- Resumen
- Pérdidas
- Normas de
seguridad - Peligro de Fuego y
Explosiones - Tormentas Eléctricas e
Inventariado en Tanques - Circuito
Supresor - Circuito
Derivador - Conexión a Tierra y
Apantallado - Experiencia en
Campo - Conclusiones
- Bibliografía
- Anexos
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El almacenamiento de
los combustibles en forma correcta ayuda a que las
pérdidas puedan ser reducidas, aunque no eliminadas, por
las características propias de los productos del
petróleo.
Una de las pérdidas que tienen mayor peso son las
que se producen por variación de temperatura;
la pintura de los
tanques tiene una gran influencia para estas
variaciones.
También se abordan aspectos de suma importancia a
tener en cuenta para operar con los tanques de petróleo.
Debido a que estos alcanzan alturas significativas, están
expuestos a los rayos de las tormentas eléctricas y
producto de su
contenido (combustible), son flamables y pueden ocasionar
accidentes
lamentables. Sin embargo, hay un número definido de normas
de seguridad las cuales deberán ser seguidas estrictamente
para evitar lesiones serias o la muerte,
así como también daños a la propiedad y
pérdida de producción.
Palabras claves:
Seguridad
Pérdidas
Normas
Inventariado
Tanques
Petróleo
PÉRDIDAS Y NORMAS DE
SEGURIDAD
- JIS: (Japanese Industrial Standard) Normas
Industriales de Japón. - NFPA: (National Fire Protection Association)
Asociación Nacional de Protección Contra Incendios.(EUA) - CENELEC: Comité Europeo de Normalización
Electrónica
Un tanque que almacena petróleo combustible, el
color preferido
para este tipo de combustible es el negro, por la
absorción de calor que este
color propicia, y hace más fluido el
petróleo al ganar en temperatura.
Los productos blancos del petróleo (diesel,
queroseno, naftas y gasolinas) deben estar almacenados en tanques
en que el color de la pintura haga reflexión a la luz, por lo que
en estos casos se escoge el aluminio
brillante para el envolvente, y el blanco brillante para el
techo.[A2]
El siguiente ejemplo muestra las
pérdidas en un mes de un tanque de 850 m3 de un
producto volátil por concepto de
pintura o malas condiciones del techo del tanque debido a la
evaporación.
Con el techo en malas condiciones de pintura
tendrá:
670 litros más de pérdida que pintado de
blanco.
340 litros más de pérdida que pintado de
aluminio.
Otro factor a considerar en las pérdidas de
combustibles es la presión.
Cuando abrimos el registro de
medición para medir la altura del producto
por medio de la lienza, gran parte de la presión se libera
a la atmósfera produciendo un escape de vapores,
compuesto por aire y gas puro, que
representa una pérdida de acuerdo con la capacidad del
tanque.
Si tomamos por ejemplo una gasolina motor a una
temperatura de 26,7 oC la pérdida en litros que
ocasiona esta diferencia de presión, antes de abrir el
registro de medición y después de cerrarlo, puede
estimarse como sigue en un tanque de 5 000 metros cúbicos,
con diferentes por ciento de llenado el tanque.
Tabla 1.1 Pérdidas debido a la
caída de presión.
Caída de presión en | Pérdidas en | |
Lleno con un 75% | 110 | 25 aproximadamente. |
Lleno con un 50% | 110 | 50 aproximadamente. |
Lleno con un 25% | 110 | 74 aproximadamente. |
Esta pérdida puede disminuir a una cantidad mucho
menor, si se instala un tubo que vaya desde el registro de
medición en el techo del tanque, hasta una altura
calculada del fondo; al abrir el registro para medir, solamente
se escapará la presión que hay en el tubo, con el
consiguiente ahorro de
combustible, ya que la presión en el tanque se
mantendrá con muy poca variación; el
manómetro instalado en el techo del tanque indicará
la presión o depresión
en el interior, y la corrección que hay que hacer a la
medición para conocer la altura del producto en el
interior. De no tener estos accesorios en el tanque, se
recomienda efectuar las mediciones en las primeras horas del
día, en que la presión dentro del tanque es menor,
y por lo tanto menor el escape de gases.
