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CAPITULO I
INTRODUCCION.
1.1 PREFACIO.
El transporte consecutivo de diferentes gases está causando
graves problemas. Antes de que otro gas licuado pueda ser cargado, los vapores
remanentes de la carga anterior tienen que ser eliminados por medio de nitrógeno,
gas inerte o, incluso, por vapores del producto que se va a cargar, con el
propósito de prevenir cualquier peligro de contaminación de una carga por la otra.
Los tanques de carga que se encuentren bajo una atmósfera de
aire, también deben ser purgados por medio de nitrógeno o de gas inerte. La
reducción del contenido de oxígeno es esencial para prevenir la formación de
mezclas explosivas. También puede ocurrir que el oxígeno sea un agente
contaminante para el siguiente producto que se vaya a cargar.
Es de vital importancia tener en cuenta el aspecto económico con
respecto a posibles contaminaciones y costes de la operación de purga de los
tanques de carga. La purga en los buques gaseros es una de las etapas
esenciales en la manipulación completa de los gases licuados, y es un factor
determinante con vistas a preservar la calidad final del producto. Sólo después de
que se hayan realizado una inspección apropiada y una cuidadosa operación de
1
purga podemos estar seguros de que el producto podrá ser cargado en
condiciones satisfactorias.
Este trabajo trata de ciertos problemas básicos que nos
encontraremos en las operaciones de purga, así como, se tratará de dar unas
guías importantes para realizar las operaciones necesarias para el cambio de
cargas.
1.2 REVISIÓN HISTÓRICA.
La operación de purga de los tanques de carga ya empezó a ser
practicada en 1920 por la “Standard Oíl Company de California” a bordo de sus
buques petroleros.
Desplazando el aire existente en los tanques de carga vacíos
antes de efectuarse la primera carga, o de los espacios vacíos que no tenían
líquido dentro de los tanques de carga después de terminar la operación de carga,
y reemplazándolo por gas inerte, se disminuía el riesgo de explosiones.
El gas inerte que se usaba para este propósito se tomaba de la
chimenea del buque y se purificaba. Este gas combustible, ciertamente, no
siempre cumplía con todos los requisitos de seguridad. A menudo, el contenido de
oxígeno del gas combustible excedía del 11 % del volumen, el cual corresponde al
valor del “Límite Inferior de Explosividad ” (LEL), o lo que es lo mismo, el máximo
contenido de oxígeno permisible en los vapores de petróleo, sobrepasado el cual,
los vapores de petróleo pueden inflamarse o provocar una explosión. La
presencia de hollín, óxidos sulfúricos y partículas de agua en este tipo de gas
inerte reducía grandemente su calidad, debido a que todas estas impurezas
podían producir peligrosas reacciones catalíticas y corrosivas. Principalmente, el
alto contenido de oxígeno de este gas inerte fue lo que impulsó el desarrollo de
mejores métodos y técnicas de producción de gas inerte.
2
Por lo tanto, la mayoría de los armadores de los buques
abandonaron el uso de este gas combustible, y adoptaron al nitrógeno puro para
purgar los tanques de carga, tanto de unas baterías de botellas de nitrógeno
almacenadas en la cubierta del barco, como tomándolo directamente de tierra.
En cualquier caso, continuó la búsqueda de mejores métodos,
especialmente el de la producción propia y directa del gas inerte a bordo de los
barcos, con la suficiente pureza como para ser recomendable y accesible en todo
momento, para ser usado en las operaciones de purga de los espacios de carga
del barco.
Debido al desarrollo técnico producido en el transporte de
líquidos inflamables y peligrosos, el uso del gas inerte de producción propia
aumentó considerablemente. Siguiendo la evolución desde el primitivo gas de
purga producido en las calderas del buque, finalmente, el gas inerte fue producido
en el propiamente llamado “Generador de Gas Inerte”, donde se producía por
medio de una combustión estoicométrica, un gas inerte relativamente puro apto
para desarrollar las operaciones de desgasificación y purga.
Los primeros generadores de gas inerte propiamente dichos
fueron instalados solamente a bordo de los buques petroleros. En muy raras
ocasiones fue utilizado a bordo de los buques dedicados al transporte de
productos químicos o gases licuados, donde se usaba casi exclusivamente el
nitrógeno puro como gas de purga para evitar cualquier riesgo de contaminación
de la carga.
A principios de los años 50, el transporte de gases licuados se
realizaba todavía a muy pequeña escala, siendo tan sólo transportados algunos
gases comerciales como el butano, el propano o mezclas de ambos. Se
realizaban, por tanto, muy pocas operaciones de purga en los barcos dedicados
al transporte de gases licuados. Tan sólo se hacían para la prevención de
mezclas explosivas cuando los tanques de carga iban a ser cargados por primera
vez, o con vistas a una desgasificación previa a la entrada a dique seco.
3
El tremendo crecimiento de la industria petroquímica desde 1960
aumentó de igual forma, tanto el número de gases licuados, como el número y
tipo de buques dedicados a su transporte. El cambio de cargas, así como las
operaciones en dique fueron mucho más frecuentes, por lo que también lo eran las
operaciones de purga asociadas a ellas.
En muchos casos, los gases licuados químicos son muy reactivos
con respecto al oxígeno, a otros metales, impurezas, etc. Por consiguiente, la
operación de purga de gases ha llegado a ser mucho más compleja de lo que era
en sus orígenes a bordo de los buques petroleros.
Como los niveles de pureza se han convertido en mucho más
restrictivos, lo mismo muy pequeñas cantidades de oxígeno, como cualquier otro
componente indeseable, pueden hacer que se devalúe en gran medida el valor de
un producto, o incluso contaminarlo seriamente hasta el punto de que pueda ser
rechazada la carga.
Desde la crisis del petróleo de 1973-1974, todos los gases
licuados, debido al fuerte aumento producido en los costes energéticos, se venden
a unos precios considerablemente más altos. Esto significa que incluso una
mínima contaminación de la carga debida a una operación de purga imperfecta,
puede causar enormes pérdidas financieras.
La operación de purga a bordo de los buques dedicados al
transporte de gases licuados deben ser completadas de tal forma, incluyendo
concienzudas inspecciones antes y después de ser realizadas, que la alteración
que pueda ser producida en la calidad de los gases licuados llegue a ser
absolutamente improbable.
4
1.3 PROPÓSITO DE LA PURGA.
Existen muchas razones que hacen necesario la realización de
las operaciones de purga de los tanques del barco, otras partes del barco o,
incluso, instalaciones de tierra, pero éstas pueden resumirse principalmente en
dos:
A).- PURGA COMO PREPARACIÓN PARA LA CARGA.
El propósito es el de crear una atmósfera dentro de los tanques
de carga que cumpla con las especificaciones deseadas o exigidas. A este
respecto, la operación de purga nos garantizará la calidad de los gases licuados
que van a ser cargados.
La atmósfera en los tanques y sistemas de carga debe ser tal,
que no exista ninguna posibilidad durante la operación de carga de que se
produzca una contaminación o reducción de la calidad del producto cargado.
B).- PURGA PARA PREVENIR LA FORMACIÓN DE MEZCLAS
EXPLOSIVAS.
En una mezcla explosiva, los contenidos de oxígeno y de
vapores inflamables están presentes en unas concentraciones bien definidas. Por
consiguiente, los tanques de carga vacíos, llenos de aire, deben ser purgados
con nitrógeno u otro gas inerte para reducir el contenido de oxígeno por debajo del
límite de oxígeno permitido (MOC) antes de introducir un gas o líquido inflamable.
Los tanques de carga, después de descargar un gas licuado,
contienen vapores residuales que igualmente deben ser purgados por medio de un
gas inerte para reducir el contenido de gas combustible a un límite dado (x), antes
de llevar a cabo una ventilación con aire.
5
Como nota explicativa para el buen entendimiento posterior de
los términos usados, explicaremos la diferencia existente entre los dos conceptos
de purga y desgasificación.
Llamaremos operación de purga al barrido de los tanques por
medio de nitrógeno, o un gas inerte apropiado, o un vapor de carga apropiado,
con objeto de limpiar la atmósfera del tanque y asegurarnos de que no exista
posibilidad de formación de mezclas explosivas o inflamables.
Llamaremos operación de desgasificación (Gasfreeing) a la
que se realiza después de la operación de purga, con el objeto de eliminar todas
las sustancias tóxicas, combustibles o gas inerte, mediante la inyección de aire
fresco .
1.4 INFLAMABILIDAD Y EXPLOSIÓN.
La combustión es una reacción química que se inicia debido a la
acción de una fuente de ignición, en la que un vapor inflamable se combina con el
oxígeno existente en el aire en unas proporciones adecuadas para producir
bióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O) y calor.
Bajo condiciones ideales, se puede describir la reacción de un
gas como el butano como sigue:
C4 H 10 + 5 O 2 = 3 CO 2 + 4 H 2 O + Calor
Butano + Oxígeno = Bióxido de carbono + Vapor de agua +
Calor
6
Bajo ciertas circunstancias , como por ejemplo, cuando se
restringe el suministro de oxígeno a la fuente de combustible, se puede formar
monóxido de carbono o liberarse carbono sólo.
Para que la combustión se lleve a cabo, deben estar presentes
tres requisitos fundamentales:
- combustible,
- oxígeno, y
- un elemento desencadenante de la ignición.
Las proporciones del gas licuado (combustible) y del aire
(oxígeno), deben hallarse dentro de los límites de inflamabilidad del producto.
Los gases producidos al inflamarse el combustible son
calentados por el calor desprendido al producirse la combustión.
Al producirse ésto en un espacio abierto (no confinado), la
expansión que se produce en estos vapores al calentarse no se ve restringida y la
reacción de la combustión puede desarrollarse suavemente, sin que se produzca
un aumento indeseable en la presión del gas. Pero, si la libre expansión del gas
caliente se ve restringida de alguna forma (al encontrarse en un espacio
confinado), la presión de los gases aumentará y la velocidad de expansión de la
combustión aumentará también, dependiendo del grado de confinamiento y de la
sobrepresión que adquiera el espacio continente del gas caliente. La velocidad
aumentada de la llama origina a su vez también, un incremento aun mayor de la
presión, pudiendo dar como resultado que dicha sobrepresión pueda llegar a ser
tremendamente inestable y peligrosa; incluso al aire libre, si el confinamiento
resultante en las tuberías, en la planta o estructuras circundantes es suficiente, la
combustión puede tomar el carácter de una explosión. En condiciones estrictas de
confinamiento, como por ejemplo, en el interior de un tanque de carga, donde los
gases en expansión no se pueden liberar adecuadamente, la presión interna del
tanque y su grado de aumento puede llegar a ser tal, que llegue a romper el
recipiente. En este caso, la explosión no se deberá directamente, tanto a los altos
7
grados de combustión y velocidad de la llama, como a la violenta expulsión de la
alta presión que hay dentro del recipiente al romperse éste.
La explosión del vapor en expansión del líquido en ebullición
(Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion), es un fenómeno que está asociado
al repentino fallo de la contención de la presión de los líquidos inflamables en
presencia de un fuego circundante. Este fenómeno ha ocurrido con cierta
asiduidad en recipientes presurizados transportados por ferrocarriles o por
carretera, sujetos a un calor intenso por algún fuego producido alrededor de ellos
a causa de un accidente ferroviario o del camión que los transportaban. El calor
producido por el fuego ha aumentado la presión interna y , especialmente, en la
parte del recipiente no bañada por el producto líquido, se debilita la estructura del
recipiente hasta el punto de producirse alguna grieta o fallo. La repentina
liberación del producto contenido en el recipiente hacia la atmósfera y su
inmediata ignición producen sobrepresiones destructivas y con una inmensa
radiación de calor. No son frecuentes los ejemplos de este tipo a bordo de los
barcos gaseros debido a que, por requisitos de seguridad, los tanques de carga
disponen de unas válvulas de alivio de presión (vávlulas de seguridad) diseñadas
para hacer frente al fuego circundante.
Los tanques de carga están provistos de un sistema de agua en
spray para facilitar su enfriamiento, y el diseño general minimiza grandemente las
posibilidades de que se presente un incendio en los alrededores y prevé una serie
suficiente de agentes aptos para combatirlo antes de que se pudiera producir una
grave sobrepresión en los tanques de carga por efecto del fuego.
El término grado inflamable, nos da una medida de las
proporciones de vapor inflamable y de aire necesarias para que sea posible la
combustión. El grado inflamable es el rango entre la mínima y máxima
concentración de vapor ( en tanto por ciento de volumen) en aire para que se
forme una mezcla inflamable o explosiva. Estos términos, generalmente, son
conocidos como:
8
- LEL “Lower Explosive Limit “ ( Límite inferior de explosividad)
y
- UEL “Upper Explosive Limit” (Límite superior de
explosividad).
El límite inferior sería la concentración de vapor de hidrocarburo
por debajo de la cual no hay suficiente combustible como para soportar una
combustión; siendo el límite superior de este grado cualquier concentración de
vapores de hidrocarburo por encima de la cual no hay suficiente aire para soportar
la combustión.
Este concepto se ilustra para el propano en la Figura 1.
Fig. 1.- Escala de inflamabilidad del Propano.
Todos los gases licuados, con excepción del Cloro y el nitrógeno,
son inflamables, pero los valores del grado inflamable (LEL y UEL) son variables y
dependen del producto del que se trate.
En la siguiente Tabla 1 se puede encontrar una tabla de productos y sus
diferentes valores del grado de inflamabilidad.
9
Rica
Explosiva
Pobre 0%
2,1 %
9,5 %Rango de flamabilidad
100 %D
C
B
A
Tabla 1.- Propiedades de ignición de gases licuados.
GASES LICUADOS PUNTO DE
INFLAMACION
(ºC)
LÍMITES DE EXPLOSIVIDAD
(% de volumen en aire)
TEMPERATURA
DE AUTO-
IGNICION (ºC)
METANO -175 5,3 - 14 595
ETANO -125 3,1 - 12,5 510
PROPANO -105 2,1 - 9,5 468
n- BUTANO -60 1,8 - 8,5 365
i- BUTANO -76 1,8 - 8,5 500
ETILENO -150 3 - 32 453
PROPILENO -180 2 - 11,1 453
- BUTILENO - 80 1,6 - 9,3 440
- BUTILENO -72 1,8 - 8,8 465
BUTADIENO -60 2 - 12,6 418
ISOPRENO -50 1 - 9,7 220
VCM -78 4 - 33 472
OXIDO DE ETILENO - 18 3 - 100 429
OXIDO DE PROPILENO -37 2,8 - 37 465
AMONIACO -57 16 - 25 615
CLORO NO FLAMABLE
La escala de inflamabilidad del vapor de un producto en
particular, aumenta considerablemente ante la presencia en exceso de oxígeno
( más del 21 % del que hay en condiciones normales en el aire). El LEL (Límite
inferior de explosividad) no varía prácticamente, pero el UEL (Límite superior de
explosividad) se eleva considerablemente.
10
En la Tabla 2 que aparece a continuación, se citan grados
comparativos de inflamabilidad en aire y en oxígeno para el propano, normal
butano y cloruro de vinilo monomerizado (VCM). Todos los vapores inflamables
exhiben, en general, esta propiedad. En consecuencia, vemos claramente que en
presencia de vapores inflamables de gases licuados no debe introducirse oxígeno.
Los cilindros de oxígeno asociados con quemadores de oxiacetileno y
resucitadores de oxígeno, sólo deben introducirse en las áreas peligrosas bajo
condiciones estrictamente controladas.
Tabla 2.- Grado de inflamabilidad en aire/oxígeno para varios gases
licuados.
LIMITE DE EXPLOSIVIDAD
(% de volumen)
EN AIRE
LIMITE DE EXPLOSIVIDAD
(% de volumen)
EN OXIGENO
PROPANO 2,1 - 9,5 2,1 - 55,0
n- BUTANO 1,8 - 8,5 1,8 - 49,0
VCM 4,0 - 33 4,0 - 70,0
El punto de inflamación (Flash Point) de un líquido es la
temperatura más baja a la que el líquido puede desarrollar vapor suficiente para
formar una mezcla inflamable con el aire. Los líquidos a alta presión de vapor,
tales como los gases licuados, tienen puntos de inflamación extremadamente
bajos, como se puede ver en la Tabla 1.
Sin embargo, aunque los gases licuados nunca se transportan a
temperaturas por debajo de su punto de inflamación sino que, como mucho, suele
ser a su temperatura de ebullición a presión atmosférica, los espacios de vapor
arriba de dichas cargas no son inflamables, ya que virtualmente son del cien por
11
cien ricos en vapor de carga y están, por tanto, bastante arriba de su límite
superior de explosividad (UEL).
La temperatura de autoignición de una sustancia es la
temperatura a la que debe calentarse el vapor en el aire para que se produzca
una ignición espontánea. La temperatura de auto-ignición no está relacionada con
la presión del vapor ni con el punto de inflamación de la sustancia y, dado que las
fuentes de ignición en la práctica consisten en llamas o chispas externas, es el
punto de inflamación y no las características de auto-ignición de una sustancia, lo
que se utiliza generalmente para la clasificación de las mercancías peligrosas por
su inflamabilidad. Sin embargo, hablando de la ignición de los vapores que
escapan por las tuberías de vapor u otras superficies calientes, la temperatura de
auto-ignición de los vapores de los gases licuados es digna de tenerse en cuenta y
podemos encontrarla también presente en la Tabla 1.
Como ya se ha mencionado, las fuentes de ignición inesperadas
más comunes son las llamas producidas por un fuego ajeno, las chispas (thermite)
debidas al impacto de metal contra metal, y las chispas eléctricas. La mínima
energía de ignición necesaria para iniciar la combustión de los vapores de los
hidrocarburos es muy baja, especialmente cuando la concentración de vapor se
encuentra sobre la mitad del rango en la escala de inflamabilidad.
