SISTEMA DE LUCHA CONTRA INCENDIOS PARA TANQUES DE ALMACENAMIENTOINTRODUCCINEl manejo, el transporte y almacenamientos de lquidos combustibles e inflamables puede ser algo muy riesgoso en cualquier industria que los utilice. Las caractersticas propias de los productos combustibles e inflamables, hacen que se requiera contar con equipos, materiales y normas de seguridad para hacer frente a una contingencia en caso de ocurrir. Por lo tanto, es indispensable tener informacin a la mano, para que se tome como base en la contratacin de servicios de la ingeniera de diseo de tanques de almacenamiento (y sus respectivas reas en caso de contar con diques).MARCO TERICOCLASIFICACIN DE LQUIDOS DE ACUERDO A NFPA 30 Lquido inflamable: Liquido con un punto de inflamacin menor de 37.8 C y una presin mxima de vapor de 40 psia a 37.8 C. Este tipo de lquidos son comnmente conocidos como los de Clase I. Esta clase se divide en las siguientes categoras:Clase IA. Lquidos con temperatura de inflamacin inferior a 22.8 C, cuya temperatura sea menor a 37.8 C. Ejemplos: Dietil ter, xido de etileno, algunos combustibles crudos livianos como el propano. Clase IB. Lquidos con temperatura de inflamacin inferior a 22.8 C, pero cuya temperatura sea mayor o igual a 37.8 C. Ejemplos: Gasolinas para motores y de aviacin, tolueno, lacas, diluyente para lacas. Clase IC. Lquidos con temperatura de inflamacin entre 22.8 y 37.8 C. Ejemplos: Xileno, algunas pinturas y algunos cementos en base a solvente.Liquido Combustible: Liquido con un punto de inflamacin mayor de 37.8 C y una presin mxima de vapor de 40 psia a 37.8 C. Este tipo de lquidos son comnmente conocidos como los de Clase II, Clase IIIA y Clase IIB. Clase II: Lquidos con temperatura de inflamacin igual o mayor a 37.8 C, pero menor a 60 C. Ejemplos: Diluyente para pinturas. Clase IIIA: Lquidos con temperatura de inflamacin igual o mayor a 60 C, pero menor a 93 C. Ejemplos: Combustible para calefaccin domstica.Clase IIIB: Lquidos con temperatura de inflamacin de 93 C y mayores. Ejemplos: Aceites de cocina, aceites lubricantes, aceite para motores.En NFPA 30, se define tanque, como todo aquel recipiente con lquidos combustibles o inflamables con una capacidad mnima de 60 galones. La informacin que aqu se describe, no trata envases o contendores menores a dicha capacidad.Existen 3 tipos de tanques, los cuales son los atmosfricos verticales, los tanques a presin (esfricos y horizontal es) y los de baja presin (servicio criognico ) que estos pueden ser verticales.De acuerdo a NFPA 11, los tanques atmosfricos verticales se clasifican en tres tipos, y estos son: Los tanques atmosfricos de techo fijo, los tanques de techo flotante de membrana flotante interna y externa.Proteccin Contra incendioEst en base al tipo de lquido combustible e inflamable que ser almacenado, al dimetro del tanque, a la configuracin del tanque y al mtodo de aplicacin de la espuma. Proteccin para tanque atmosfrico vertical de techo fijo (techo soldado). Monitores y mangueras de espuma.Aplicacin superficial con salidas fijas de descargas de espuma. Aplicacin subsuperficial (en la base). Mtodos de aplicacin semi-superficial. Anillos de enfriamiento por espreado de agua. Proteccin para tanque atmosfrico vertical de membrana externa flotante Salidas de descarga fijas. Lneas de Mangueras de espuma. Monitores de espuma. Proteccin para tanque atmosfrico vertical de membrana interna flotante La proteccin de este tipo de tanques debe tratarse igual a la de un tanque fijo.

PROCEDIMIENTOCLCULO DEL REA DEL ANILLO DE REPOSO DEL TANQUE DE TECHO FLOTANTEA2

A1

Para calcular el rea de las circunferencias se aplica la frmula:A = r2Posteriormente se aplica la frmula para determinar el rea del anillo:Aa = A2 A1TK01Unidades

Dimetro35m

Ancho Ala0,6m

Tiempo55Min

Ratio Espuma4,1Lt/m2min

Ratio Agua8,2Lt/m2min

rea Total962,113m2

rea 1940,247m2

rea 264,842m2

Vol. Espuma14621Lt de espuma formada

Vol. Espuma (bbl)92bbl de Espuma

Vol. Liq Esp.658Lt de Lquido Espumgeno

Vol. Liq Esp. (bbl)4,14bbl de Liq. Esp.