Cuando se almacena un producto volátil en un
tanque, es imprescindible una sistemática revisión
para detectar cualquier escape de gases, ya sea por el registro
de medición, perforación en el techo, o por otros
registros;
estos escapes traen como consecuencia que la válvula de
presión y vacío no retenga presión, lo que
puede producir pérdidas ascendentes a varios miles
dé litros mensuales, de acuerdo con la capacidad del
tanque.
Al igual que en los grandes tanques de almacenamiento,
donde las pérdidas deben ser analizadas diariamente para
encontrar las causas, los tanques soterrados aunque más
pequeños, están sujetos a situaciones que no pueden
ser detectadas visualmente; por esta razón, igualmente
deben ser analizadas sus pérdidas, en evitación de
perforaciones por corrosión debido principalmente a suelos con poca
resistencia
eléctrica; igualmente sucede a la tubería de
succión, la cual se vacía al terminar cada entrega
produciéndose por lo tanto una pérdida.
Ejemplos de medidas de seguridad fundamentales en el
Inventariado y manejo en tanques de petróleo son las
siguientes:
- No fumar o llevar materiales
humeantes. Es muy posible que haya materiales
volátiles con bajo punto de inflamación presentes. - No pisar o caminar sobre los techos de los
tanques. - Conservar la cara y la parte superior del cuerpo
apartada cuando se abran las portezuelas del muestreador. Es
muy posible que se produzca una emisión de gases
acumulados y vapores al abrir la portezuela. - Nunca, bajo ninguna circunstancia debe entrar a un
tanque, salvo que esté usando ropa de seguridad y un
dispositivo de respiración aprobado y haya otro
operador presente afuera para avisar o auxiliar en caso
necesario.(B2)
En Cuba se
extreman las medidas de seguridad con el objetivo de
disminuir los accidentes de trabajo y
preservar el medioambiente. Está establecido a partir del
momento, que todo tanque que se vaya a poner en operación,
ya sea reparado o construido, debe contar con un sistema contra
incendio de tecnología de punta,
aunque la inversión sea alta por este
concepto.
Este sistema consta de unas tuberías que forman
anillos alrededor del tanque. El anillo inferior es el encargado
de verter agua y el
superior espuma para evitar el calentamiento del tanque y
controlar el incendio. Está normado en los
depósitos de combustible un límite de llenado
máximo por debajo del anillo de espuma para que este
actúe y cumpla su objetivo sin dificultad. Todos los
elementos de este sistema se pintan de rojo y son capaces de
apagar un tanque a cientos de metros del sistema principal a
través de bombas y
tuberías.
En la refinería Ñico López se hacen
pruebas para
comprobar el estado de
dicho sistema y en caso de incendio tiene el apoyo del comando de
bomberos que radica en dicha refinería.
Peligro de Fuego
y Explosiones (B1)
La mayoría de instrumentos de los Sistemas de
Inventariado están instalados en tanques que contienen
productos inflamables. Por ello dichos instrumentos deben tener
protección antideflagrante, y los elementos
electrónicos que estarán ubicados en el interior de
los tanques, en contacto permanente con la atmósfera de
los productos, como serían los sistemas de medida de
temperatura en uno o varios puntos, deben tener protección
de tipo seguridad intrínseca. En el pasado cada
país tenía sus normas de seguridad, pero
actualmente ya existen reglamentaciones armonizadas entre
distintos países.
La normativa europea CENELEC [T] y la americana
NFPA [T] son aceptadas en muchos países. La
Seguridad del equipo, o lo que es lo mismo, la
verificación de que la construcción antideflagrante y/o seguridad
intrínseca cumple con las normativas internacionales, debe
ser certificada por organismos independientes autorizados. Los
institutos más conocidos en esta materia son:
"Factory Mutual Research" (USA) y JIS [T]
(Japón).