Las energías mínimas de ignición para mezclas de vapor
inflamables de los gases licuados en aire, son típicamente inferiores a un milijulio
(1 mJ), un nivel de energía que es substancialmente sobrepasado por cualquier
llama visible, por la mayoría de la iluminación eléctrica o por chispas de
interrupción de energía o por descargas electrostáticas hasta por debajo del nivel
inferior detectable generalmente por contacto humano. La presencia de un
exceso en la cantidad de oxígeno por encima de su proporción normal en el aire,
reduce aún más la energía mínima de ignición necesaria.
De entre los gases licuados típicos solamente las mezclas
inflamables de amoníaco tienen energías mínimas de ignición por encima de su
alcance típico y requieren de energías unas 600 veces más altas que los otros
12
gases para que se produzca su ignición. Sin embargo, con esto no se puede decir
que se descarte la posibilidad de ignición de los vapores de amoníaco por llamas
moderadamente pequeñas o por rupturas del circuito eléctrico.
Si llegara a derramarse un gas licuado en un espacio abierto, el
líquido se evaporará rápidamente produciéndose una nube de vapor que se irá
dispersando gradualmente favorecida por la acción del viento. La nube o pluma de
vapor sería inflamable sólo sobre parte de su viaje hacia el viento. La situación se
ilustra en términos generales en la Figura 2.
Fig. 2.- Zonas de gas inflamable que emana de un derrame de gas licuado.
La región “B” inmediatamente adyacente a la zona del derrame
“A” no sería inflamable debido a que es demasiado rica en gas, o lo que es lo
mismo, contiene un porcentaje de oxígeno demasiado bajo para ser inflamable.
La región “D” tampoco sería inflamable debido a que es
demasiado pobre, o sea, contiene demasiado poco vapor del gas para ser
inflamable.
La zona inflamable se ubicaría entre estas dos regiones, como
se indica en “C”.
13
A (Derrame)
D (pobre)
C (inflamable)B (rica)
Viento
1.5 SUPRESIÓN DE INFLAMABILIDAD POR GAS
INERTE.
Como habíamos dicho anteriormente, si el aumento de la
concentración de oxígeno en una mezcla inflamable origina un incremento del
grado de inflamabilidad y un descenso de la energía necesaria para que se
produzca la ignición; de modo inverso, el disminuir la disponibilidad de oxígeno
hace que el grado de inflamabilidad se limite y se aumente la cantidad de energía
necesaria para que se produzca la ignición. Si se reduce la disponibilidad de
oxígeno hasta un grado suficiente, conseguiremos que la mezcla no sea
inflamable, independientemente del contenido de vapores de gas licuado que se
encuentren presentes en ella.
Cuando se introduce una cierta cantidad de gas inerte en un
tanque que contiene una mezcla de vapores de hidrocarburo con aire, podemos
observar que se produce una disminución del grado de inflamabilidad de la
atmósfera, de modo que el límite inferior de explosividad (LEL) de la
concentración aumenta, y se reduce el límite superior de explosividad (UEL) de la
concentración.
En la Figura 3. queda ilustrado este concepto general para un
gas de hidrocarburo típico contenido en una mezcla de aire y de nitrógeno. Las
mezclas están representadas sobre el eje horizontal por el porcentaje total
resultante del contenido de oxígeno en la mezcla total. El diagrama proporciona
una muy útil información. Está claro también que, un contenido de oxígeno por
debajo del de la extrema izquierda de la envoltura inflamable, hace inerte a la
mezcla. Aunque este valor, para la mayoría de los vapores de los gases licuados
de hidrocarburo, se encuentra alrededor de entre el 10 y el 12 % del volumen, el
requisito generalmente aceptado, como lo define la IMO, para tener una
atmósfera adecuadamente inerte, es uno que contenga por debajo del 8 % de
contenido de oxígeno del volumen total del tanque. Esto nos proporciona un
grado de no homogeneidad en circunstancias prácticas. El diagrama es también
útil, ya que ilustra procedimientos de inertización y desgasificación adecuados.
14
15
16
línea de mezcla crítica
C
A
B
LEL
UEL
Inflamable
Rica
Pobre
0 4 8 12 16 20
4
8
12
16
Cantidad de oxígeno en la mezcla (% en volumen)
Inerte
E
D
K
Z
Figura 3.- Límites inflamables de un típico gas de hidrocarburo en mezclas
de aire y nitrógeno.
Cualquier punto del diagrama representa una mezcla de vapores
de gas, aire y gas inerte, especificada en términos de su contenido en tanto por
ciento de volumen de gas y de oxígeno. La mezcla de vapor del gas y aire, sin
ningún contenido de gas inerte, viene representada por la línea BZ, y su
inclinación representa una reducción en el contenido de oxígeno a medida que el
contenido del vapor del hidrocarburo aumenta. Los puntos que se encuentran a la
izquierda de la línea BZ representan a las mezclas con un contenido de oxígeno
que se va reduciendo a medida que se va añadiendo más gas inerte a la mezcla.
Observando la Figura 3 es fácilmente perceptible que a medida
que se va añadiendo gas inerte a la mezcla del aire con los vapores de
hidrocarburo, el grado de flamabilidad va decreciendo progresivamente hasta que
el contenido de oxígeno alcanza un nivel , generalmente rondando sobre el 11 %
del volumen total, al cual ninguna mezcla es inflamable. El valor del 8 % del
volumen, especificado anteriormente y tomado como el aconsejable por la IMO,
como máximo contenido de oxígeno para una mezcla segura de gas inerte, nos
proporciona un margen de seguridad suficiente por debajo de este valor del 11
%.
El límite inferior de explosividad (LEL) y el límite superior de
explosividad (UEL), vienen representados en la figura por las letras D y E.
A medida que va aumentando el contenido de gas inerte en la
mezcla de aire/vapores de hidrocarburo, los límites de inflamabilidad de la mezcla
van también variando. Esto viene representado por las líneas EK y DK, las cuales
convergen finalmente en el punto K. Solamente las mezclas representadas por
17
puntos que se encuentren dentro del área sombreada cuyos vértices son los
puntos E, D y K, son capaces de inflamarse.
Cualquier cambio en la composición de la mezcla, tanto por
adición de aire o de gas inerte, viene representado por líneas rectas, dirigidas
todas hacia el punto B (aire puro), o hacia un punto situado en el eje de abcisas
correspondiente al contenido de oxígeno en la mezcla, que mostraría el contenido
de oxígeno en el gas inerte. Dichas líneas se muestran en la Figura 3
representadas por el punto A.
Por ejemplo, imaginemos que la atmósfera en un tanque de
carga se ha determinado exactamente después de realizar unos análisis de los
vapores, y nos ha dado como resultado una concentración de vapores del
producto derivado del hidrocarburo del 7 % de volumen y una concentración del 8
% de oxígeno en la mezcla, siendo el resto (aprox. el 85 %) gas inerte (punto A).
Si la desgasificación se lleva a cabo metiendo aire directamente a la mezcla, la
composición de la atmósfera del tanque se moverá a lo largo de la línea AB hasta
alcanzar el punto B, que corresponde a un 21 % de oxígeno con un 0 % de
vapores del gas en la mezcla, o lo que es lo mismo, correspondería a una
atmósfera de aire puro totalmente libre de gas. Al hacer ésto, la atmósfera habrá
pasado a través de la envoltura inflamable durante un largo período de tiempo ,
haciendo que la operación de desgasificación sea muy peligrosa. Esto se puede
evitar, si primero purgásemos la atmósfera del tanque con gas inerte a lo largo de
la línea AC, hasta un punto por debajo de la línea crítica de dilución. Entonces, ya
podremos introducir aire directamente al tanque de carga hasta alcanzar el punto
B correspondiente a la atmósfera libre de gas, sin que la composición de la
atmósfera del tanque pase a través de la envoltura inflamable.
Este resultado sólo puede lograrse con certeza absoluta si se
toman medidas regularmente, empleando instrumentos calibrados adecuadamente
para evaluar la atmósfera de todo el tanque en diferentes etapas. Durante el
transcurso de este proceso es importante usar unos márgenes razonables de
seguridad, ya que no se puede conocer la forma exacta de la envoltura inflamable
18
para mezclas y debe calcularse un grado de no homogeneidad en la atmósfera del
tanque de carga.
CAPITULO II
DIFERENTES GASES DE
PURGA.
2.1 INTRODUCCIÓN.
En teoría se pueden usar muchos gases para efectuar la
operación de purga, aunque en la práctica, principalmente se usan , el gas inerte
19
producto de una planta o generador de gas inerte, o nitrógeno puro. También
podemos considerar como gases de purgas a la mayoría de los vapores de los
gases licuados que van a ser cargados usados ellos mismos como medios de
purga. Por ejemplo : amoniaco, etileno, propileno, butadieno, etc.
La elección entre estos diferentes gases de purga depende
principalmente de factores como, el precio de costo, la calidad del producto que va
a ser cargado, factores de tiempo, la facilidad de conseguirlo o las
especificaciones requeridas del producto que va a ser cargado.
Los gases de purga se usan principalmente para controlar la
atmósfera del tanque de carga y de esa forma prevenir la formación de mezclas
inflamables. El requisito principal exigido a cualquier tipo de gas usado en una
operación de purga es el de tener un bajo contenido de oxígeno.
Sin embargo, su composición puede ser extremadamente
variable, como podemos ver en la Tabla 3, en la que se proporciona una
indicación (siempre aproximada) de los componentes del gas inerte, según los
más importantes y diferentes métodos de obtención, como un porcentaje por
volumen.
TABLA 3.- COMPOSICIÓN TÍPICA DE LOS GASES DE PURGA.
COMPONENTE
GAS INERTE
DE
COMBUSTION
ESTOICOME-
TRICA
COMBUSTIBLE
DE LAS
CALDERAS
NITROGENO
POR
DESTILACION
FRACCIONAL
O POR
ABSORCION
METANO
NITROGENO (N2) 85 % 83 % 99,9 % < 0,3 %
METANO (CH4) - - - < 90,6 %
DIOXIDO DE CARBONO (CO2) 14 % 13 % 1 ppm -
20
MONOXIDO DE CARBONO (CO) 0,2 % presente 1 ppm < 5 ppm
OXIGENO (O2) 0,3 % 4 % 4 ppm < 9,1 %
DIOXIDO DE AZUFRE (SO2) < 10 % 300 ppm - < 0,1 %
OXIDOS DE NITROGENO (NOx) 3 ppm presente - -
VAPOR DE AGUA (H2O) presente presente 5 ppm -
CENIZAS Y HOLLIN presente presente - -
PUNTO DE ROCIO - 50 ºC alto < - 70 ºC < - 50 ºC
DENSIDAD (AIRE = 1,00) 1,035 1,044 0,9672 0,554
Solamente el nitrógeno es perfectamente compatible en sentido
químico con todos los gases licuados. Muchos de los componentes que no son el
nitrógeno, son capaces de poner a ciertos gases licuados fuera de
especificaciones. Especialmente, el oxígeno es incompatible con productos como
el Butadieno, el cloruro de vinilo monomerizado (VCM) y el óxido de etileno, en
que el oxígeno se puede combinar para formar peróxidos y/o polímeros.
El Dióxido de carbono se congelará a temperaturas inferiores a
-55 ºC, contaminando así la carga si es llevado a menos de dicha temperatura. El
Dióxido de carbono contaminará igualmente al amoníaco al reaccionar con éste
para producir carbonatos. La formación de dióxido de carbono sólido y de
carbonatos dará como resultado la contaminación de la carga y, posiblemente,
otras dificultades operativas, tales como bloqueo de bombas, válvulas atascadas,
líneas de sprays obstruidas, etc.
21
La humedad puede también crear dificultades especialmente con
productos como el butadieno, el amoniaco o el cloro, o específicamente con
cualquier otra carga que se vaya a transportar a una temperatura muy baja.
También es muy importante que el gas inerte tenga un punto de rocío lo
suficientemente bajo (temperatura por debajo de la cual aparece la primera gota
de líquido durante la condensación) para evitar la congelación de la humedad
existente en los tanques de carga y otras dificultades de operación relacionadas
con la temperatura mínima obtenida en los tanques de carga.
La presencia de partículas de carbono en forma de cenizas y
hollín, puede también sacar a muchos de los gases químicos licuados fuera de
especificaciones.
Por estas razones, solamente se puede considerar al nitrógeno
como verdaderamente inerte en el sentido químico. Sin embargo, para inertizar
los espacios de bodega y purgar los tanques de carga en los barcos gaseros que
transportan cargas a temperaturas de hasta -48 ºC, la generación de gas inerte
mediante el quemado de combustibles de gas tipo petróleo, bajo una combustión
cuidadosamente controlada puede proporcionar un gas inerte de calidad y en
cantidad aceptables.
Tabla 4 .- Operaciones de purga para diferentes tipos de barcos.
TIPO DE BARCO
TIPO DE APLICACION
INERTADO DE ESPACIOS Y
LINEASx x x x
INERTADO DE ESPACIOS
VACIOSx x x
TOPEO DE INERTE x x x x x x
PURGA DE INSTRUMENTOS x x x x
ESPECIFICACIONES DEL
GAS INERTE
22
PETROLERO REFINADOS LPG LNG
O2 (% VOL) 4 4 0,4 0,4 0,4
CO + H2 (PPM) 1000 1000 1000 /
100
100 100
SO2 (PPM) 300 300 10 30 10
NOX (PPM) 100 100 -50 -50 -50
PUNTO DE ROCIO (ºC) sea sea -50 -50 -50
CO2 (%VOL) 14 14 14 14 400 14 400 14 14 400 14
N2 (% VOL) resto resto resto resto resto resto resto resto resto resto resto
CENIZAS Y HOLLIN 2-3 - - - - - - - - - -
ORIGEN DEL GAS INERTE
CALDERA x
COMBUSTION
ESTOICOMETRICAx x x x x x x x x x x
DESTILACION
FRACCIONADAx x x (x) x x (x) x x
NITROGENO x x x x x x
2.2 GAS INERTE.
2.2.1.- INTRODUCCIÓN.
Gas Inerte es una denominación usada comúnmente para los
vapores que se comportan de ésa manera con respecto a los vapores de
combustibles, en el sentido de que el “gas inerte” no estimula la combustión y no
reacciona con otras sustancias.
Sin embargo, no se puede decir que el gas inerte sea
químicamente inerte, desde el momento en que algunos de sus componentes
podrían fácilmente reaccionar en sentido químico
Aunque el principal componente del gas inerte es el nitrógeno,
debemos hacer una distinción fundamental en la elección de la denominación
23
correcta. Por un lado podemos disponer del “gas inerte” producido a bordo en una
planta específica para ello, y por otro lado, podemos usar nitrógeno puro que suele
estar normalmente almacenado en tanques criogénicos.
La producción de gas inerte a bordo de los barcos gaseros se
basa normalmente en una de las tres siguientes técnicas:
a.) Técnica Física Criogénica.
Relicuado del aire y separación del oxígeno por medio de una
destilación fraccionada del aire.
b.) Técnica Física por Absorción.
Separación del oxígeno del aire por medio de una fijación
temporal, o lo que es lo mismo, por absorción de oscilación de presión (psa)
“Pressure Swing Absortion”.
c.) Técnica Química.
El gas inerte se produce en un generador de gas inerte, también
llamada “planta autónoma de gas inerte”, por medio de la combustión de un
combustible, ya sea en una planta construida para el efecto o, pero en muy raras
ocasiones en buques gaseros, en las calderas principales del barco. Los gases de
escape se lavan (depuran) para eliminar los gases ácidos solubles, tales como el
dióxido de carbono, el monóxido de carbono, el dióxido de azufre y los óxidos de
nitrógeno, se filtran para remover las partículas sólidas, se enfrían, secan y
entregan bajo presión a los tanques de carga.
Las dos primeras técnicas producen un gas de nitrógeno de gran
pureza, pero ambas tienen una importante desventaja. Es casi imposible producir
la cantidad necesaria de nitrógeno en el tiempo preciso. Se debería producir una
24
cierta cantidad de nitrógeno de antemano, almacenándose en tanques criogénicos
y evaporarse cuando fuera necesario. El considerable costo que se produce en
esta operación, en comparación a la cantidad producida, es la razón por la que
estas técnicas son raramente utilizadas.
El sistema más importante, y más comúnmente extendido, es el
de la producción de gas inerte en una planta autónoma de gas inerte, a bordo del
barco. La producción en una planta de este tipo es factible en todo momento, es
decir , al ser una planta totalmente autónoma del resto del equipamiento a bordo
de un barco, siempre es posible ponerla en funcionamiento y comenzar la
producción del gas inerte. En estas plantas se quema un combustible líquido,
normalmente gas oil o fuel oil, de forma estequiométrica. El humo tiene un bajo
contenido de oxígeno y es posteriormente purificado y tratado, para eliminarle los
residuos sólidos que puede llevar consigo (ceniza, hollín, agua,...)
Debe entenderse que la composición óptima del gas inerte
producido por un generador de gas inerte a bordo de un barco, se alcanzará
solamente cuando el generador esté operando en óptimas condiciones y con una
alta producción.
En la práctica, uno, normalmente, encuentra menos eficientes las
plantas de gas inerte de lo especificado, en tales casos, la calidad y composición
del gas inerte producido puede diferir ampliamente de los límites especificados y
su composición puede indicar:
a) Mayor contenido de oxígeno.
b) Mayor contenido de monóxido de carbono.
c) Mucho mayor contenido de agua.
d) Punto de rocío por encima de -15 ºC
e) Graves contaminaciones producidas en las paredes de los
tanques, en las líneas y demás equipamientos de la planta
de gas con ceniza, hollín y agua.
f) El agua y el oxígeno generan corrosión.