Flujo266Lt/min

Se calcula el rea del crculo superior, y el del crculo interior, se realiza la resta, mediante el Ratio y el rea calculada se calcula el volumen total de espuma.Considerando el 3% de lquido espumigeno se obtiene el Volumen del mismo, el restante es el agua utilizado para la formacin de espuma.Vol. Espuma = rea del Anillo x Ratio x Tiempo CLCULO DEL REA DE REFRIGERACIN POR CORTINAS DE AGUA

Para calcular el rea que debe cubrir la cortina se aplica para la tapa:At = r2Para calcular el rea del cuerpo tenemos:Ac = 2rhTK02TK03

Dimetro2015

Altura2520

rea cuerpo1570,796942,478

rea tapa314,159176,715

rea Total1884,9561119,192

rea de Refrigeracin3004,148m2

Vol. De Agua6651183,62Lt de Agua

Vol. De Agua (bbl)41831,344Bbl de Agua

Se calcula el rea de las tapas como las reas de los contornos de los tanques, con el Ratio de flujo del agua para un tiempo de 4 horas y media, se determina el volumen de agua requerida.Vol. Agua = rea de la Cortina x Ratio de agua x Tiempo

CLCULO DE LA PERDIDA DE PRESIN DE LA ESPUMA PARA EL TANQUE DE TECHO FLOTANTE

Mediante la frmula se determina la perdida de presin por friccin considerando el factor de friccin obtenido del diagrama de Moody.

La longitud se obtiene de la suma de las longitudes horizontales, inclinacin y altura. Adems se adiciona la longitud equivalente de los accesorios.Para la perdida de presin hidrosttica se aplica:P = g(H)La suma de estas prdidas de presin, junto con la mnima presin requerida de 40 psi, son la presin de salida del Venturi la cual es el 70% de la presin de inyeccin.Presin final40psi

Dimetro3plg

Velocidad1,4m/s

Altura Venturi1,5m

Densidad 1000kg/m3

Viscosidad1002mPa*s

Rugosidad acero0,15mm

Nro Reynolds106467,0659

Rugosidad relativa0,001969

F de friccin (f)0,02493

Del diagrama de Moody

Longitud de inclinacin2,12m

Longitud horizontal60m

Longitud vertical (H TK01)20m

Longitud Total Tuberia82,12m

Longitud Eq Accesorios

3 Codos de 906,858m

2 Codos de 452,4384m

Long. Total Accesorios9,296m

Longitud Total91,418m

Prdida de Presin por Friccin29310,537Pa

Prdida de Presin por Friccin (psi)4,251psi

Prdida de Presin por altura26,27psi

Presin despus del Venturi70,521psi

Presin de inyeccin100,744psi

Con la frmula:Po = (Pf + PH + Pf)/0,7Se obtiene una presin de inyeccin al Venturi de 100 psi.CLCULO DE LA ARENA REMOVIDA PARA LA CONSTRUCCIN DEL RECINTOSe aplica la siguiente frmula para determinar el Volumen del Recinto que debera evitar que el contenido de los tanques rebalse en el caso de una emergencia:VR = 1,5V(TK01) + (V(TK02)+V(TK03))CONSIDERANDO SOLO LA ALTURA DEL RECINTO PARA LOS TANQUES MS PEQUEOSTK01TK02TK03

Dimetro352015

Altura202520

Volumen19242,267853,983534,29

Volumen (galones)5063751,322066837,27930076,77

Solo se considera 3m de altura de los tanques ms pequeos

Volumen TK0119242,255m3

Fs1,5

Volumen TK02942,478m3

Volumen TK03530,144m3

Volumen del Recinto30336,00406m3

Distancia entre TK01 y TK029,167M

Distancia entre TK01 y TK038,333M

TK01TK02TK03

Distancia de los tanques hacia los muros27,43725,1516,859

Altura del Muro3m

Longitud L1118,755m

Longitud L2122,755m

Longitud B194,630m

Longitud B298,630m

P1426,770m

P2442,770m

AL1304,310m2

A111237,781m2

A212107,321m2

AT24649,412m2

VT35009,553m3

Volumen de Arena Removida4673,549m3

Para calcular el volumen de la pirmide que se formara se utiliza la siguiente frmula:

Podemos observar la distribucin de las distancias en el siguiente grfico:

Dichas distancias se obtuvieron de la NFPA 30 segn las siguientes especificaciones:

Se vio necesario aumentar la altura del Recinto a 3 metros para que pueda cubrir todo el volumen que podra derramarse de los tanques.Finalmente para obtener el Volumen de arena removida se utiliz:

Donde:Va = Volumen de arena RemovidaVf = Volumen de la pirmide truncadaVr = Volumen del RecintoCONCLUSIONESFinalmente se logr obtener todas las variables necesarias para poder montar un sistema contra incendios para tanques de almacenamiento. Los resultados ms importantes obtenidos fueron:Volumen Total de Agua = 42000 bbl aproximadamenteVolumen de Lquido Espumgeno = 1,4 bblPresin de inyeccin al sistema de espuma = 100 psiVolumen de Arena Removida = 4673 m3