Un buen Sistema de Inventariado se caracterizará
en que sus instrumentos no solamente cumplen con lo que marcan
las normativas, sino que las exceden, anticipándose a las
futuras demandas en seguridad de las mismas. En dichos requisitos
futuros se incluyen la eliminación del aluminio dentro de
los tanques de almacenamiento (zona "0"), y la limitación
de la energía cinética, de las partes en movimiento
integradas en los equipos de Inventariado, hasta valores mucho
más bajos de los estipulados como de riesgo de
ignición.
Tormentas
Eléctricas e Inventariado en Tanques (B1)
Los rayos pueden provocar situaciones peligrosas, por lo
que deben tomarse medidas para proteger el parque de tanques y el
Sistema de Inventariado contra dichos peligros. Los sistemas
modernos de inventariado incluyen muchos circuitos
electrónicos. La posición de los equipos
eléctricos en la parte superior de los tanques hace que
sean más vulnerables a daños por tormentas que
cualquier otro equipo industrial.
Los sistemas de comunicación de hoy en día
interaccionan con los equipos de campo a través de
redes digitales
únicas, lo cual aumentan la probabilidad de
posibles daños en los equipos ya que la red de comunicación
se extiende por áreas cada vez más y más
amplias. Con los requisitos de elevada fiabilidad y
disponibilidad impuestos al
Sistema de Inventariado, existe la necesidad de métodos de
protección frente a tormentas eléctricas, bien
diseñados y perfectamente experimentados en
campo.
En un parque de tanques, un rayo crea una diferencia de
potencial directa entre el equipo de medida y el sistema receptor
en la sala de control , en el
esquema de conexionado eléctrico vemos al equipo de medida
conectado por un lado a la tierra del
tanque y por el otro al sistema receptor. El resultado es una
diferencia de potencial entre el cable y el equipo medidor o el
cable y el sistema receptor. Esta diferencia entre el equipo y el
cable tiende a igualarse, buscando un camino de baja impedancia
entre la circuitería conectada al cable y tierra. Tan
pronto como la diferencia de potencial excede el voltaje de
aislamiento, se produce un cortocircuito entre la electrónica y tierra. Además,
también aparecerán corrientes transitorias
inducidas en componentes y cables adyacentes.
Estas descargas eléctricas pasando a
través de circuitos
eléctricos causan efectos desastrosos. Cada
semiconductor que no sea suficientemente rápido o capaz de
soportar las corrientes generadas, aún en periodos de
tiempo muy
cortos, será ineludiblemente destruido.
Dos son las técnicas
utilizadas para minimizar los daños producidos por rayos y
corrientes transitorias: Supresión y
Derivación.
Incorporando circuitos especiales en todas las entradas
y salidas de cables, es posible aminorar la magnitud del
transitorio visto por el instrumento.
Un tubo de descarga de gases es la clave de esta
solución. Los tubos de descarga de gases están
disponibles para protecciones contra voltajes desde 60 V hasta
más de 1000 V y tienen un tiempo de reacción de
algunos microsegundos, después de los cuales generan un
paso de gas ionizado conductor. No dan protección hasta
que no son plenamente conductores.
Un "transzorb" o varistor, en combinación con una
resistencia y preferiblemente una inductancia pueden
añadirse para mejorar la protección. Estos semiconductores
reaccionan en un par de nanosegundos y limitan el voltaje. El
mayor problema es que cada vez que reacciona un supresor de
transitorios, se degrada. La fiabilidad es por lo tanto
más bien pobre, lo cual hace que estas técnicas de
protección no sean adecuadas para aplicaciones tan
críticas como el Inventariado en Tanques.
La Derivación es una técnica más
fiable y más adecuada para protección contra
tormentas eléctricas de los instrumentos del Inventariado
en Tanques. Las técnicas modernas de protección
utilizan la derivación en combinación con
apantallamiento y aislamiento galvánico total. Se trata de
una técnica en la que los grandes picos de voltaje son
derivados mas que disipados.
Son utilizados transformadores
desarrollados especialmente en todas las entradas y salidas.