25
2.2.2 .- DESVENTAJAS DEL GENERADOR DE GAS INERTE.
Aparte de la que ya han sido mencionadas anteriormente para
generadores de gas inerte trabajando en malas condiciones, existen otras
desventajas que podrían alterar la calidad de las cargas, como mencionaremos a
continuación:
a.) El gas inerte contiene ciertos componentes que podrían
resultar perjudiciales para ciertos gases licuados. Estos componentes podrían
reaccionar químicamente y formar otros componentes que podrían ser
considerados como contaminantes.
b.) La mayoría de las plantas autónomas de gas inerte no están
diseñadas para alcanzar las especificaciones de oxígeno corrientemente
requeridas para la carga de ciertos gases licuados de origen químico.
c.) A temperaturas criogénicas el vapor del agua cristaliza, por lo
que algunos instrumentos mecánicos, como por ejemplo, las bombas de carga, o
los sprays de las líneas de condensado, podrían bloquearse o estropearse.
2.2.3 .- VENTAJAS DE UNA PLANTA DE GAS INERTE.
a.) Puede suministrarse continuamente la cantidad necesaria de
gas inerte en todo momento.
b.) Ahorro de tiempo, ya que la operación de purga puede
hacerse durante el viaje, y a menudo, al mismo tiempo que se realizan otras
26
operaciones en los tanques de carga (como por ejemplo, calentamiento de
tanques o eliminar los trazos de líquido).
c.) Es muy barato, en comparación al nitrógeno puro, el metano
u otro producto (como los vapores de la próxima carga), ya que solo requieren ser
quemadas unas toneladas de gas oil o fuel oil.
d.) La mayoría de los tipos de combustibles derivados del
petróleo (fuel oil, diesel oil o gas oil) pueden ser usados como combustible para
alimentar el quemador del generador de gas inerte.
e.) Es posible producir aire caliente y seco, en vez de gas inerte,
para ser usado en las operaciones de secado de tanques o venteo con aire.
2.2.4 .- CONCLUSIONES.
La operación de purga por medio del gas inerte producido a
bordo de los barcos gaseros es aceptable en ciertas circunstancias bien definidas.
Todo depende de la calidad del gas inerte obtenido.
El gas inerte está particularmente recomendado para la
desgasificación de espacios donde la calidad del gas inerte es de menor
importancia.
Sin embargo, tras los últimos desarrollos realizados en la
materia, el resultado es un generador operacional de gas inerte en el que se
encuentran todas las desventajas de los modelos más antiguos. Todavía se deben
mantener grandes cuidados y precauciones cuando se van a llevar a cabo
inspecciones a bordo de los gaseros que usen su propio generador de gas inerte.
27
En mi opinión, realizar la operación de purga con el gas inerte
producido por un generador a bordo de un buque gasero, antes de cargar un
producto químico de gran pureza, debería ser desaconsejado, debido a las
grandes desventajas de usar este método, ya mencionadas.
Por la complejidad que entraña una planta de gas inerte, la
estudiaremos más adelante, en un capítulo aparte.
2.3 NITRÓGENO.
2.3.1 .- INTRODUCCIÓN.
El gas más usado para efectuar las operaciones de purga es el
Nitrógeno. Este, en estado puro, es almacenado en tanques de tierra, en
camiones cisterna especiales o en la cubierta de los barcos, dentro de unos
contenedores apropiados. Mediante el uso de unos evaporadores, convertiremos
el nitrógeno líquido en gaseoso a una temperatura apropiada y con una calidad
específica.
El gas de purga resultante consistiría, teóricamente, en un 100 %
de nitrógeno puro. Este gas merece completamente el calificativo de Gas Inerte,
debido a que es física y químicamente inerte y no causará ningún tipo de reacción
con los componentes de la carga, ni causará ningún tipo de contaminación. Lo
más importante es su pureza y su completa inertidad.
Una desventaja que existe en el hecho de efectuar la operación
de purga con nitrógeno, es la de que el barco, a menudo, depende de una planta
externa de purga o limpieza para traer el nitrógeno en las condiciones requeridas.
Esto provoca pérdidas de tiempo y dinero en comparación a cuando se usa una
planta de gas inerte para la producción del gas de purga.
Como ya ha sido dicho anteriormente, algunos barcos están
provistos con facilidades de almacenamiento de nitrógeno líquido, incluyéndose
28
también la planta de evaporación necesaria. A menudo se pueden encontrar a
bordo de los barcos grandes este tipo de plantas. En los barcos dedicados al
transporte de gases, la cantidad de nitrógeno rara vez es suficiente para efectuar
una operación de purga completa antes de realizar la operación de carga. En este
caso los requisitos sobre el máximo contenido de oxígeno, que normalmente
tienen que ser rebajados por debajo del límite de 0,3 % por volumen, son mucho
más severos.
Las plantas de gasificación o de evaporación tienen una
capacidad conocida para suministrar nitrógeno a una presión y temperatura
definidas. Estos tres valores: ritmo del flujo (F), presión (P) y temperatura (T) , son
controlados y regulados a la salida de la planta.
Los valores correctos de flujo, presión y temperatura durante la
operación de purga dependen del método usado y será algo que veremos más
adelante, cuando hablemos de los diferentes métodos de purga.
2.3.2 .- DESVENTAJAS DEL USO DE NITRÓGENO.
a).- La desventaja más importante de realizar la operación de
purga con nitrógeno es la del precio de coste, ya que el nitrógeno es caro.
b).- Cada barco que deba ser purgado con nitrógeno puro
depende de la disponibilidad de una planta de purga o de limpieza, con la pérdida
de tiempo y los gastos suplementarios que supone el desplazamiento a donde ella
se encuentre.
c).- El nitrógeno es inodoro e incoloro, esto quiere decir que no
puede ser detectado por los sentidos humanos. Esto podría ocasionar algunas
situaciones peligrosas cuando se lleven a cabo inspecciones visuales.
29
d).- El comprimir el nitrógeno es muy dificultoso. En los barcos
dedicados al transporte de gas, cuando se inicia un ciclo de refrigeración, la
temperatura del gas comprimido aumenta, debiéndose al hecho de que los gases
liberan calor al ser comprimidos, por lo que causarían posibles paradas de
emergencia de los compresores.
2.3.3 .- VENTAJAS DEL NITRÓGENO.
a).- La calidad y pureza del nitrógeno es muy alta.
b).- La total inertidad de los espacios de carga, tuberías, del
agua , de las cargas, etc. es de decisiva importancia.
c).- En vista de la existencia de grandes capacidades
almacenadas, y su continuo suministro de gas líquido mediante camiones o
usando las líneas de tierra, el suministro de nitrógeno al barco está asegurado en
todo momento.
d).- El suministro de nitrógeno puede ser regulado de una forma
muy flexible ( condiciones óptimas de presión, temperatura, flujo de materia prima).
e).- Cuando el gas de nitrógeno es calentado hasta 80º - 90º C,
se calientan también los espacios de carga y las tuberías. Esto es muy útil, ya que
así se secan estos espacios, con la consiguiente eliminación de humedad.
2.3.4 .- CONSECUENCIAS DE USAR EL NITRÓGENO A BAJAS
TEMPERATURAS.
a).- Los tanques de carga mojados o húmedos no serán
calentados y secados suficientemente.
30
b).- Cuando más baja sea la temperatura, el volumen de gas de
nitrógeno se reduce proporcionalmente. Por tanto, la eficacia de este sistema
también será menor (a menor volumen - menor desplazamiento).
c).- La cantidad de nitrógeno usado se calcula normalmente a
partir del volumen de líquido gastado. Desde el punto de vista del coste es, por
consiguiente, beneficioso el obtener la mayor cantidad posible de volumen
expandido de nitrógeno a partir de un volumen dado de gas líquido.
d).- Cuanto más baja sea la temperatura, la densidad del gas
será mayor. Esto, a menudo, es una gran desventaja cuando se usan ciertos
procedimientos de purga ( método de desplazamiento ), ya que el contraste de
densidades facilita que haya menos dilución entre los diferentes gases.
Tabla 5 .- Densidad del Nitrógeno bajo varias condiciones.
TEMP. (º C)
0,90 Bars
0,95 Bars
1,00 Bars
1,05 Bars
1,10 Bars
1,15 Bars
1,20 Bars
1,25 Bars
1,30 Bars
1,35 Bars
1,40 Bars
0 1,111 1,173 1,234 1,297 1,358 1,420 1,481 1,543 1,604 1,667 1,729
1 1,107 1,169 1,230 1,292 1,353 1,415 1,476 1,538 1,599 1,661 1,722
2 1,103 1,165 1,225 1,287 1,348 1,410 1,470 1,532 1,593 1,655 1,716
3 1,099 1,161 1,221 1,283 1,343 1,405 1,465 1,527 1,587 1,649 1,710
4 1,095 1,156 1,217 1,278 1,338 1,399 1,460 1,521 1,581 1,643 1,704
5 1,091 1,152 1,212 1,273 1,333 1,394 1,454 1,515 1,575 1,637 1,698
6 1,087 1,148 1,208 1,269 1,328 1,389 1,449 1,510 1,570 1,631 1,691
7 1,083 1,144 1,203 1,264 1,323 1,384 1,444 1,504 1,564 1,625 1,685
8 1,079 1,139 1,199 1,259 1,319 1,379 1,438 1,499 1,558 1,619 1,679
9 1,075 1,135 1,194 1,255 1,314 1,374 1,433 1,493 1,552 1,613 1,673
10 1,072 1,132 1,190 1,251 1,310 1,370 1,429 1,488 1,547 1,608 1,668
11 1,068 1,128 1,186 1,246 1,305 1,365 1,424 1,483 1,542 1,602 1,662
31
Peso (kg) del nitrógeno presente en 1 m3 de gas nitrógeno a varias temperaturas y presiones.
12 1,064 1,124 1,182 1,242 1,300 1,360 1,419 1,478 1,536 1,596 1,656
13 1,061 1,120 1,178 1,238 1,296 1,356 1,414 1,473 1,531 1,591 1,651
14 1,057 1,116 1,174 1,234 1,292 1,351 1,409 1,468 1,526 1,586 1,645
15 1,053 1,112 1,170 1,229 1,287 1,346 1,404 1,463 1,521 1,580 1,639
16 1,050 1,108 1,167 1,225 1,283 1,342 1,399 1,458 1,516 1,575 1,634
17 1,046 1,104 1,162 1,221 1,278 1,337 1,394 1,453 1,510 1,569 1,628
18 1,042 1,100 1,158 1,216 1,274 1,332 1,389 1,448 1,505 1,563 1,622
19 1,039 1,097 1,154 1,212 1,270 1,328 1,385 1,443 1,500 1,558 1,617
20 1,035 1,093 1,150 1,208 1,265 1,323 1,380 1,438 1,495 1,553 1,611
21 1,032 1,090 1,147 1,204 1,261 1,319 1,375 1,433 1,490 1,548 1,606
22 1,028 1,086 1,142 1,200 1,256 1,314 1,370 1,429 1,485 1,543 1,600
23 1,025 1,082 1,139 1,196 1,252 1,310 1,366 1,424 1,480 1,538 1,595
24 1,022 1,079 1,135 1,192 1,248 1,306 1,362 1,419 1,475 1,533 1,590
25 1,018 1,075 1,131 1,188 1,244 1,301 1,357 1,414 1,470 1,527 1,584
26 1.015 1,072 1,127 1,184 1,240 1,297 1,353 1,409 1,465 1,522 1,579
27 1,011 1,068 1,123 1,180 1,236 1,292 1,348 1,404 1,460 1,517 1,573
28 1,008 1,064 1,120 1,176 1,232 1,288 1,344 1,400 1,455 1,512 1,568
29 1,004 1,060 1,116 1,172 1,227 1,283 1,338 1,395 1,450 1,506 1,563
30 1,001 1,057 1,112 1,168 1,223 1,279 1,334 1,390 1,445 1,501 1,558
2.3.5 .- PRODUCCIÓN DE NITRÓGENO POR ABSORCIÓN DEL
OXÍGENO DEL AIRE
Este sistema, llamado de absorción física o separación
(“Pressure Swing Absorption” - psa) se basa en la eliminación del oxígeno del aire
en un sistema doble de filtros que están llenos de un carbono molecular
absorbente, actuando como un tamiz molecular que absorbe el oxígeno, dejando
pasar el nitrógeno para ser almacenado posteriormente en un tanque, desde
donde puede ser enviado a los tanques de carga.
Uno de los filtros está en regeneración en un sistema secuencial
operado por válvulas, que va venteando el desecho rico en oxígeno, mientras el
otro está en servicio, y se van alternando en la producción del Nitrógeno, de
acuerdo con un ciclo prefijado con antelación.
32
El Nitrógeno producido por este método es de una gran pureza,
con un contenido máximo de oxígeno, de en torno a 4 partes por millón (ppm).
(Ver la Tabla 3 .- Composición de los gases de purga.
Existe un sistema moderno más desarrollo de este tipo de
producción de gas inerte (nitrógeno) de alta calidad, por medio de un proceso de
separación por membranas, en el cual, el aire pasa a través de unas membranas
de fibra vacías. Los diferentes gases tienen distintos grados de penetración a
través de la membrana: el agua y el dióxido de carbono penetran rápidamente, el
oxígeno de forma intermedia, y el nitrógeno muy despacio. Por tanto, el nitrógeno
se irá acumulando en la parte presurizada de la membrana y puede ser extraído y
almacenado de manera similar al efectuado en el proceso de absorción.
33
Figura 4.- Generador de Nitrógeno por absorción.
entrada de aire
salida de oxígeno
Filtros de carbono
molecular
Almacén de N2
Salida del Nitrógeno
2.3.6 .- PRODUCCIÓN DE VAPORES DE NITRÓGENO POR
VAPORIZACIÓN DE NITRÓGENO LIQUIDO.
Cuando, debido al producto que vaya a ser cargado, haya que
inertizar los tanques con nitrógeno puro, normalmente procedente de depósitos de
almacenamiento de tierra, éste deberá ser calentado y vaporizado en un
vaporizador diseñado con ese propósito.
Un vaporizador consiste , en esencia, en un intercambiador de
calor que utiliza vapor de agua, o simplemente agua de mar, como elemento
calefactor.
Los podemos encontrar de dos tipos:
1.- El vapor de agua entra por la parte alta del vaporizador,
circula por un haz tubular, saliendo por la parte baja. Parte del vapor se
condensará, siendo arrastradas las partículas de agua por el flujo del vapor de
agua, aunque también se dispondrá de una válvula de drenaje en la parte más
baja del vaporizador. El nitrógeno líquido entrará en el vaporizador a través de
una válvula controlada automáticamente por un flotador de nivel. El vapor de
nitrógeno, así obtenido será recogido de la parte superior de la carcasa del
vaporizador al abrirse una válvula automática de control de presión.
2.- Este tipo más común de vaporizador, hace que circule el
nitrógeno líquido por el haz tubular donde al intercambiar calor con el vapor de
agua se vaporiza, siendo recogido de la parte superior el vapor de nitrógeno.
34
DrenajeEntrada de Nitrógeno
Venteo
Salida de vapor de Nitrógeno
Purga
Figura 5.- Vaporizador de nitrógeno.
El vapor de agua entra en la carcasa del vaporizador por la parte
inferior siendo venteado por la parte superior. Existe una línea de drenaje, en la
parte inferior de ésta para recoger el agua condensada por el efecto del
intercambio de calor. En el siguiente gráfico vemos un tipo común de vaporizador
que usa vapor de agua como calefactor.
2.4 .- METANO.
2.4.1 .- INTRODUCCION.
El metano, en comparación con el gas inerte, es mucho más
“inerte”, pero no es apropiado para ser usado con propósitos de desgasificación
debido a sus altas características de explosividad y combustión.
35
Deberemos hacer una clara distinción entre los diferentes grados
de vapores de metano que podemos encontrar:
- Gas combustible
- Gas Natural Licuado
- Metano de baja pureza
- Metano de alta pureza
Es evidente que la peor calidad de gas metano se obtiene del
gas combustible, procesado en la plantas de producción de tierra y normalmente
quemado en las antorchas. El gas natural licuado, una vez gasificado, también
puede ser usado como gas de purga. Sin embargo, la concentración de metano
normalmente varía entre el 80 % y el 95 %, dependiendo del origen. Los otros
componentes son el propano, butano, pentanos, etc.
Un tipo diferente de gas metano es el gas natural doméstico
proveniente de Slochteren en Holanda. Aquí el gas consiste principalmente de
nitrógeno e hidrógeno.
La siguiente composición es la que se obtiene normalmente:
- Metano, % por volumen ..................... 92,99 %
- Hidrógeno, % por volumen ................. 7,00 %
- Carbonados, % por volumen ................ 0,01 %
2.4.2 .- VENTAJAS DE LA UTILIZACION DEL METANO.
- Cada uno de los vapores de metano arriba mencionados son,
en términos generales, baratos y fácilmente disponibles.
- Debido a la muy baja temperatura a la que se mantiene el
metano es prácticamente imposible que exista agua diluida en él, por lo que es
36
muy efectivo al ser usado en operaciones de purga ya que proporciona una
deshumidificación total de los tanques de carga y líneas del barco, siendo el punto
de rocío muy bajo.
- El metano es un producto limpio, por tanto no se corre el
peligro de ensuciar los tanques de carga con ningún tipo de cenizas u hollín como
ocurriría con el gas inerte, evitándose así la posibilidad de contaminación de la
siguiente carga por reacciones químicas de algún elemento indeseado.
