realizaran la simulaciónde Pool Fire (fuego en derrames) degasolina TA-01.

5.1.1 FUEGO EN UN DERRAME-GASOLINA.

Para la simulación de modelo de fuego enderrames es necesario ingresar lossiguientes datos en el sistema como son.

Reporte de la simulación de Gasolina enel Tanque-01.

En esta ventana se muestran los datos deentrada y resultados del modelo,organizados en forma tabular, en primerlugar la radiación calculada a las distanciasespecíficas y/o de interés, seguido por losdatos de los niveles de radiación a nivel delpiso, así como las dosis equivalentes segúnlos tiempos de exposición y duración delfuego.



CONCLUSIONES

En este proyecto se ha realizado un análisisde los riesgos de fuego y explosión en lasáreas de almacenamiento y despacho de locual se concluye.

Se realizo la simulación del modelode fuego en un derrame de gasolinay diesel, con datos e informaciónreal de presión de almacenamientoy descarga de productos, obtenidosde las áreas de almacenamiento ydespacho, generando unosresultados con una granaproximación a la realidad en elcaso de presentarse un siniestro deesta naturaleza.

Mediante la simulación del modelode Fuego en un Derrame de diesel ygasolina en diques e isla de cargaprincipal se determino la radiaciónvs distancia, dosis vs distancia,radio de incidencia de la radiación ydosis desde el centro del derramehacia el receptor, generando así losdatos correspondientes a estemodelo.

Realizada la simulación de pool fire(fuego en un derrame) se concluye,que al materializarse un evento deestos en islas de carga y tanques dealmacenamiento se generan radiosde incidencia por la radiaciónafectando a instalaciones delterminal de productos limpiosAmbato y edificaciones máscercanas, siendo estos radios lossiguientes:

Reporte de fuga de gasolina en el tanque-01 página 140, reporte de fuga de dieseltanque-04 página 156, reporte de fuga de

gasolina isla principal página 172, reportede fuga de diesel isla principal página 188.

Los Diagramas de procesosestudiados durante el desarrollo deeste proyecto de investigación sonuna herramienta importante con laque se cuenta, para crear un diseñomás sofisticado y actualizado de losprocesos de almacenamiento ydistribución de derivados delterminal Ambato.

Al establecer los procedimientosoperativos de almacenamiento ydespacho del Terminal deProductos Limpios Ambato, se haconcluido que en la actualidadtodas la industrias petroleras debencontar con procedimientosestandarizados a fin de poderrealizar las actividades de estosprocesos sin ningún tipo de riesgo.

RECOMENDACIONES

Para realizar la simulación de losdiferentes modelos de fuego yexplosión se debe considerar losdatos de temperatura, humedadrelativa, densidad del combustible,área, escenario meteorológico, loscuales deben ser reales para que lasimulación se acerque más a larealidad.

RADIACIÓNkw/m2

TANQUES ISLASDiesel

(m)Gasolina

(m)Diesel

(m)Gasolina

(m)Zona riesgomáximo 31,5 45,72 76,37 18,2 17,26

Zona deintervención 12,6 74,57 123,86 30,86 29,89

Zona dealerta 5,05 117,79 195,24 49,37 48,16



En caso de materializarse un eventocomo este se debe activar la alarmaparar todas las operaciones dentrodel Terminal Ambato, yseguidamente tanto el personal dela empresa, y todas las personasajenas presentes en el Terminaldeben acatar las disposicionesdictadas por el personal deseguridad, en este caso trasladarseal punto de reunión lo más prontoposible.

El área de seguridad del TerminalAmbato, ante los datos de radiacióny dosis térmica generados en losreportes de cada una de lassimulaciones de Fuego de unDerrame, debe tomar las medidas yacciones pertinentes, además laactualización del plan decontingencia para reducir el riesgo.

Se debe realizar el diseño einstalación de un sistema contraincendios en la isla secundaria, esde vital importancia para el buenfuncionamiento del Terminal deProductos Limpios Ambato.

Se debe capacitar correctamente alpersonal que labora en las áreas dealmacenamiento y despacho dederivados, esto contribuirá a unmayor control dentro del Terminalde Productos Limpios Ambato, parade esta manera manteneractualizados los conocimientos delos trabajadores sobre los procesoso los cambios realizados en ellos.

Se debe tener en cuenta al momentode realizar un diagrama de flujo deun proceso específico, que este sealo más claro posible para que así

cualquier persona interesada puedaentenderlo e interpretarlo conclaridad.

Realizar simulacros de formaperiódica en las áreas de tanques dealmacenamiento e islas de cargacon el fin de preparar al personaldel Terminal de Productos LimpiosAmbato a una posible emergencia yque estos puedan responder rápiday efectivamente.

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