Tienen dos pantallas de tierra internas separadas entre primario
y secundario y el núcleo del transformador. El cableado
proveniente del exterior del equipo está separado
físicamente del cableado interno, al tiempo que se equipan
todos los circuitos con tierras propias con el fin de blindar la
electrónica en su conjunto.
Desafortunadamente este método no
es aplicable con señales
de corriente continua. En este caso se utilizan protecciones
convencionales junto a aislamientos de tipo
galvánico.
Conexión a
Tierra y Apantallado (B1)
Un correcto apantallamiento y puesta a tierra de los
instrumentos y sistemas conectados en campo es de gran ayuda
contra los daños por tormentas eléctricas. El
posible camino de descarga a través de la brida de un
instrumento y la correspondiente brida de montaje, debe disponer
de una resistencia cercana al cero, para prevenir la
creación de diferencias de potencial.
Una débil o total falta de toma a tierra, puede
ser la causa de chispas y la posterior ignición de los
vapores del producto circundante.
Los diversos métodos descritos para
protección contra tormentas eléctricas, han sido
usados durante más de 15 años, con aproximadamente
50.000 instrumentos instalados. Casi el 100% de estos equipos
están instalados en el techo de los tanques de
almacenamiento e interconectados a través de redes de
área local.
Un gran número de instalaciones están
situadas en zonas de riesgo de tormentas eléctricas. Hasta
la fecha, sólo se han producido unos pocos incidentes,
donde las tormentas eléctricas, hayan tenido una
actuación decisiva. Los daños producidos son
siempre limitados y pueden ser reparados localmente con un gasto
mínimo. Antes de que estos métodos de
protección fueran utilizados, se experimentaban más
daños por tormentas eléctricas.
En Cuba las medidas de seguridad se extreman para la
protección del trabajador y los recursos
materiales. Se tiene en cuenta que un accidente en una
refinería o en una zona donde exista una gran cantidad de
combustible, traería consigo perdidas de vidas humanas y
recursos al país.
Las principales medidas son las siguientes,
independientemente que en cada zona de trabajo existen medidas
especiales:
- Prohibido fumar en el área de la planta,
excepto en lugares especiales autorizados para tal
fin. - En cuanto a las visitas, solo personas autorizadas
por la
Administración y no se permite la entrada a menores
de edad. - Se prohibe la permanencia de animales en la
planta. - Se prohibe entrar a la planta con fósforos,
fosforeras, armas de fuego
y linternas que no estén a prueba de
explosión. - Solo podrán introducirse cámaras
fotográficas en la planta con autorización
expresa de la Administración, y en el caso de su
autorizo no podrán tener flash. - Los vehículos automotores no podrán
entrar en la planta, aquellos que no tengan silenciosos en buen
estado; no
tengan el motor cubierto; no tengan las baterías
cubiertas; cisternas sin cadenas conductoras de electricidad
estática
con no menos de 2 eslabones tocando el pavimento, estando
vacías; y tractores diseñados para trabajar en el
campo. - Conexión a tierra de tanques y
equipos.
También se toman medidas específicas en
cuanto a:
- Trabajo dentro de las plantas.
- Sistemas de drenaje, recolección y
disposición de residuales. - La unidad debe estar provista de
botiquines. - Operaciones nocturnas, que introducen riesgos
adicionales de accidentes. - Área de gases.
- Comprobaciones e inspecciones
periódicas. - Diagrama de flujo del sistema de
tuberías. - Carga de gasolina y otros productos
volátiles. (B4) - Altura de llenado de los tanques teniendo en cuenta
su capacidad operacional [A1] para evitar reboses del
producto.
El personal
encargado de las mediciones debe estar el menor tiempo posible en
el techo del tanque, lo que dificulta el trabajo
preciso de la medición impidiéndola en ocasiones
debido a la elevada concentración de gases.
En el caso de los tanques de techo flotante son
necesarios dos operadores, uno para realizar la medición y
un segundo operador situado en la escalera lateral del tanque,
para en caso de un accidente, socorrer al que realiza la
medición debido a la alta concentración de gases en
el techo del tanque.