2.4.3 .- DESVENTAJAS DEL USO DEL METANO.
- Los impredecibles cambios de calidad del gas combustible
limitan su uso para la limpieza de los tanques de carga.
- En la mayoría de los vapores del metano se encuentran otros
componentes, como el propano, butano, pentanos, etc... que podrían provocar
ciertas contaminaciones al entrar en contacto con la próxima carga, ya que,
aunque al metano se le pueda considerar como un gas muy inerte, a éstos otros
no.
- La mayor desventaja de usar metano para las operaciones de
purga, es su alto valor de explosividad, lo que lo hace inviable en la mayoría de
las ocasiones.
2.5 .- VAPORES DE CARGA.
También pueden ser usados como gases de purga el anhídrido
de amoniaco, el propano, butano, butadieno, etileno, propileno, etc. Después de
que se haya realizado una operación de purga convencional con vapores de gas
37
inerte o con nitrógeno, se puede usar cualquier vapor de la carga que se vaya a
cargar.
Existen varias desventajas al usar este método, por ejemplo, el
coste de la operación podría llegar a ser considerable cuando los vapores usados
tengan que ser quemados en la llama o simplemente lanzados a la atmósfera.
Estos vapores podría ser que produjesen algún tipo de reacción química con algún
otro producto, por lo que la decisión de realizar la operación de purga con vapores
de carga debe ser cuidadosamente evaluada.
El siguiente ejemplo puede ser ilustrativo ofreciéndonos una
clara imagen del peligro arriba indicado:
Un buque acaba de finalizar la descarga de butano. En
consecuencia, los tanques de carga se supone que están sin ningún trazo de
líquido y contienen vapores de butano a 10 º C. El siguiente producto que va ser
cargado será Butadieno (C4H6) y por esta razón, los tanques de carga del barco
deben ser purgados mediante vapores de nitrógeno hasta que el contenido de
butano sea menor del 5 % del volumen.
El inspector que está conduciendo las operaciones de purga
decide presurizar los tanques de carga cada vez hasta 2 Bares de sobrepresión.
Teóricamente, esta presurización debería ser realizada tres veces para alcanzar
las especificaciones requeridas.
- 1ª Presurización : 100 % de vapores de Butano x 1/3 = 33 % de Butano
- 2ª Presurización : 33 % de vapores de Butano x 1/3 = 11 % de Butano
- 3ª Presurización : 11 % de vapores de Butano x 1/3 = 4 % de Butano
La operación, así vista en teoría, parece muy simple, pero en la
práctica ocurría lo siguiente:
Los vapores de butano a 10 º C deberían tener una presión
relativa de 0,5 Bares, por lo que la presurización hasta 2 Bares nos proporcionaría
38
una reducción de volumen de los vapores de butano de 1/4. Cierta cantidad de los
vapores de butano se diluirán al ser presurizados, pero alguna cantidad de éstos
se condensarán.
El butano líquido permanecerá en el fondo de los tanques de
carga hasta que se evapore nuevamente, por lo que la concentración del butano
será mucho mayor de la prevista en la teoría, haciéndose necesarias más
presurizaciones e incrementándose considerablemente la cantidad de butano
usado para efectuar la operación de purga y el tiempo necesario para realizarla.
2.6 .- CONCLUSIONES GENERALES SOBRE LOS
MEDIOS DE PURGA.
Adicionalmente a todo lo anteriormente dicho sobre los diferentes
gases de purga que pueden ser usados a bordo de los barcos gaseros, debe
hacerse notar que existen muchos lugares en los que las facilidades que se
ofrecen al buque para realizar las operaciones de purga con vapores de nitrógeno
o metano son muy pobres o incluso nulas. Otros métodos utilizables en tales
situaciones son :
a.- Purgar los tanques de carga y elementos asociados por
medio de gas inerte proveniente de una planta autónoma de gas inerte, pero esto
causaría demoras innecesarias.
39
b.- Purgar con vapores de la siguiente carga a recibir a bordo.
Estos vapores pueden ser calentados y usados como medio de purga de la misma
manera que se efectuaría con el nitrógeno, el gas inerte o el metano. Algunas
veces viene especificado en el Contrato de Fletamento que los tanques de carga
deberían estar bajo la misma atmósfera que la del nuevo producto que se va a
cargar. Por ejemplo: el contenido de amoniaco debe ser como mínimo del 99 %
del volumen.
c.- Ante la eventualidad de una inmediata operación de purga
con vapores de la siguiente carga, también podríamos proceder de la siguiente
manera :
- Purgar los vapores remanentes por medio de gas inerte hasta
que se alcance la concentración del Límite Bajo de Explosividad
(LEL).
- Ventilar los tanques de carga con el aire suministrado por los
compresores del barco, por turbosoplantes instaladas a bordo
propias para este cometido, por los compresores de carga, o
mediante ventiladores.
- Purgar mediante gas inerte hasta que el contenido de oxígeno
se reduzca por debajo del 10 % del volumen (máximo contenido
de oxígeno permitido).
- Purgar los tanques de carga y elementos asociados (líneas,
calentadores, compresores, condensadores,...) por medio de los
vapores de la próxima carga hasta que sean alcanzadas las
especificaciones que hayan sido requeridas.
Como ya ha sido establecido, algunos gases de purga pueden
ser usados para ciertas aplicaciones y ser, incluso, recomendados, mientras que
en otras ocasiones está desaconsejada su utilización.
40
Unas conclusiones sobre estos aspectos de los gases de purga
son las que se enumeran a continuación :
1.- Para desgasificar los tanques de carga o espacios especiales
del barco (por ejemplo, los Void Spaces o espacios vacíos) por debajo del Limite
inferior de Explosividad (LEL), el gas inerte producido a bordo mediante una planta
autónoma de gas inerte, es el medio de purga más recomendado.
2.- Para cargas que requieran unas especificaciones de calidad
menos restrictivas, tales como el LPG, butano, propano o mezclas de ambos,
puede usarse una planta de gas inerte funcionando en buenas condiciones.
3.- Para cargas de gases licuados de alta calidad, la mayoría de
los tipos más comunes de generadores de gas inerte no son recomendables. A
bordo de los buques, regularmente nos encontramos con plantas de gas inerte
que trabajan ineficazmente o pobremente, e incluso con unos tripulantes
pobremente preparados para su manejo y óptimo aprovechamiento. Los riesgos
que hay que tomar son a menudo demasiado altos y en tales casos es preferible
usar para efectuar las operaciones de purga nitrógeno puro.
4.- Otros gases de purga, tales como el metano, también son
utilizables, pero tan solo para algunos tipos de cargas bien definidas y solamente
utilizables en cierto tipo de instalaciones. Sería preferible contar con el
consentimiento de los cargadores y/o receptores de la carga para usar esta clase
de gases de purga.
5.- Si el coste de la operación es de menor importancia, se
podrían usar los vapores de la próxima carga como medio de purga. La mayoría
de las instalaciones de tierra están equipadas con unidades de recuperación
donde las mezclas de los vapores provenientes de la línea de retorno de vapores
del barco son recondensadas y tratadas para minimizar las pérdidas de carga. En
este caso, el usar vapores de la próxima carga para efectuar la operación de purga
resulta muy económico y por tanto, resulta recomendable
41
6.- El nitrógeno es el medio de purga ideal para la mayoría de las
aplicaciones. Las pocas desventajas de este gas de purga son mínimas en
contraposición a la alta pureza, la total inertidad y la seguridad de que no se puede
ocasionar ningún tipo de contaminación. El único inconveniente, es el de su alto
precio por lo tanto debería ser siempre usado tan económicamente como fuera
posible.
CAPITULO III
EL GENERADOR DE GAS
INERTE DE COMBUSTION
ESTEQUIOMETRICA.
3.1 .- INTRODUCCION.
42
Existen muchos tipos de generadores autónomos de gas inerte.
El generador de gas inerte fabricado por “Smit Ovens Nymegen - The Nederlands”
consiste en tres estructuras principales:
a). La unidad de producción de gas inerte.
b). La unidad de enfriamiento y lavado del gas inerte.
c). La unidad de tratamiento final del gas inerte.
Además de estas tres unidades también forman parte de todo el
conjunto: los componentes eléctricos, las bombas de agua, los compresores de
aire y los diferentes sistemas de control y seguridad.
En la Figura 6, viene un esquema general de funcionamiento del
generador de gas inerte.
43
44
F
D
C
B
E
M
A
L
K M
M
M
1
2
34
5
M 7
711
J
6
12
I
M
10 10
H
N
8 9G
Figura 6.- Diagrama general de un Generador de Gas Inerte
RELACIÓN DE LOS CÓDIGOS DE LA FIGURA 6.-
A ........ Entrada de aire
B ........ Entrada de combustible
C ........ Retorno de combustible
D ........ Entrada de aire de instrumentos
E ........ Entrada de vapor de agua
F ........ Entrada de agua de refrigeración
G ....... Salida de purga de Gas Inerte
H ....... Salida de purga del aire de regeneración
I ....... Entrada del aire de regeneración
J ........ Salida de agua de refrigeración
K ....... Salida de aire
L ....... Salida de agua de refrigeración y condensado
N ....... Salida del Gas Inerte a los tanques
1 ....... Bomba de combustible
2 ....... Soplante
3 ....... Quemador y quemador de encendido con detector de llama
4 ....... Cámara de combustión
5 ....... Torre de lavado y enfriado
6 ....... Enfriador de freón
7 ....... Compresor de freón y condensador
8 ....... Controlador de presión
9 ....... Analizador de Oxígeno
10 ...... Secador por absorción
11 ...... Sello de agua
12 ...... Dehumidificador
45
En rasgos generales, el funcionamiento principal de un
generador o planta de gas inerte es como sigue:
- En la unidad de producción de gas inerte tiene lugar una
combustión estequiométrica. Se mezclan en ciertas proporciones el aire (A) y el
material de combustión (B), y la combustión tiene lugar en el quemador (4) donde
se originan unas temperaturas muy altas. Es evidente que, tanto el suministro
cuidadoso de la proporción correcta de aire (1) y combustible (2), como el tener
una fuente de ignición propia (3), son esenciales para obtener un gas inerte de
buena calidad, es decir, con la cantidad de oxígeno correcta y libre de cenizas y
hollín.
- El gas inerte obtenido es enfriado y lavado dentro de una
unidad de enfriamiento y lavado (5). Las partículas sólidas y las impurezas, como
el dióxido de azufre y los óxidos nitrosos son filtrados.
- Posteriormente se produce otro enfriamiento del gas inerte, por
medio de un sistema de refrigeración de freón 22 (6-7).
- El gas frío es conducido a un separador (12) y posteriormente
secado (10) quedando listo para el consumo (H). El propósito principal de esta
unidad de tratamiento final o unidad de acondicionamiento es el de obtener un gas
inerte con un punto de rocío lo más bajo posible.
Esta unidad de acondicionamiento se basa en dos etapas:
- Etapa 1. : Comprimir el gas, seguido de un enfriamiento
indirecto hasta alcanzar la temperatura ambiente y se obtiene la expansión final. El
punto de rocío obtenido depende de la variación de la presión y de la temperatura
de enfriamiento obtenida.
- Etapa 2. : Secado en una unidad de absorción con unos
productos absorbentes como el silicagel o el aluminagel.
46
- Además de la unidad de absorción de humedad, se puede también instalar unas
unidades especiales de absorción para eliminar el dióxido de carbono, donde el
contenido final puede ser reducido hasta 500 ppm ó incluso menos.
3.2 .- UNIDAD DE PRODUCCION DE GAS INERTE.
En la unidad de producción de gas inerte es realmente donde se
produce el gas inerte, que una vez depurado, limpiado y secado alcanzará la
calidad suficiente para ser conducido hasta los tanques de carga para realizarse la
operación de purga.
El elemento principal de esta unidad es, por supuesto, la Cámara
de Combustión, que es a donde son conducidos todos los elementos necesarios
para que ésta se produzca, tales como, el combustible a ser usado, el aire
necesario para que se produzca la combustión, agua de mar para ser usado como
refrigeración, y para completar el Triángulo del Fuego, una fuente de ignición que
serían los quemadores principal y de encendido.
3.2.1 .- CÁMARA DE COMBUSTIÓN.
Se denomina así al recinto cerrado en el que tiene lugar la
combustión de la mezcla de aire y combustible. En ella, dependiendo del diseño,
bien sea en posición vertical u horizontal, van montados los quemadores principal
y auxiliar o de encendido.
Rodeando la cámara de combustión hay una chaqueta de agua
dulce de refrigeración, diseñada de forma que el agua circule alrededor de la
pared de la cámara de combustión en forma de espiral para optimizar la
refrigeración, a fin de disipar el calor producido por la combustión.
47
48
Entrada de agua salada
Drenaje de agua salada
Entrada de aire de instrumentos
Entrada de combustible
Control de FO
Venteo a la atmósfera
F1
Control de aire
Quemador de encendido
Quemador principal
Cámara de combustión
Turbo - soplantes
Torre de lavado
Salida del Gas Inerte
Analizador de oxígeno
PC
Figura 7: Diagrama de la unidad de producción de Gas inerte
3.2.2 .- SUMINISTRO DE AIRE DE COMBUSTIÓN.
El suministro de aire para la combustión se realiza por medio de
una soplante (Blower) o compresor rotativo, que aspira un volumen constante de
aire para enviarlo a presión al quemador principal. A fin de poder obtener una
presión de pulverización correcta y, así mismo, para mantener el porcentaje de
oxígeno en el gas inerte generado dentro de los límites deseados, se encuentra
instalado en el circuito de descarga de la soplante un sistema de regulación por
medio de válvulas manuales.
La soplante está protegida contra una demasiado alta
contrapresión por medio de un presostato de alta presión, el cual , al ser activado,
provocará una parada de emergencia del generador de gas inerte.
La soplante se utiliza también frecuentemente, para el suministro
de aire seco a los tanques de carga o espacios de bodega con la instalación del
Gas Inerte.
3.2.3 .- ALIMENTADOR DE COMBUSTIBLE.
El combustible, suministrado desde un tanque destinado a este
uso, es aspirado por una bomba que lo envía a presión constante al quemador,
pasándolo previamente por una estación de filtrado.
La regulación de la presión se realiza por medio de una válvula
de retorno, incorporada a la bomba, que sirve al mismo tiempo para derivar todo el
flujo de combustible durante el período de purga-barrido en el momento del
arranque.
El combustible llega a los rociadores de combustible del
quemador principal pasando por dos electroválvulas (solenoid valves) gobernadas
por un programador que se haya en el panel de control del generador, y por dos
49
válvulas manuales usadas, una para el ajuste basto, y la otra para el ajuste fino de
la presión del suministro de combustible. Con estas válvulas manuales también se
puede ajustar el contenido de oxígeno del gas inerte producido.
3.2.4 .- QUEMADOR DE ENCENDIDO (PILOT BURNER).
Tiene como objeto iniciar la combustión para lo que utiliza la
chispa producida en el extremo de un electrodo. La tobera del quemador de
encendido es alimentada por combustible suministrado por la bomba de
combustible, mientras que el aire para la atomización y combustión procede del
sistema de aire de instrumentación. Una vez establecida la llama, ésta es percibida
por un sistema detector U.V. en conjunción con en relee guarda llamas, que envía
la información al equipo de control.
3.2.5 .- QUEMADOR PRINCIPAL (MAIN BURNER).
Una vez establecida la llama en el quemador de encendido, el
equipo de control permite el paso de combustible al quemador principal y se inicia
en éste la combustión. La llama se controla con ayuda del circuito de detección
(detector de llama U.V.) y monitorización (relee detector de llama) que, en caso de
fallo de encendido o de fallo de la llama durante el funcionamiento normal del
sistema, comunica la información a la unidad central de control, la cual ordena el
cese del aporte de combustible al quemador.
La atomización del combustible se realiza en dos etapas.
Primeramente, debida a la propia tobera y, luego, el combustible se encuentra
sujeto a la acción tangencial del aire de combustión que llega al quemador por las
ranuras de un anillo que lo rodea por su parte superior, el cual, sumado al flujo de
impulso axial orientado del líquido, resulta en una dispersión ultrafina del
combustible. La atomización óptima del combustible se alcanzará si la diferencia
de presión sobre las ranuras del anillo es aproximadamente de 0,15 a 0,2 Bares;
50
ésto es, la diferencia entre la presión de combustión y la presión dentro de la
cámara de combustión.
Cuanto más baja sea la presión de atomización, peor será la
calidad de la combustión y se formará mayor cantidad de hollín y cenizas.
3.3 .- ENFRIADO Y SECADO DEL GAS INERTE.
3.3.1 .- TORRE DE LAVADO Y ENFRIAMIENTO (SCRUBBER).
El gas generado en la cámara de combustión, abandona ésta a
una temperatura elevada y es enviado a la torre de enfriamiento y lavado
(scrubber) en la que, por medio del agua de mar que sale a alta presión por unas
toberas dispuestas a tal efecto, es enfriado hasta una temperatura ligeramente
superior a la de entrada del agua salada.
En la misma torre tiene lugar el lavado de los gases y la
eliminación de los óxidos de azufre e impurezas (ceniza y hollín) contenidas en el
gas inerte generado en la cámara de combustión al ser quemado el combustible
(fuel oil o gas oil), ya que éste siempre contiene cierta proporción de azufre.
La torre de lavado puede también ser usada para disolver el
amoniaco cuando se está purgando.
En la torre de lavado el gas inerte se desplaza en sentido
ascendente contra el flujo descendente del agua de mar. Para que exista un
máximo contacto entre el agua suministrada a través de unos tubos rociadores
situados en la parte alta de la torre de lavado, y el flujo de gas inerte que discurre
en la dirección contraria, se dispondrá de varias unidades de uno ó más de los
siguientes dispositivos:
51
- toberas de spray (atomizadores).