Los equipos de tele medición de nivel pueden
utilizarse en tanques de almacenamiento de alta presión.
También se pueden realizar mediciones muy exactas en
productos con baja presión de vapor y en tanques que
contengan productos muy viscosos como asfaltos oxidados,
productos contaminantes o líquidos turbulentos. Las
mediciones manuales en estos
casos se ven afectadas por la viscosidad del
producto, dificultando la precisión en la medida y
presentan una alta probabilidad de ignición,
téngase en cuenta que para realizar una medición en
el techo de un tanque, una de las normas de seguridad plantea que
el calzado no puede tener clavos en la suela que puedan provocar
una chispa.
- Las pérdidas tienen una estrecha
vinculación con las mediciones en los tanques de
petróleo, es decir, si modernizamos el sector, se
garantizan pérdidas menores, por lo que las conclusiones
del trabajo tienen ese enfoque. - Invertir en equipos modernos de tele medición
en los tanques destinados a almacenar gas licuado con el
objetivo de sustituir los equipos Rotogauge, los cuales carecen
de certificación y por lo tanto de una
verificación periódica que avale los resultados
de las mediciones, pudiendo lo anterior estar introduciendo
sensibles pérdidas en los volúmenes
obtenidos.
- En equipos de alarmas de nivel de producto con
inversión en equipos modernos se anularían los
equipos flotador que se utilizan como referencia para que el
observador realice la medición y para un control de
nivel en el trasiego. - En equipos de alarmas de nivel de interfases (agua
producto) en los tanques que contengan productos pesados, con
la inserción de equipos modernos se eliminaría la
medición manual, la cual
resulta compleja debido a la viscosidad del
producto. - Analizar la conveniencia de utilizar los equipos
Servo, Radar y HIMS (B3) en el trasiego de combustible.
Existe una recomendación de la
Organización Internacional de Metrología Legal (OIML R 85 edición de 1998) que certifica dichos
equipos para estos fines.
1. Pedrola, J; Subirá, F. El inventariado en
tanques. Revista
Ingeniería Química.
Septiembre-Octubre, 1999.
2. D. Berger, Bill.; Kenneth E. Anderson).
Petróleo moderno. Un manual básico de la industria.
3. ENRAF. Equipos. http://www.enraf.com
(28/03/05).
4. MINBAS. Procedimientos e
instrucciones técnicas para la ejecución de las
operaciones
vinculadas a la actividad de distribución de las unidades de CUPET
.Junio, 2000.
ANEXO 1: CAPACIDADES –
TERMINOLOGÍA
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Capacidad total: Volumen del
tanque totalmente lleno: en tanques horizontales hasta el
límite de la envolvente; en tanques verticales de techo
fijo hasta el anillo que circunda el techo; en tanques de techo
flotante hasta que la parte más alta de los elementos del
techo se iguale con el extremo superior de la envolvente.
Capacidad operacional: Volumen del tanque hasta
la altura máxima a que debe llevarse el tanque por razones
de seguridad y expansión del producto. Como regla general
se establece: tanques horizontales, capacidad total menos 1%;
tanques verticales de techo fijo 300 mm por debajo de la
cámara de espuma o 300 mm por debajo del anillo que
circunda la envolvente cuando el tanque no tiene cámara de
espuma; tanques verticales de techo flotante, igual que la
capacidad total. Bajo circunstancias especiales estas capacidades
podrán ser alteradas por el Administrador del
establecimiento.
Fondaje o residuo: Volumen de producto que no es
factible de entregar a través de la toma normal de salidas
del tanque.