- bandejas de piedras deshechas (carbón) o virutas de plástico
- planchas de choque perforadas
- toberas venturi y ranuras
En la torre de lavado del generador de Smit Ovens podemos
encontrar:
a). En la parte baja donde entra el gas inerte a altas
temperaturas, una capa de anillos de capa de acero inoxidable;
b). En la parte más alta, unos sillares de cerámica
Un deshumidificador situado en la parte más alta de la torre de
lavado previene que la humedad del agua se vea transportada conjuntamente con
el gas inerte. La humedad es condensada y resuministrada en forma de gotas de
agua, las cuales son llevadas afuera a través del sello de agua. El agua de mar es
suministrada a los tubos rociadores de la torre de lavado y a la chaqueta de
enfriamiento de la cámara de combustión a través de unos orificios, los cuales
distribuyen el agua de enfriamiento en las proporciones correctas. El agua de mar
que ha sido usada, tanto en la torre de lavado, como en la chaqueta de
enfriamiento fluyen hacia un tanque de descarga.
El suministro de agua de mar está salvaguardado por alarmas de
alta y baja presión. El suficiente enfriamiento de las paredes de la cámara de
combustión está salvaguardado a su vez por una alarma de alta temperatura a la
salida del agua de mar de la chaqueta de la cámara de combustión. Y, finalmente,
el suficiente enfriamiento del gas inerte está también salvaguardado mediante una
alarma de alta temperatura que se encuentra en la línea de gas inerte a la salida
de la torre de lavado.
El diseño de los diferentes tipos de torres de lavado varía
grandemente dependiendo de los diferentes fabricantes.
52
Figura 8.- Diagrama de una Torre de Lavado. Tipo Smit Ovens.
3.3.2 .- CONSIDERACIONES DE DISEÑO DE LA TORRE DE LAVADO
Algunas consideraciones de diseño de las torres de lavado y
enfriado son las siguientes:
- La torre de lavado debe ser de un diseño en relación al tipo de
barco, carga y equipo de control de la combustión de la fuente de suministro de
gas inerte, y ser capaz de realizar su función con la cantidad de gas inerte
requerida por la regulación 62 a la presión diferencial de diseño del sistema.
( Regla 62 de la Convención SOLAS 1970 : “El sistema debe ser capaz de
suministrar gas inerte a un ritmo de por lo menos el 125 por ciento de la máxima
capacidad de descarga de las bombas de carga.”)
53
Quemador
Salida del Gas Inerte
Salida de agua de refrigeración
Sello de
agua
Entrada de agua de
refrigeración
Dehumidificador
- El desempeño de la torre de lavado trabajando al máximo flujo
de gas inerte debe ser tal, que sea capaz de eliminar al menos el 90 por ciento del
dióxido de azufre y de eliminar los residuos sólidos (ceniza y hollín) de forma
efectiva.
- Las partes internas de la torre de lavado deben estar
construidas de materiales resistentes a la corrosión, debido al elevado efecto
corrosivo del gas inerte. Alternativamente, las partes internas podrían estar
revestidas con goma, resina de fibra de vidrio u otro material equivalente, en cuyo
caso podría ser necesario que los gases de combustión fueran enfriados antes de
ser introducidos dentro de la sección revestida de la torre de lavado.
- La carcasa de la torre de lavado debe estar provista de unas
adecuadas aberturas con ventanas de vidrio que faciliten la visión, con el objetivo
de que sea posible efectuar inspecciones, limpiezas, o, simplemente, para facilitar
la observación del correcto estado de la misma. Las ventanillas de vidrio deben
estar reforzadas para ser capaces de resistir impactos y, ser resistentes al calor.
Esto podría conseguirse por medio de un doble acristalamiento.
- El diseño de la torre de lavado debe ser tal que bajo
condiciones normales de asiento y escora, su eficacia no caiga por debajo de más
del 3 por ciento, ni que el aumento de la temperatura a la salida del gas inerte
exceda más de 3 ºC la temperatura de salida de diseño.
- La localización de la torre de lavado por encima de la línea del
nivel del agua de mar debe ser tal, que el drenaje del agua recogida no se vea
impedido cuando el barco se encuentre en la condición de máxima carga.
54
3.3.3 .- PRECAUCIONES QUE DEBEN SER TOMADAS AL USAR LA
TORRE DE LAVADO
Cuando se está usando la torre de lavado se deben observar las
siguientes precauciones:
- Se debe suministrar el agua de mar a la torre de lavado antes
de empezar el flujo de gas inerte, para prevenir el sobrecalentamiento o el daño de
las capas anticorrosivas internas. Si se está usando la torre de lavado para
disolver amoníaco, el flujo de los vapores de éste, debe ser abierto muy despacio
para prevenir mezclas violentas o la formación de vacío.
- El flujo de agua debe ser controlado dentro de los límites de
diseño; un flujo excesivo causaría una inundación y su transporte por la línea
podría originar la formación de hidratos o hielo en las partes del sistema que
trabajan a baja temperatura.
- Deben ajustarse enfriadores asociados para producir vapores
con el punto de rocío requerido; estos enfriadores se sobrecargarán debido a la
gran cantidad de agua conducida.
- Las bandejas de deshechos de piedras deben ser mantenidas
limpias y deben ser chequeadas para desalojar los aros que podrían estar
bloqueados.
- Los deshechos de las piedras deben ser quitados y reinstalados
o reemplazados periódicamente, para prevenir que se compacten o que se
pulvericen, especialmente, si se usa carbón u otro material similar.
- Los componentes internos deben ser inspeccionados
regularmente para chequear la corrosión y la seguridad de su fijación.
55
- La suciedad y el atascamiento de los componentes en la
trayectoria del flujo causarán una caída alta de la presión a lo largo de la unidad.
3.3.4 .- FUNCIÓN DE LAS SOPLANTES DE GAS INERTE. (BLOWERS)
Las soplantes se usan para mandar a los tanques de carga el
gas inerte ya lavado en la torre de lavado.
La Regla 62.3.1 de la Convención SOLAS exige que se tenga al
menos dos soplantes que sean, entre las dos, capaces de suministrar a los
tanques de carga, gas inerte a un ritmo de al menos el 125 % de la máxima
capacidad de ritmo de descarga del barco expresado en volumen.
En la práctica, las instalaciones varían desde las que tienen una
soplante grande y otra pequeña, cuyas capacidades combinadas cumplen con la
Regla 62, hasta a aquellas en las que cada soplante puede cumplir con este
requisito. La ventaja que tienen las del primer tipo es la de que, a veces, es
conveniente usar una soplante de poca capacidad cuando se está topeando la
presión del gas inerte en los tanques de carga cuando se está en la mar; pero la
ventaja que asiste a las del segundo tipo, es la de que si una de las soplantes se
estropea, la otra sóla es capaz de mantener una presión de gas positiva en los
tanques de carga sin extender la duración de la descarga del barco.
3.3.5 .- CONSIDERACIONES DE DISEÑO DE LAS SOPLANTES
Algunas consideraciones de diseño para las soplantes son:
- La carcasa de la soplante debe estar construida de un material
resistente a la corrosión o, alternativamente, de acero suave; pero, entonces, sus
superficies internas deben estar recubiertas de alguna aleación resistente o con
56
goma o resina de fibra de vidrio u otro material equivalente para protegerla del
efecto corrosivo del gas inerte.
- Los impelers deben estar construidos en un material resistente
a la corrosión. Los impelers de bronce aluminio deben ser relevados de tensión
después de soldados. Todos los impelers serán testeados con una sobre-
velocidad del 20% por encima de la velocidad de giro de diseño del motor
eléctrico, o del 10% sobre la velocidad a la que la turbina operase, cualquiera que
sea la aplicable.
- La carcasa debe estar provista de suficientes drenajes,
ajustados con sellos de agua adecuados, para prevenir cualquier daño que podría
ocasionar la acumulación de agua. Los drenajes deben estar de acuerdo con lo
previsto en la Regla 3.15.4; o sea que, los sellos de agua deben estar colocados
dos metros por debajo del equipo a ser drenado para drenar el punto más bajo de
la curva.
- Deben proveerse medios, como por ejemplo limpieza de agua
dulce, para eliminar la concentración de depósitos que podrían causar vibraciones
durante la operación de la soplante.
- La carcasa debe estar adecuadamente reforzada para prevenir
las vibraciones y, debe estar diseñada y colocada de tal forma, que se facilite la
extracción del rotor sin provocar ninguna molestia a las otras partes de las
conexiones de entrada y salida del gas inerte.
- Deben proveerse suficiente aberturas en la carcasa para facilitar
las inspecciones.
- Donde la soplante conste de dos diferentes ejes para el motor y
la soplante en sí, debe estar provista de un acoplamiento flexible entre los dos
ejes.
57
- Las características de presión y volumen de la soplante deben
ser equiparables a los máximos requisitos del sistema. Las características deben
ser tales, que en el caso de la descarga de cualquier combinación de los tanques
de carga al máximo ritmo de descarga, se mantenga una presión mínima de 200
mm de H2O en cualquier tanque de carga en previsión de pérdidas de presión
debido a:
. La torre de lavado y deshumidificador
. Las tuberías que conducen el gas caliente a la torre de lavado
. Las tuberías de distribución después de la torre de lavado
. El sello de agua de cubierta
. La longitud y diámetro del sistema de distribución del gas inerte
- Cuando ambas soplantes no son de la misma capacidad, las
características de presión y volumen, y las tuberías de entrada y salida deben
estar equiparadas de tal forma que si ambas soplantes pueden trabajar en
paralelo, sean capaces de desarrollar los rendimientos para las que están
diseñadas.
- Si el motor principal es un motor eléctrico, entonces, éste será
de la suficiente potencia como para que no se pueda producir una sobrecarga bajo
cualquier condición de trabajo de la soplante. La potencia de sobrecarga requerida
estará basada en las condiciones de entrada de la soplante ( -5 ºC a -400 mm de
H2O) y en las de salida ( 0 ºC a presión atmosférica). Se proveerá de las
disposiciones que fueran necesarias para mantener todos los recovecos de la
soplante en unas condiciones de sequedad absoluta, durante el tiempo en que
ésta permaneciese inoperativo.
3.3.6 .- DESHUMIDIFICADOR (DEMISTER).
La función principal del deshumidificador es la de prevenir que la
humedad de agua, que absorbe el gas inerte a su paso por la torre de lavado,
58
pueda ser llevada con éste a zonas en las que podría originar graves problemas.
Los hay de muchos tipos; unas veces situados en la parte
superior de la torre de lavado, y otras fuera de ella en la línea por la que circula el
gas inerte a la salida de ésta.
Como ejemplo de un tipo de deshumidificador, nombraremos el
Secador ciclónico.
Figura 9.- Secador ciclónico.
En este tipo de secador/separador, se aprovecha de la velocidad
de rotación que se imprime al gas para producir la separación efectiva del agua
transportada, que se va depositando en el fondo del separador, de donde sale por
el circuito de drenaje.
3.3.7 .- INSTALACIONES DE SECADO POR ABSORCIÓN Y DE FREON.
59
Entrada de Gas Inerte
Salida de Gas Inerte
Drenaje del agua
El gas inerte, que sale de la torre de lavado y del separador de
partículas, tiene aún un grado de humedad suficiente como para que constituya un
alto riesgo su introducción en los tanques de carga, a temperaturas inferiores a
los cero grados centígrados, por el peligro de bloqueo de bombas y válvulas que el
agua que contiene, al congelarse , puede comportar.
Para evitar todos estos inconvenientes, se dota a las plantas de
Gas Inerte, de instalaciones de secado que pueden ser de freón o, por absorción,
existiendo instalaciones que disponen de las dos, trabajando en serie.
3.3.8 .- SECADOR / ENFRIADOR DE FREON (R-22).
En vista de que el volumen y la presión del gas continúa siendo
la misma que la que tenía a la salida de la torre de lavado y enfriamiento, la
cantidad máxima de agua que el gas puede contener depende solamente, de la
temperatura a que se encuentre el gas inerte.
Cuanto menor sea la temperatura, menor será la cantidad de
gramos de vapor de agua por metro cúbico en la mezcla de gas, a una humedad
relativa del 100%.
Basándonos en este fenómeno, el enfriador de freón cumple con
una función intermediaria en el proceso de secado del gas inerte. Disminuyendo la
temperatura hasta unos pocos grados por encima del punto de congelamiento, el
punto de rocío del gas es reducido también, hasta unos pocos grados por encima
de cero grados centígrados.
El agua que se condensa en este proceso es drenada a través
de un sistema drenaje de condensado.
60
Debido a que la temperatura del gas inerte que viene de la torre
de enfriamiento y secado depende de la temperatura variable del agua de
refrigeración, la capacidad de enfriamiento del enfriador de freón está controlada
automáticamente. El control viene escalonado desde el 25% de su capacidad
hasta el 100% (con pasos del 25%, 50%, 75% y 100%). Por debajo del 25% está
provisto por un control continuo modulado.
61
Separador de líquido
Compresor
Condensador de R-22
Secador de R-22
Recibidor de R-22
SW
Salida de Gas Inerte
Figura 10.- Diagrama de una unidad de secado de freón.
Entrada de Gas Inerte
El enfriador de freón está compuesto de tres componentes
principales: el evaporador, el compresor y el condensador.
En el evaporador es donde se le extrae el calor al gas inerte y en
el condensador se le transfiere al agua de refrigeración. La fuerza de conducción
viene dada por el compresor.
3.3.9 .- UNIDAD DE SECADO POR ABSORCIÓN.
En la etapa final del proceso de secado del gas inerte que viene
desde el enfriador de freón, éste es conducido hacia dos recipientes dotados de
sistema de regeneración y rellenos de un producto secante que absorbe la
humedad, llamado alúmina activada (aluminagel).
62
1 2
M
Calentador
Gas Inerte del enfriador de freón
entrada de aire
Salida del aire
regenerado
Válvula de control de presión
Purga
Suministro de Gas Inerte
Figura 11.- Diagrama de la unidad de secado por absorción.
De los dos recipientes, uno es usado como elemento absorbente
de la humedad del gas inerte, mientras que el otro está siendo regenerado con
una corriente de aire caliente (deshumedecido).
En la fase de secado, el vapor de agua es absorbido por el
elemento absorbente dentro del recipiente.
En el recipiente de regeneración, los elementos de calentamiento
provocan un aumento de la temperatura del recipiente. La regeneración ocurre
mientras, ante el aumento de la temperatura, la presión de vapor de agua en el
elemento absorbente es mayor que la presión parcial del vapor de agua en el aire.
Debido a ésto, la humedad contenida en el elemento absorbente es conducida
hacia la corriente de aire seco que pasa.
3.3.10 .- VÁLVULA REGULADORA DE LA PRESIÓN DE GAS INERTE Y
DISPOSITIVOS DE RECIRCULACION.
Un dispositivo de control de la presión deberá ser dispuesto para
desempeñar dos funciones:
1.- Para prevenir automáticamente cualquier flujo de retorno de
gas inerte en el caso de que existiera un fallo de la soplante de gas inerte, de la
bomba de la torre de lavado, etc.; o cuando, aun trabajando correctamente la
planta de gas inerte, existiera un fallo en el sello de agua y/o en las válvulas
mecánicas de no retorno y la presión del gas en los tanques de carga excediera a
la presión de descarga de la soplante.
2.- Para regular el flujo de gas inerte a la línea principal de gas
inerte de cubierta.
Una disposición típica por la que se conseguirían cumplir con los
dos objetivos anteriormente expuestos, sería la siguiente:
63
Sistemas con una válvula automática de control de la presión y
una línea de recirculación del gas.
Figura 12.- Diagrama de un sistema de control automático de la presión.
Estas instalaciones permiten controlar la presión del gas inerte en
cubierta sin tener que ajustar la velocidad de las soplantes de gas inerte. El gas
inerte que no sea necesario en los tanques de carga, se recirculará hacia la torre
de lavado o se venteará hacia la atmósfera. Las válvulas reguladoras de presión
de gas inerte están dispuestas en la línea principal del gas inerte y también en la
línea de recirculación; una viene controlada por un transmisor de presión y un
regulador, mientras que la otra puede ser controlada, bien de una forma similar, o
bien por medio de una válvula operada por peso. El transmisor de presión está
situado a continuación de las válvulas de aislamiento de cubierta; ésto facilita que
se mantenga una presión positiva en los tanques de carga durante la descarga.
Sin embargo, esto no asegura necesariamente que la torre de lavado no se
sobrecargará durante las operaciones de inertado y purga.
64
Torre de Lavado
Soplante de Gas Inerte
Sello de agua de cubierta
Válvula de no-retorno
Válvula de aislamiento de cubierta
Transmiter de presión
Regulador de la presión del gas
Línea de recirculación
Válvula automática
reguladora de presión
3.4 .- FUNCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE NO-
RETORNO.
3.4.1 .- INTRODUCCION.
El Sello de agua y la Válvula mecánica de no-retorno, ambas
conjuntamente, componen los medios para prevenir automáticamente el flujo de
retorno de los gases de la carga desde los tanques de carga hacia el espacio de
máquinas u otra área de seguridad en el que se encuentre localizada la planta del
Gas Inerte.
3.4.2 .- SELLO DE AGUA.
El sello de agua descarga el agua de enfriamiento y el
condensado generado en el generador, sin que el gas tenga posibilidad de
escapar.