ANEXO 2: COLORES DE
IDENTIFICACION DE TANQUES DE COMBUSTIBLE
Producto | Color primario | Color | Envolvente | Techo |
Gas licuado de | Blanco brillante | – | Blanco brillante | – |
Gasolina de | Naranja | – | Aluminio | Blanco brillante |
Gasolina especial | Bermellón | Azul trianón | Aluminio | Blanco brillante |
Gasolina regular | Bermellón | – | Aluminio | Blanco brillante |
Nafta industrial | Turquesa | Blanco brillante | Aluminio | Blanco brillante |
Nafta especial | Bermellón | Blanco brillante | Aluminio | Blanco brillante |
Solventes | Verde turquesa | – | Aluminio | Blanco brillante |
Tolueno | Azul claro | – | Aluminio | Blanco brillante |
Turbocombustible | Gris acero | – | Aluminio | Blanco brillante |
Turbocombustible | Gris acero | – | Aluminio | Blanco brillante |
Queroseno | Verde esmeralda | Blanco brillante | Aluminio | Blanco brillante |
Combustible diesel | Amarillo tostado | – | Aluminio | Blanco brillante |
Aceites lubricantes | Cocoa | – | Aluminio | Blanco brillante |
Aceite usado | Cocoa | Negro brillante | Negro mate | Negro mate |
Petróleo | Blanco brillante | – | Negro mate | Negro mate |
Petróleo crudo | Negro brillante | Verde manzana | Aluminio | Blanco brillante |
Asfalto | Ferroprotector negro | – | Ferroprotector negro | Ferroprotector negro |
Alcohol | Azul trianon | – | Aluminio | Blanco brillante |
Agua | Gris dublin | – | Gris dublin | Gris dublin |
NOTAS:
- Los techos flotantes se pintaran de
aluminio - En áreas normales se usará pintura
línea 30. En áreas expuestas al aire de mar se
usará la línea 9.
Ing. Néstor Amaury Moreno
Domenech
Estudios realizados:
1997-2002: Ingeniería Hidráulica.
Instituto Superior Politécnico José Antonio
Echeverría (ISPJAE), Ciudad de la Habana,
Cuba.
1993-1996: Graduado de Bachiller, Instituto
Preuniversitario Vocacional de Ciencias
Exactas "Vladimir Ilich Lenin", Ciudad de la Habana,
Cuba.
Enero 2005: Comienzo la maestría "Estudios de
Ciencia,
Tecnología y Sociedad".
Universidad
de las Ciencias Informáticas. Ciudad de La
Habana.
Noviembre 2004-Abril 2005: Curso de postgrado
"Metodología de la Investigación". Universidad de las
Ciencias Informáticas. Ciudad de La Habana.
Julio 2004: Curso de postgrado "Estrategias de
Comunicación". Universidad de la Habana,
Asociación Cubana de Comunicadores Sociales. Ciudad de
La Habana.
Enero-Abril 2004: Curso de postgrado "Curso de
Infotecnología". Universidad de las Ciencias
Informáticas. Ciudad de La Habana.
Noviembre-Marzo 2003-2004: Curso de postgrado "Ciclo
de Gestión de Proyectos de
Cooperación Internacional". Universidad de las Ciencias
Informáticas. Ciudad de La Habana.
Abril-Junio 2003: Curso de postgrado "Gestión
de Proyectos". Universidad de las Ciencias Informáticas.
Ciudad de La Habana.
Febrero 2003: Curso de postgrado "Primer Taller de
Pedagogía para Adiestrado", auspiciado
por el CREA. Universidad de las Ciencias Informáticas.
Ciudad de La Habana.
Diciembre-Abril 2002-2003: Curso de postgrado "Curso
Básico de Inglés". Universidad de las Ciencias
Informáticas. Ciudad de La Habana.
Fecha de realización:
Realicé el trabajo inicial en el año 2002 en
conjunto con Alberto Diaz Machado para el trabajo de diploma.
En este año 2005 le hemos hecho algunos arreglos, ahora
en equipo de 3 personas y decidimos publicarlo.
ING. NÉSTOR A. MORENO DOMENECH
ING. ALBERTO DIAZ MACHADO
MAILÍN PAVÓN RODRIGUEZ
CIUDAD HABANA, CUBA, JUNIO 2005
CATEGORÍA: INGENIERÍA