El sello actúa como la principal barrera para permitir el suministro
de gas inerte hacia cubierta, pero previene de cualquier tipo de flujo de retorno del
gas de carga hacia el generador de gas inerte, incluso cuando éste se encuentre
parado. Por ello, resulta fundamental que el suministro de agua de mar se
mantenga ininterrumpidamente al sello, particularmente siempre que la planta de
gas inerte esté parada. Adicionalmente, los drenajes del sello deben ser
conducidos directamente afuera del barco y no deberían pasar a través del
espacio de máquinas.
Existen diferentes diseños de sellos, pero uno de estos tres tipos
principales debe ser adoptado.
a) .- Tipo húmedo.
65
Este es el tipo más sencillo de sello de agua. Cuando la planta
de gas inerte está operando, el gas burbujea a través del agua desde la tubería de
entrada de gas inerte sumergida dentro del agua, pero si la presión en los tanques
de carga es superior a la presión en la tubería de entrada de gas inerte, el agua es
empujada hacia la tubería de entrada y esto previene el flujo de retorno.
El inconveniente de este tipo de sello de agua es el de que
algunas partículas de agua se ven arrastradas con el gas inerte, el cual, aunque
ésto no perjudique la calidad del gas inerte, puede aumentar el efecto corrosivo de
éste. De esta manera, se debe equipar con un deshumidificador a la salida del
sello de agua para reducir la cantidad de agua arrastrada. La siguiente figura nos
muestra un ejemplo de este tipo.
Figura 13.- Sello de agua de tipo húmedo.- Flujo de G.I. hacia los tanques.
66
Deshumidificador
DeshumidificadorEntrada de agua
Flujo de retorno desde los tanques de carga
Drenaje de agua
Flujo de Gas Inerte del Generador
Flujo de Gas Inerte hacia los tanques
Entrada de agua
Drenaje de agua
Figura 14.- Sello de agua tipo húmedo.- Contrapresión en los tanques.
2.- Tipo Semi-seco.
En vez de burbujear a través del separador de agua , el flujo de
gas inerte empuja al agua del sello dentro de una cámara de contención por el
efecto venturi, evitándose de esta forma o al menos reduciendo
considerablemente la cantidad de partículas de agua que son llevadas por el flujo
de gas inerte. De cualquier forma, funcionalmente, es igual que la del tipo húmedo.
Figura 15.- Sello de agua tipo semi-seco.- Flujo hacia los tanques
67
Contrapresión desde los tanques
Venturi
Venturi
Salida dev Gas Inerte hacia los tanques
Entrada del Gas Inerte desde el generador
Figura 16.- Sello de agua tipo semi-seco.- Contrapresión de los tanques.
3.- Tipo seco.
En este tipo de sello de agua, el agua es drenada cuando la
planta de gas inerte está operando (gas inerte fluyendo hacia los tanques de
carga) y se llena de agua cuando la planta de gas inerte está, o bien parada, o
cuando la presión de los tanques de carga (contra-presión) sea superior a la
presión de descarga de soplado del gas inerte. Tanto el llenado como el drenaje
del agua se realizan mediante unas válvulas operadas automáticamente que son
controladas por los niveles en el sello de agua y en el tanque de gotas (drop tank),
y por el estado operativo de las soplantes del gas inerte.
La ventaja fundamental de este tipo de sello es la de que se
previene la conducción de las partículas de agua por el gas inerte. El
inconveniente que surge con este tipo es el de que el fallo de cualquiera de las
válvulas controladas automáticamente hará que el sello de agua sea inefectivo. En
las siguientes Figuras 17 y 18, se muestra un ejemplo de este tipo.
68
Tanque de goteo Salida del agua
Flujo de gas Inerte desde el generador
Gas Inerte hacia los tanques
Figura 17.- Sello de agua tipo seco.- Flujo de G.I. hacia los tanques.
Figura 18.- Sello de agua tipo seco.- Contrapresión en los tanques.
3.4.3 .- VÁLVULA MECÁNICA DE NO RETORNO Y VÁLVULAS DE
AISLAMIENTO.
69
Tanque de goteo
Salida del agua
Contrapresión desde los tanques
Como una precaución adicional para evitar cualquier flujo de
retorno de los vapores de los gases desde los tanques de carga, y para prevenir
cualquier flujo de retorno de líquido, el cual podría entrar en el sistema principal de
gas inerte si los tanques de carga estuvieran sobrecargados, la Regla 62.10.8 de
la Convención SOLAS exige que una válvula mecánica de no retorno, o
equivalente, sea dispuesta a continuación del sello de agua y se mantenga
operativa automáticamente en todo momento.
Esta válvula tendrá que estar provista de unos medios efectivos
de cierre o, alternativamente, de una válvula de aislamiento separada en cubierta
a continuación de la válvula de no retorno. Este sistema tiene la ventaja de que se
pueden ejecutar trabajos de mantenimiento en la válvula de no retorno.
3.4.4 .- VALVULA DE GAS INERTE.
Esta válvula debería abrirse cuando la planta de gas inerte tenga
una parada de emergencia para prevenir que cualquier fuga pase de las válvulas
de no-retorno al aumentar la presión en la línea de gas inerte comprendida entre la
válvula reguladora de presión y éstas válvulas de no-retorno.
3.4.5 .- CONSIDERACIONES DE DISEÑO DE LOS DISPOSITIVOS DE
NO RETORNO.
Algunas consideraciones sobre el diseño de este tipo de
dispositivos de no retorno son:
- El material usado en la construcción de los dispositivos de no
retorno deben ser resistentes al fuego y al ataque corrosivo de algunos ácidos
formados por el gas inerte. Alternativamente puede ser usado acero al carbono
protegido por un forro de goma o con una capa de resina de fibra de vidrio o de
70
otro material equivalente. Debe tomarse una atención particular a la tubería de
entrada de gas inerte al sello de agua.
- El sello de agua debería presentar una resistencia al flujo de
retorno no menor a la presión establecida en el dispositivo de seguridad de
presión/vacío que se haya en el sistema de distribución del gas inerte, y debería
estar así diseñado para prevenir el flujo de retorno de los gases bajo unas
condiciones de operatividad indeseables
- El agua contenida en el sello de agua debería ser mantenida a
un flujo regular de agua limpia a través del depósito del sello de agua.
- El sello de agua debería estar provisto de ventanillas para mirar
y aperturas de inspección, para permitir una observación satisfactoria del nivel de
agua durante su operación y para facilitar una inspección minuciosa. Las
ventanillas de inspección deben ser reforzadas y resistentes a impactos.
3.5 .- EL ANALIZADOR DE OXIGENO.
3.5.1 .- CONCEPTOS FISICOS. LEY DE FARADAY.
La propiedad física más característica del oxígeno que lo
diferencia de los demás gases es la de su paramagnetismo. Esta propiedad fue
utilizada por Faraday, cuando en 1851 demostraba que una esfera de vidrio
hueca, que estaba soportada, al final de una barra horizontal, por fibras de seda,
era atraída por un imán, cuando la esfera se llenaba con oxígeno.
71
N S
Figura 19.- Paramagnetismo del oxígeno.
En la práctica, los analizadores de oxígeno incrementan la
sensibilidad del experimento de Faraday, manteniendo la esfera suspendida por
los dos extremos finales de la barra, formando una campana sellada, a la cual
rodea el gas que se quiere analizar. Esta campana está suspendida en un campo
magnético, simétrico pero no uniforme, y, normalmente, ligeramente diamagnético
por lo que la campana toma una posición alejada de la parte más intensa del
campo.
Cuando el gas circundante contiene oxígeno, la campana es
empujada más allá del campo magnético por el, relativamente fuerte,
paramagnetismo del oxígeno. La fuerza de torsión actuante en la campana, será
proporcional al paramagnetismo del gas circundante, con lo que puede ser usado
para medir la concentración de oxígeno
Entre los gases comunes, solamente tienen un paramagnetismo
comparable al del oxígeno, el óxido nítrico y el dióxido de cloro.
El corazón de un medidor de oxígeno como el Taylor Servomex,
de uso generalizado en plantas de generación de gas inerte, es una célula de
medida que se basa en el principio anteriormente descrito.
La posición cero (0) de la campana es recibida por una fotocélula
de hendidura que recibe la luz reflejada por un espejo que se encuentra sobre la
suspensión. La salida de la fotocélula es amplificada y retorna a una bobina sobre
la campana, de tal forma que la torsión debida al oxígeno contenido en la muestra
se equilibra con esa fuerza compensadora de retroalimentación.
72
Debido a la relación, extremadamente lineal, entre la corriente de
retroalimentación y la susceptibilidad de la muestra a analizar, se puede obtener
un voltaje de salida observable sobre las diferentes escalas de medida por medio
de un interruptor atenuador. La forma lineal de la escala, también permite calibrar
el instrumento para todas las escalas, comprobando en dos puntos solamente, con
nitrógeno para el punto cero y con aire para el 21 % de oxígeno.
3.5.2 .- PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DEL ANALIZADOR DE
OXIGENO. (TIPO TAYLOR SERVOMEX).
73
Amplificador
Fotocélula
Lámpara
Figura 20.- Esquema básico del analizador de oxígeno
1.- Puesta en marcha.
Arranque el aparato, por lo menos, dos horas antes de que el
instrumento sea necesitado. Si se van a usar las escalas más sensibles, procure
que el aparato esté en marcha doce horas antes.
En una emergencia el analizador puede ser usado al cabo de
media hora de su puesta en marcha, pero la calibración deberá ser calibrada al
cabo de dos horas.
Es necesario llenar el recipiente de burbujeo con agua dulce,
previamente a su puesta en marcha.
2.- Sistema de muestra.
Revise el sistema de muestra de acuerdo con las instrucciones
dadas al respecto por el fabricante, y asegúrese de que todas las líneas se
encuentren limpias.
3.- Calibración del analizador.
Para realizar la puesta a Cero del analizador conviene seguir los
siguientes pasos:
- Desconecte la lámpara y el Feedback.
- Ponga el interruptor de escala de oxígeno en el 25%.
- Ajuste el amplificador de cero hasta que el indicador de una
lectura entre 0 y 2,5% de oxígeno en la escala.
- Conecte de nuevo la lámpara y el feedback.
4.- Comprobación del cero del gas.
74
Para esta revisión se utiliza, normalmente, nitrógeno libre
de oxígeno. La comprobación se hará siguiendo los siguientes pasos:
- Compruebe que el flujo de muestra es normal en los dos tubos
sumergidos en la cámara de burbujas.
- Espere durante un par de minutos a que el analizador se
equilibre.
- Ajuste el control mecánico del cero.
- Cuando la indicación sea aproximadamente correcta, abra el
interruptor de Feedback. Esto aumentará la sensibilidad en un
factor igual a 100 por lo menos. Por ejemplo, si la escala
indicadora es, aproximadamente, 0,25% de toda la escala, y
permite un ajuste más exacto del cero.
- Cierre el interruptor del Feedback.
5.- Comprobación del máximo de la escala.
Para esta comprobación se usa, normalmente, aire seco del
suministro del buque. Se realizará el siguiente procedimiento de calibración:
- Compruebe que el flujo de gas de muestra sea normal.
- Espere un par de minutos a que el analizador se equilibre.
- Ajuste el control de span para que dé una lectura correcta que
será 21,03 . Siendo ésta la correspondiente a la cantidad de
oxígeno que se contiene en el aire seco. Normalmente este
valor se encontrará marcado en rojo en la escala de medición
del analizador.
75
Figura 21 .- Vista frontal del Analizador de Oxígeno.
3.6 .- INSTRUMENTACIÓN Y ALARMAS.
76
0 100 25O2 %
SET TEMP.
SPAN A. ZERO
F. BACK LAMP
ON ON
RESET ON
POWER
25 100
RANGE O2 %
UNIDAD DE BURBUJEO
DRENAJE
MUESTRA
SUMINISTRO
3.6.1 .- INTRODUCCIÓN.
Se exige para la realización de una operación con las máximas
garantías de eficacia y seguridad, cierto tipo de instrumentos fijos y portátiles,
siendo lo deseable que todos ellos estén graduados con un mismo sistema
consistente.
Se debe poseer instrucciones claras para la operación,
calibración y testeo de todos los instrumentos y alarmas, existiendo facilidades
suficientes para una conveniente calibración.
Todos los equipos de alarmas e instrumentación, de acuerdo con
la Regla 62 de SOLAS, deben estar diseñados para resistir cualquier variación del
suministro eléctrico. cambios en la temperatura ambiente, vibraciones, humedad,
sacudidas, impactos y corrosión, tal y como se va a encontrar normalmente a
bordo de los barcos.
3.6.2 .- INSTRUMENTACION DE LA TORRE DE LAVADO.
La disposición de la instrumentación y alarmas de la torre de
lavado debe ser la siguiente:
- El flujo de agua a la torre de lavado debe estar monitorizado
bien mediante un flujómetro , bien por un manómetro de presión. Deberá sonar
una alarma cuando el flujo de agua caiga por debajo de una cantidad
predeterminada por los requisitos de flujo de diseño, y deberán parar
automáticamente las soplantes del gas inerte en el caso de una adicional
reducción en el flujo. El ajuste preciso de las alarmas y las paradas de emergencia
deberá hacerse en relación a los diseños de las torres de lavado y los materiales.
77
- El nivel de agua dentro de la torre de lavado debe estar
monitorizado mediante una alarma de alto nivel. Esta alarma deberá activarse
cuando se alcance un determinado nivel y la bomba de agua de la torre de lavado
se parará cuando el nivel alcance los límites establecidos que dependerán del
diseño de la torre y del nivel de rebose de la tubería de entrada que viene de la
caldera.
- La temperatura del gas inerte en el lado de la descarga de las
soplantes de gas deberá estar monitorizada. La alarma deberá sonar cuando se
alcancen los 65 ºC de temperatura y se producirá la parada de emergencia
automática de las soplantes cuando la temperatura alcance los 75 ºC.
- Si fuera necesaria la instalación a la entrada de la torre de
lavado de un enfriador para proteger los materiales de revestimiento de la torre,
los dispositivos de alta temperatura estarían posicionados en la salida del enfriador
en vez de a la salida de la soplante.
- Para monitorizar la eficacia de la torre de lavado, se recomienda
que se indiquen las temperaturas de la entrada y la salida de agua de refrigeración
y la presión diferencial de la torre de lavado.
- Todos los sensores de nivel, flotadores y demás sensores
necesarios que estén en contacto con el agua o con el gas inerte deberán estar
construidos de materiales resistentes al ataque ácido.
3.6.3 .- INSTRUMENTACION DEL SELLO DE AGUA.
Para el sello de agua de cubierta deberá sonar una alarma
cuando el nivel de agua caiga por debajo de una cantidad predeterminada pero
antes de que el sello se haga ineficaz.
78
Para determinados tipos de sellos, como el de tipo seco, la
alarma de nivel de agua deberá poder ser suprimida cuando se esté suministrando
gas inerte al sistema de distribución del gas inerte.
La presión del gas inerte dentro del sistema debe estar
monitorizada y sonará la alarma cuando la presión alcance el valor límite
establecido de acuerdo al diseño de los tanques de carga, válvulas mecánicas de
no retorno y sello de agua.
3.6.4 .- INSTRUMENTACION DEL ANALIZADOR DE OXIGENO.
La disposición para el analizador de oxígeno, registrador y equipo
de indicación debe ser la siguiente:
- El punto de muestreo para el analizador de oxígeno y la unidad
de registro debe estar localizada en una posición de la tubería de suministro
después de la soplante y antes de la válvula reguladora de presión de gas inerte.
En la posición elegida las condiciones de flujo turbulento prevalecerían en todas
las salidas de las soplantes. El punto de muestreo debe ser fácilmente accesible y
debe estar provisto de conexiones apropiadas de limpieza con aire o vapor.
- La sonda de muestreo tiene que incorporar un filtro de acuerdo
con las recomendaciones del fabricante del instrumento. La sonda y el filtro deben
ser capaces de ser extraídos y limpiados o renovados si fuese preciso.
- El capilar del sensor que va desde la sonda de muestreo hasta el analizador de
oxígeno debe estar de tal forma colocado que cualquier tipo de condensación que
se produjera en el tintero del sensor no perjudicara a la muestra de gas alcanzar el
analizador de oxígeno. Deben minimizarse el número de uniones entre tubos para
evitar cualquier entrada de aire.
- Cualquier enfriador que hiciese falta en los tubos de muestreo
deben estar instalados en el punto más frío del sistema; alternativamente, en
79
ciertos casos, sería prudente calentar los tubos de muestreo para evitar
condensaciones.
- La posición del analizador, debe ser elegida de forma que esté
protegido del calor y de condiciones ambientes adversas, pero debe estar
localizado lo más cerca posible del punto de muestreo para reducir el tiempo entre
la extracción de la muestra y su análisis al mínimo.
- La unidad de registro y los indicadores repetidores que son
exigidos por la Regla 62.16 de SOLAS no deben estar localizadas en zonas
sujetas a excesivo calor o vibraciones indebidas.
- La resistencia de los cables de conexión entre el analizador y el
registrador deben estar de acuerdo con las instrucciones del fabricante del
instrumental.
- El analizador de oxígeno debe tener una exactitud del 1 % de la
escala mayor del indicador.
- Dependiendo de los principios de medición, los dispositivos de
calibración del cero y/o valor de span deben estar provistos en las proximidades
del analizador de oxígeno adaptados con conexiones apropiadas para los
analizadores portátiles.
Debe existir un punto de muestreo localizado entre la válvula
automática de regulación de la presión del gas inerte y el sello de agua para ser
usado con los analizadores portátiles.
3.6.5 .- INSTRUMENTACION DEL CONTROLADOR DE PRESION.
El sensor de presión del gas inerte y el registrador obtendrán la
señal de un punto de la línea principal de gas inerte situada entre la válvula de
80
aislamiento de no retorno y los tanques de carga, como indica la Regla 62.16.1 de
SOLAS.
Cuando la presión que exista en la línea principal de gas inerte a
proa de la válvula de no retorno caiga por debajo de 50 mm de H2O, debe sonar
una alarma o producirse una parada de emergencia de las bombas principales de
descarga (si estuvieran en marcha) como indica la Regla 62.19.8 de SOLAS.
3.6.6 .- ALARMAS.
Las alarmas exigidas en la Regla 62.19.1.7 de SOLAS deben dar
indicación en el puente de navegación y en el espacio de Máquinas. Estas son:
- baja presión o bajo flujo de agua a la torre de lavado.
- alto nivel de agua en la torre de lavado
- alta temperatura del gas inerte a la descarga de la soplante.
- fallo de las soplantes
- contenido de oxígeno superior al 8 %
- fallo del suministro eléctrico a los controles automáticos de válvulas
reguladoras
- bajo nivel de agua en el sello
- presión de gas por debajo de 100 mm de H2O
- alta presión de gas
- insuficiente suministro de combustible al quemador
- fallo de corriente eléctrica al generador
3.6.7 .- INSTRUMENTOS PORTATILES.
De acuerdo con la Regla 62.17 de SOLAS, los instrumentos
portátiles deben estar capacitados para medir la cantidad de oxígeno y
concentraciones inflamables de gas.
81
Con respecto a los medidores de gases de hidrocarburos, debe
ser tenido en cuenta que los medidores que se basan en el principio de medición
de filamentos catalíticos no son apropiados para medir concentraciones de
hidrocarburos en atmósferas con deficiencia de oxígeno. Yendo más allá, los
medidores que utilicen estos principios no pueden medir concentraciones de gases
de hidrocarburos por encima del límite bajo de explosividad. En consecuencia, se
exige la utilización de medidores que usen unos fundamentos que no se vean
afectados por la deficiencia de oxígeno y que sean capaces de medir
concentraciones de gases de hidrocarburos dentro y por encima de los límites de
explosividad.
Para medir por debajo del límite de explosividad, donde haya
suficiente oxígeno, los medidores de filamento catalítico son aceptables.
Todas las partes metálicas de los instrumentos portátiles y tubos
de muestra que sea necesario introducir en los tanques deben estar conectados
haciendo tierra con la estructura del barco con total seguridad mientras el
instrumento y tubos de muestra estén siendo usados. Estos instrumentos portátiles
deben ser del tipo intrínsecamente seguros.
Deben existir suficientes tubos de muestra en los tanques para
procurar un muestreo totalmente representativo de la atmósfera de los tanques de
carga. Donde los tanques se encuentren subdivididos total o parcialmente
mediante mamparos, se deben proveer de puntos de muestreo adicionales para
cada subdivisión.
82
3.7 .- SISTEMA DE DISTRIBUCION DEL GAS INERTE.
3.7.1 .- INTRODUCCION.
El sistema de distribución de gas inerte, junto con el sistema de
ventilación de los tanques de carga, cuando sea aplicable, debe estar provisto de:
- Medios de suministrar el gas inerte a los tanques de carga
durante las operaciones de descarga, deslastre y limpieza de
tanques, y para el topeo de la presión de gas en el tanque.
- Medios para el venteo de los gases a la atmósfera durante la
carga y el deslastre.
- Puntos adicionales de entrada y salida para las operaciones de
purga, inertada y desgasificación.
- Medios para aislar algunos tanques de carga individuales de la
línea principal de gas inerte para la desgasificación y la entrada
a los tanques. Esto se puede hacer mediante válvulas o
dispositivos de embridado. Algunos ejemplos de estos tipos de
dispositivos son los siguientes:
Figura 22.- Ejemplos de los métodos de aislar los tanques de carga de la
línea principal de Gas Inerte.
83
Brida ciegaVálvula sencilla
Válvula de tres vías
- Medios de protección de los tanques del exceso de presión o
vacío.
Pueden ser usados una gran variedad de diseños y
procedimientos operativos para cumplir con estos requisitos. En el punto siguiente
vamos a considerar algunas de las opciones más usadas y sus consecuencias
operacionales más importantes.
3.7.2 .- CONSIDERACIONES DE DISEÑO PARA VALVULAS Y
TUBERIAS EN EL SISTEMA DE GAS INERTE.
- El punto de guardacalor de los gases de combustión debe ser
seleccionado de forma que el gas no esté demasiado caliente para ser recibido por
la torre de lavado, ni cause depósitos en las válvulas de aislamiento de los gases
de combustión. No debe estar tan cerca de la salida del guardacalor que no se
pueda meter aire en el sistema. Cuando se usan las calderas para la producción
de gas inerte, el guardacalor debe estar situado antes de la entrada del calentador
de aire.
- Los materiales usados para las válvulas de aislamiento de los
gases de combustión deben tener en consideración la temperatura de los gases
en el guardacalor. El hierro fundido es aceptable para temperaturas por debajo de
220 ºC. Las válvulas expuestas a temperaturas que excedan los 220 ºC deben
estar hechas de un material, no solamente compatible con la temperatura, sino
también resistente a los efectos corrosivos de los gases de combustión.
- Las válvulas de aislamiento deben estar provistas de
facilidades para mantener los asientos libres de ceniza, a menos que la válvula
esté diseñada para cerrar con un asiento de acción limpiadora. Las válvulas
84
aislantes del gas de combustión pueden estar también provistas con dispositivos
de sello de aire.
- Si se consideran necesarias expansiones de fuelle, éstas
deben tener una camisa interna suave y, preferentemente, estarán montados de
forma que el flujo de gas que pasa a través de ellos sea vertical. Estarán
construidos de un material resistente a los charcos estancados de hollín altamente
corrosivos.
- La tubería entre la válvula de aislamiento de los gases de
combustión y la torre de lavado debe estar hecha de acero templado resistente a
la corrosión y dispuesta de tal forma que se prevenga la acumulación de humedad
ácida del hollín, mediante la eliminación de codos y ramales innecesarios.
- La tubería de entrada a la torre de lavado debe estar dispuesta
de tal forma que se permita un aislamiento positivo de los gases de combustión
previamente a desgasificar la torre de lavado para entrar en ella con propósitos de
mantenimiento. Esto debe ser efectuado quitando un trozo de tubería y
cegándola, bien mediante bridas, bien mediante un sello de agua, para prevenir
cualquier tipo de fuga de gas de la cámara de combustión.
- La tubería de salida de la torre de lavado hacia las soplantes y
líneas de recirculación debe estar hecho de un acero revestido internamente de
forma conveniente.
- Se deben incorporar unos dispositivos convenientes de
aislamiento en la entrada y salida de cada soplante, para permitir la revisión y
mantenimiento de una de ellas mientras la otra está en marcha.
- La válvula reguladora de presión debe estar provista de medios
para indicar si la válvula está abierta o cerrada. Donde la válvula sea usada para
regular el flujo del gas inerte, ésta deberá ser controlada por la presión del gas
inerte medida entre la válvula de aislamiento de cubierta y los tanques de carga.
85
- Las líneas de cubierta deben ser de acero y estar dispuestas
de forma que se drenen ellas mismas. Deben estar fuertemente fijadas a la
estructura del barco con dispositivos convenientes para tener en cuenta los
movimientos debidos al mal tiempo, expansiones térmicas y flexiones del barco.
- El diámetro de la línea principal de gas inerte, válvulas y
ramales deben tener relación con los requisitos del sistema. Para evitar una caída
excesiva de la presión, la velocidad del gas inerte no excederá de los 40 m/s en
cualquiera de las secciones del sistema de distribución cuando el sistema de gas
inerte este operando a su máxima capacidad. Si se está usando la línea principal
de gas inerte para ventear durante la carga, necesitamos tener en cuenta otros
factores.
- Todas las aberturas de alivio de presión o vacío deben estar
fijadas con ventanillas de fácil acceso para su limpieza o reposición. Estas
ventanillas deben estar en las entradas y salidas de cada dispositivo de alivio y
deben ser de una construcción lo suficientemente robusta para resistir la presión
de gas generada a la máxima capacidad de carga y durante las operaciones de
deslastrado mientras presenta la mínima resistencia.
3.6 .- OPERACION DE LA PLANTA DE GAS INERTE.
3.6.1 .- INTRODUCCION.
Aunque las plantas difieren en los detalles, ciertos principios
básicos son comunes para todas ellas. Estos son:
- arranque de la planta de gas inerte
- parada de la planta
- revisiones de seguridad cuando la planta está parada.
86
3.6.2 .- PROCEDIMIENTOS DE ARRANQUE.
1.- Asegurarse de que la caldera o la cámara de combustión está
produciendo un gas de combustión con un contenido de oxígeno menor del 5 %
del volumen.
2.- Asegurarse de que todos los controles , alarmas y dispositivos
de parada de emergencia están siendo alimentados eléctricamente.
3.- Asegurarse de que se mantenga satisfactoriamente la
cantidad de agua para la torre de lavado y el sello de agua de cubierta, mediante
las bombas seleccionadas a este efecto.
4.- Probar la operación de los sistemas de alarmas y
características de las paradas de emergencia con una cantidad de agua en la torre
de lavado y el sello de cubierta por encima del nivel normal.
5.- Revisar que las válvulas de entrada de aire puro de
desgasificación, donde las haya, estén cerradas y los sistemas de cegado
posicionados de forma segura.
6.- Cerrar el aire a cualquier dispositivo de sella do de aire para la
válvula de aislamiento del gas de combustión.
7.- Abrir la válvula de aislamiento del gas de combustión.
8.- Abrir la válvula de aspiración de la soplante seleccionada,
Asegurarse que estén cerradas las válvulas de aspiración y descarga de la otra
soplante, a no ser que se pretenda usar ambas soplantes simultáneamente.
9.- Arrancar la soplante.
87
10.- Probar la alarma de fallo de la soplante.
11.- Abrir la válvula de descarga de la soplante.
12.- Abrir la válvula de recirculación del sistema de regulación
automática de la presión, para posibilitar que la planta se estabilice.
13.- Abrir la válvula de regulación del gas de combustión.
14.- Comprobar que el contenido de oxígeno se encuentra por
debajo del 5 % del volumen, entonces cerrar la válvula de descarga a la atmósfera
que se encuentra entre la válvula reguladora de presión del gas inerte y la válvula
de aislamiento de cubierta. Algunos analizadores de oxígeno necesitan como
mucho dos horas para estabilizarse antes de que se puedan obtener lecturas con
precisión.
15.- El sistema de gas inerte está ahora listo para ser
suministrado a los tanques de carga.
3.8.3 .- PROCEDIMIENTOS DE PARADA.
1 .- Cuando haya sido comprobado que el contenido de oxígeno
de la atmósfera de todos los tanques se encuentre por debajo del 5 % del
volumen y se obtenga la presión requerida dentro de los tanque, cerrar la válvula
de aislamiento de cubierta y la válvula de no-retorno.
2 .- Abrir el venteo a la atmósfera entre la válvula de regulación
de presión del gas inerte y la válvula de aislamiento de cubierta/válvula de no-
retorno.
3 .- Cerrar la válvula de regulación de presión del gas.
4 .- Parar la soplante del gas inerte.
88
5.- Cerrar las válvulas de aspiración y descarga de la soplante.
Comprobar que los drenajes están libres. Abrir el sistema de limpieza de agua a la
soplante mientras esté todavía girando con el suministro eléctrico del motor
desconectado, a no ser que el fabricante recomendase otra cosa. Parar la planta
de limpieza de agua después de un período conveniente.
6 .- Cerrar la válvula de aislamiento del gas de combustión y abrir
el sistema de aislamiento de aire.
7 .- Mantener el flujo de agua a la torre de lavado de acuerdo a
las recomendaciones del fabricante.
8 .- Asegurarse de que el suministro de agua salada al sello de
cubierta esté funcionando satisfactoriamente, para que se mantenga un sellado de
agua y que los dispositivos de alarma funcionen correctamente.
3.8.4 .- COMPROBACIONES DE SEGURIDAD CON LA PLANTA
PARADA.
1 .- El suministro de agua y el nivel de agua del sello de cubierta
deben ser verificados a intervalos regulares, al menos una vez al día,
dependiendode las condiciones climatológicas.
2 .- Comprobar el nivel de agua en los codos de deposición de
agua (water loops) instalados en las tuberías de gas, transductores de agua o
presión, para prevenir la presión de retorno de los gases de hidrocarburos hacia
los espacios seguros.
3 .- Con temperaturas ambientes frías, asegurarse que los
dispositivos para prevenir el congelamiento del sello de agua de cubierta,
rompedores de presión/vacío , etc. están correctamente.
89
4 .- Antes de que la presión de gas inerte en los tanques
inertados caiga por debajo de los 100 mm de H2O, éstos deben ser represurizados
con gas inerte.
3.8.5 .- POSIBLES FALLOS DE LA PLANTA DE GAS INERTE Y MEDIDAS
A SER TOMADAS.
1.- Alto contenido de oxígeno que puede ser causado o
indicado por las siguientes condiciones:
- Pobre control de la combustión , especialmente bajo
condiciones de baja carga.
- Arrastrando aire hacia el guardacalor cuando el rendimiento de
la cámara de combustión es menor que la demanda de la
soplante, especialmente bajo bajas condiciones de carga.
- Fugas de aire entre la soplante de gas inerte y el guardacalor
de
la cámara de combustión.
- Mala operatividad o calibración del analizador de oxígeno.
- Planta de gas inerte funcionando en el modo de recirculación.
- Entrada de aire a la línea principal de gas inerte a través de las
válvulas de vacío, palos de venteo, etc. debido a una mala
operación.
Si la planta de gas inerte está suministrando el gas con un
contenido superior al 5 % de volumen, el fallo debe ser rastreado y reparado. La
Regla 62.19.5 de SOLAS requiere, sin embargo, que todas las operaciones
realizadas en los tanques de carga deben ser suspendidas si el contenido de
oxígeno excede del 8 %, a no ser que la calidad del gas inerte se esté mejorando.
2.- Incapacidad para mantener una presión positiva durante
las operaciones de descarga o deslastrado, que podría ser causadas por:
90
- Cierre inadvertido de las válvulas de gas inerte.
- Operación fallida del sistema de control automático de la
presión de gas inerte.
- Presión de la soplante inadecuada
- Ritmo de carga excesivo para la descarga de la soplante.
La operación de descarga o deslastrado debe ser parada o
reducida dependiendo de si se puede mantener la presión positiva en los tanques
mientras el fallo es rectificado.
3.9 .- MANTENIMIENTO Y COMPROBACIONES.
3.9.1 .- GENERAL.
Los dispositivos de seguridad son parte integral del sistema de
gas inerte, y es importante para el personal del barco prestarle una atención
especial durante cualquier inspección.
Esta sección versa sobre las inspecciones de rutina para
algunos de los principales componentes de la planta de Gas Inerte:
3.9.2 .- TORRE DE LAVADO.
Las inspecciones deben hacerse a través de los agujeros de
hombre. Deben hacerse comprobaciones sobre el ataque de la corrosión,
incrustaciones y daños a:
- Al casco y fondo de la torre de lavado.
- Tuberías de agua de refrigeración y boquillas de spray
91
- Flotadores y sensores de temperatura
- Otras partes internas como bandejas y filtros
deshumidificadores.
Se deben revisar los posibles daños ocasionados a las partes no
metálicas, tales como:
- Forro interno
- Deshumidificadores
- Empaquetaduras.
3.9.3 .- SOPLANTES.
Hasta un grado limitado, una inspección visual interna nos
revelará los posibles daños de una etapa cercana. Deben usarse sistemas de
diagnóstico monitoreado, ya que éstos nos asistirán enormemente para mantener
la efectividad del equipamiento. Mediante la disposición de dos soplantes de igual
tamaño o, alternativamente, suministrando y guardando a bordo un impeler de
respeto con un eje para cada soplante, se puede asegurar un nivel aceptable de
disponibilidad. Para este propósito es adecuada una inspección visual a través de
unas aperturas disponibles en la carcasa de la soplante.
Una inspección de las soplantes de gas inerte incluirá:
- Inspección interna de la carcasa de la soplante para descubrir
depósitos de hollín o signos de sufrir ataques de la corosión.
- Examen del sistema portátil de limpieza.
- Inspección del funcionamiento de los dispositivos de inundación
de agua dulce, donde éstos estén dispuestos.
- Inspección de las tuberías de drenaje de la carcasa de la
soplante para asegurarse que están libres y operativas.
- Observación de la soplante en condiciones de funcionamiento
92
buscando signos de una vibración excesiva, indicando un
desequilibrio muy grande.
3.9.4 .- SELLO DE AGUA.
Esta unidad desempeña una función muy importante y debe ser
mantenida en perfectas condiciones. No suele ser extraño encontrar tuberías de
entrada oxidadas, y daños en las válvulas de flotador. La línea de drenaje a la mar
y su conexión son también otras posibles fuentes de problemas.
Una inspección del sello de agua de cubierta debe incluir:
- Apertura para inspeccionar internamente:
.. bloqueo de las líneas de venturi en sellos de tipo semi-seco.
.. corrosión de las tuberías de entrada y alojamiento.
.. corrosión de los serpentines de calentamiento.
.. flotadores para el drenaje, válvulas de suministro y niveles
oxidados o pegados
- Probar el funcionamiento:
.. llenado y drenaje automático.
.. la presencia del arrastre de agua.
3.9.5 .- VALVULA DE NO RETORNO.
Para poder inspeccionar la válvula de no retorno, debe ser
abierta para comprobar la corrosión y la condición del asiento de la válvula. El
funcionamiento de la válvula debe ser comprobado durante la operación.
93
3.9.6 .- LINEA EFLUENTE DE LA TORRE DE LAVADO.
La línea efluente de la torre de lavado no puede ser normalmente
inspeccionada internamente, excepto cuando el barco está en dique seco. La
pieza (stub) del costado del barco, y la válvula de descarga a la mar deben ser
inspeccionadas en cada período de dique seco.
3.9.7 .- PRUEBA DE OTRAS UNIDADES Y ALARMAS.
Debe trazarse un método para probar el correcto funcionamiento
de todas las unidades y alarmas y puede ser necesario simular ciertas condiciones
para llevar a cabo un programa efectivo de comprobaciones.
Tal programa deberá incluir comprobaciones, tales como:
- Todas las alarmas y funciones de seguridad.
- El funcionamiento de las válvulas de aislamiento del gas de
combustión.
- La operatividad de todas las válvulas automáticas u operadas a
control remoto.
- El funcionamiento del sello de agua y válvulas de no retorno
( con una prueba de contrapresión).
- Los niveles de vibración de las soplantes de gas inerte.
- Búsqueda de fugas; en los sistemas de cuatro ó más años,
deben ser examinadas las líneas de cubierta por una posible
fuga de gas.
- La interrelación de las dos soplantes.
- El equipo de medición de oxígeno, tanto el portátil como el fijo,
para comprobar su exactitud, mediante el uso de botellas de
aire y de un gas de calibración apropiado.
94
3.9.8 .- PROGRAMA DE MANTENIMIENTO SUGERIDO.
COMPONENTE MANTENIMIENTO PREVENTIVO INTERVALO DE MANTENIMIENTO
VALVULAS DE AISLAMIENTO DEL GAS DE COMBUSTION.
Operar la válvula Antes de arrancar y una vez a la semana
Limpieza con aire comprimido o vapor Antes de operar la válvula
Desmantelamiento para inspección y limpieza
Con la cámara de combustión parada
TORRE DE LAVADO Baldeo de agua Después de usar
Limpieza del deshumidificador Cada tres meses
Desmantelamiento de los reguladores de nivel y sensores de temperatura
Cada seis meses
Apertura para completa inspección interna
En dique seco
TUBERIAS Y VALVULAS DE DESCARGA DE LA TORRE DE LAVADO
Limpieza con la bomba de agua de la torre de lavado durante 1 hora
Después de usarse
Desmantelamiento de la válvula para mantenimiento, inspección de la tubería y descarga a la mar
En dique seco
SOPLANTES Prueba de vibraciones Mientras está en marcha
Limpieza Después de usar
Inspección interna a través de escotillas
Después de la limpieza y cada seis meses
Desmantelamiento para un completo mantenimiento de rodamientos, estanqueidad del eje y otros trabajos necesarios
Cada dos años o más frecuentemente si se necesita. En dique seco.
SELLO DE AGUA Desmantelamiento de los reguladores de nivel/ válvulas de flotador para inspección
Cada seis meses
Apertura para inspección interna completa
Cada año
Mantenimiento de las válvulas automáticas
Cada año
VALVULA MECANICA DE NO RETORNO
Mover y lubricar las válvulas si es necesario
Cada semana y antes de arrancar
Apertura para inspección interna Cada año/18 meses
VALVULAS DE PRESION/VACIO Operar y lubricar las válvulas Cada seis meses
Apertura para mantenimiento completo e inspección
Cada año
VALVULA DE AISLAMIENTO DE CUBIERTA
Apertura para mantenimiento Cada año
SISTEMA REGULADOR DE PRESION DEL GAS
Quitar la condensación de los instrumentos, suministro de aire
Antes de arrancar
Apertura de las válvulas para mantenimiento
Cuando sea apropiado
FRENOS DE PRESION/VACIO LLENOS DE LÍQUIDO
Comprobar nivel de líquido cuando el sistema esté a presión atmosférica
Cuando haya oportunidad y cada seis meses
95
CAPITULO IV
METODOS DE PURGA.
4.1 .- INTRODUCCION.
Debido a las grandes diferencias que se pueden encontrar entre
los buques quimiqueros, los buques petroleros, los gaseros (LPG) o los dedicados
al transporte de gas natural (LNG), así como la gran variedad existente de
configuraciones de los tanques de carga o de los sistemas de líneas, añadiéndole
el gran número de los diferentes productos que se pueden transportar y sus
características propias, resulta sumamente difícil establecer un único
procedimiento de purga válida bajo todo tipo de condiciones.
Los buques petroleros y los dedicados a refinados provenientes
del petróleo están básicamente restringidos debido a su tipo de construcción y sus
sistemas de líneas. Solamente es usada para las operaciones de purga una línea
de gas inerte con los sprays montados en la parte más alta de los tanques de
carga. Esta restricción, junto a las limitaciones de presión, hacen posible distinguir
dos métodos de purga:
- El método de desplazamiento.
96
- El método de dilución.
A bordo de los buques dedicados al transporte de gas (LPG y
LNG), las líneas de spray son muy ineficaces cuando son usadas para realizar las
operaciones de purga. La inyección de nitrógeno u otro gas de purga a través de
las boquillas de la línea de spray crearán una gran agitación en la atmósfera de los
tanques de carga y provocará la dilución en vez de desplazamiento.
Para prevenir la dilución, el gas de purga tiene que ser
introducido muy despacio en los tanques de carga. Cualquier incremento abrupto
en el flujo aumentará la circulación del gas de purga, por lo que debe evitarse al
máximo. Durante la todo el procedimiento completo de purga, se debe mantener
bajo mínimos cualquier tipo de disturbio en la atmósfera del tanque.
La dilución será minimizada si se mantiene la presión de los
tanques lo más baja posible, y preferentemente si se mantiene a presión
atmosférica.
El método de desplazamiento es muy rápido y económico pero,
es de la máxima importancia prevenir cualquier tipo de dilución y/o presurización.
El objetivo del presente capítulo es el de demostrar que si se
siguen ciertas reglas básicas, los niveles deseados de pureza se podrán alcanzar
en el mínimo de tiempo y con la mínima cantidad de nitrógeno u otro medio de
purga.
Existen tres métodos básicos de purga:
- El método de desplazamiento (estratificación)
- El método de dilución (mezcla o turbulencia)
- El método de presurización. (o vacío)
97
4.2 .- METODO DE DESPLAZAMIENTO.
El método por desplazamiento está basado en la diferencia de
densidad relativa del gas entrante en el tanque y el gas que es evacuado. Este
método algunas veces es denominado también como, “Método por estratificación”
o, por capas.
Si tiene lugar una perfecta separación entre los dos gases tan
solo se necesitaría un volumen del tanque de gas entrante para desplazar
completamente al gas anterior. Sabemos, sin embargo, que una cierta cantidad de
nitrógeno inevitablemente se diluirá en la zona intermedia, y por esta razón se
necesitará más de un volumen de gas entrante.
La cantidad de nitrógeno y el tiempo necesarios, dependen
enteramente de la forma de los tanques de carga y de la construcción de sus
sistemas de líneas.
98
V.C.M gas densidad = 2.152
Nitrógeno densidad = 0,967
Domo de gasDomo de líquido
Entrada de nitrógeno
Salida de gas
Figura 23.- Método de desplazamiento de Cloruro de vinilo por Nitrógeno.
Este método de purga es muy rápido. El consumo de nitrógeno
es también mucho menor que con otros métodos, siempre que se disponga de los
necesarios controles y se conduzcan pruebas analíticas durante toda la ejecución
de la operación de purga.
Debe ser tomado en cuenta, que el éxito de este método radica
en disminuir lo máximo posible la dilución de los gases, para que el
desplazamiento sea más perfecto.
El gas más ligero siempre deberá estar por encima del más
pesado. Por tanto, como vemos en el ejemplo de la Figura 23, al realizar la
operación de purga de un tanque de carga que esté con vapores de Cloruro de
Vinilo (V.C.M.) cuya densidad relativa es de 2,152 , introduciendo nitrógeno, cuya
densidad relativa es de 0,967; siempre tendremos que introducir el nitrógeno por la
parte de arriba del tanque y sacar los vapores del cloruro de vinilo por la parte baja
del tanque. En este caso concreto, meteríamos el nitrógeno usando la línea de
vapor del tanque , sacando el gas del fondo del tanque por la línea de líquido.
Existe muy poca diferencia de densidad relativa entre el aire, el
gas inerte y el nitrógeno. El gas inerte proveniente de una cámara de combustión
es ligeramente más pesado que el aire, mientras que el nitrógeno es ligeramente
más ligero. Estas pequeñas diferencias en la densidad relativa hacen que el
método de purga por desplazamiento sea muy difícil de ser alcanzado, por lo que
lo más común es que la operación de purga sea en parte desplazamiento, en parte
dilución; por lo que, en vez de necesitarse solamente un volumen del tanque para
realizar la operación de purga completa, la cantidad realmente necesaria variará
desde 1 ¼ hasta 4 veces el volumen del tanque, dependiendo de las densidades
relativas y las configuraciones de tanques y líneas.
99
Figura 24.- Curvas de concentración de gas a diferentes niveles realizando el
Método de desplazamiento.
Una forma de aumentar la efectividad del método de
desplazamiento cuando la dilución que se forme sea debida a que el flujo de
entrada es muy grande, será inertando más de un tanque a la vez en paralelo. La
división de la salida de gas del generador de gas inerte entre varios tanques,
reducirá la velocidad de entrada del gas inerte y reducirá el grado de mezcla
dentro de los tanques. Al mismo tiempo, el flujo total de gas inerte aumentará
debido a la reducción de la resistencia que ejercerán los tanques de carga al
reducir la presión que en ellos se creará. Los tanques que son inertados en
paralelo deben estar particularmente monitorizados con mucho cuidado para
asegurarnos de que todos los tanques reciban una cantidad razonablemente igual
de gas inerte.
100
0
50
100
Tiempo
Tope del tanque
Medio Fondo del tanque
TABLA 6.- PROPIEDADES DE ALGUNOS GASES
(A PRESION ATMOSFERICA Y 20 ºC)
GASES DENSIDAD RELATIVA PESO por m3
AIRE 1,000 1,205
DIOXIDO DE CARBONO 1,528 1,850
NITROGENO 0,967 1,170
GAS INERTE 1,043 1,255
METANO 0,554 0,670
ETANO 1,048 1,268
ETILENO 0,975 1,180
PROPANO 1,550 1,885
PROPILENO 1,480 1,790
BUTANO 2,080 2,510
BUTILENO 1,940 2,345
BUTADIENO -1,3 1,880 2,275
AMONIACO 0,597 0,723
CLORURO DE VINILO 2,152 2,605
OXIDO DE ETILENO 1,520 1,840
CLORURO DE ETILENO 2,220 2,680
4.3 .- METODO DE DILUCION.
En este método, el gas entrante se diluye lentamente con el gas
que ya estaba en el tanque, y se puede mostrar matemáticamente, que con una
mezcla perfecta, la concentración del gas original se reducirá hasta 1/e de su nivel
original, después de purgar con un volumen del tanque de gas entrante. Siendo :
e = base de los logaritmos neperianos = 2,7182816
101
Tabla 7.- REDUCCION DEL PORCENTAJE DE GAS POR EL METODO DE
DILUCION.
VOLUMENES DE
NITROGENO AÑADIDOS
PORCENTAJE DE GAS
ORIGINAL A 1 at.
PORCENTAJE DE GAS
ORIGINAL CON 50% VACIO
1 Volumen 36,79 % 13,54 %
2 Volúmenes 13,54 % 1,83 %
3 Volúmenes 4,98 % 0,25 %
4 Volúmenes 1,83 % 0,034 %
5 Volúmenes 0,67 % -
6 Volúmenes 0,25 % -
7 Volúmenes 0,09 % -
8 Volúmenes 0,034 % -
9 Volúmenes 0,012 % -
Después de haber suministrado un cierto volumen (x) de gas
entrante, la atmósfera original será reducida hasta 1/ex.
Como en el método anterior, la cantidad consumida de nitrógeno
se reducirá si la purga es hecha con un bajo flujo y a baja presión.
Sin embargo, el método es óptimo si se consigue una dilución
completa.
Siendo : c0 = concentración inicial
102
c1 = c0 * 1/e
c2 = c1 * 1/e = c0 * ( 1/e )2
cn = c0 * ( 1/e )n
Despejando n (= número de reemplazos):
en = c0 / cn
Donde : n = ln ( c0 / cn )
Esta fórmula nos resultará muy útil para saber, a ciencia cierta la
cantidad de reemplazos de la atmósfera del tanque que tendremos que hacer para
pasar de una concentración inicial de gas en el tanque hasta la concentración final
requerida.
103
Domo de gasEntrada de nitrógeno
Domo de líquido
Salida de la mezcla
Figura 25.- Método de dilución de Etileno con Nitrógeno.
Nitrógeno (densidad = 0,967) Etileno (densidad = 0,975)
100
50
0
TIEMPO
SALIDA
MITAD DEL TANQUECERCA DE LA ENTRADAFigura 26.- Curvas típicas de concentración de gas a tres diferentes
niveles por el método de dilución.
El método de dilución es también llamado “Método de
turbulencias” y “Método de mezcla”. En él grandes volúmenes de gas de purga
son introducidos en los tanques de carga y se mezclan con los vapores ya
existentes en el tanque. El gas de purga debería ser introducido vigorosamente
para reducir la posibilidad de que se formasen paquetes aislados.
Inertar, usando el método de dilución, puede, por supuesto,
hacerse mediante un proceso contínuo. De hecho, es el único proceso posible
para los buques con tanques Tipo A (totalmente refrigerados) con muy pequeña
capacidad de presión o vacío. Para realizar un verdadero proceso de dilución
(como oposición a otro que pretenda ser de desplazamiento) no importa donde
estén localizadas las entradas de gas inerte o la salida del tanque de la mezcla
diluída , a condición de que se alcance una buena mezcla. Por esta razón, se
encuentra generalmente más satisfactorio introducir el gas inerte a alta velocidad a
través de las conexiones de vapor y sacar el contenido diluido a través de la línea
de carga del fondo del tanque.
En buques con tanques del Tipo C (de alta presión), puede
alcanzarse un incremento en el flujo de gas inerte, y por esa razón mejorar la
104
mezcla y reducir el tiempo para realizar la operación, manteniendo los tanques en
vacío pasando los gases de salida del tanque a través de los compresores de
carga. Debe tomarse especial cuidado de asegurar una buena cualidad del gas
inerte de forma continuada ante el incremento de las condiciones de rendimiento
del generador de gas inerte.
Cuando vayan a ser inertados más de un tanque, es posible
alcanzar una reducción en la cantidad total de gas inerte usado, y en el tiempo
total para realizar la operación, inertando dos o más tanques en serie. Este
procedimiento también nos proporciona una forma rápida de inertar las tuberías y
la planta de carga al mismo tiempo. Los dispositivos de carga y las líneas de
vapor nos pueden proporcionar dispositivos para inertar dos o mas tanques en
serie, pero en todo caso, el flujo extra de resistencia del circuito en serie disminuirá
el ritmo de flujo de gas inerte por debajo del que habría de estar inertando un solo
tanque. De este modo, el procedimiento óptimo de dilución en serie diferirá de un
buque a otro y podrá ser materia de algunas experimentaciones.
4.4 .- METODO DE PRESURIZACION / VACIO.
Este método es también un método de dilución, pero sólo es
aplicable en buques gaseros con tanques de carga de Tipo C (presurizados). Los
tanques de carga son presurizados repetidamente con el gas de purga, mediante
los compresores, hasta un cierto nivel , y , entonces se libera la presión a la
atmósfera. El gas original se diluirá con el gas de purga añadido y a cada
repetición de la operación hará que la concentración del contenido inicial del
tanque de carga vaya bajando.
Por ejemplo, si la presión absoluta del tanque se ve incrementada
desde 1 hasta 5 atmósferas, la concentración del gas original se reducirá hasta el
20%.
105
Se conseguirán resultados más rápidos mediante un mayor
número de repeticiones, cada una a un nivel de presurización menor, que
mediante el uso de niveles de presurización mayores que los que los tanques de
carga y los compresores son capaces.
En la Tabla 8, podemos demostrar que cuanto menor sea la
presión antes de ser presurizados los tanques, más eficiente será la purga.
Tabla 8.- Método de presurización / vacío. Reducción en la concentración del
gas original.
PRESURIZAR
HASTA5 at. 3 at. 2 at. 1,5 at. 50% vacío
1ª Purga 20 % 33 % 50 % 66,7 % 50%
2ª Purga 4 % 11 % 25 % 44,4 % 25 %
3ª Purga 0,8 % 3,7 % 12,5 % 29,6 % 12,5 %
4ª Purga 0,16 % 1,23 % 6,25 % 19,8 % 6,25 %
5ª Purga 0,41 % 3,12 % 13,2 % 3,13 %
6ª Purga 0,14 % 1,56 % 8,8 % 1,56 %
7ª Purga 0,78 % 5,9 % 0,78 %
8ª Purga 0,39 % 3,9 % 0,39 %
Se puede demostrar que cuanto menor sea la presión dentro del
tanque previamente a la presurización, más eficiente será la operación de purga.
Los tanques de carga Tipo C son normalmente capaces de
operar bajo un considerable nivel de vacío y, dependiendo de los diseños de los
tanques, se disponen unas válvulas de rompimiento del vacío que están timbradas
106
para permitir vacíos entre los rangos del 30% hasta el 70%. Inertar mediante
sucesivas diluciones se puede llevar a cabo repetidamente poniendo en vacío a
los tanques de carga mediante los compresores de carga y después rompiendo
ese vacío usando el gas de purga que esté establecido. Si, por ejemplo, se puede
alcanzar un 50% de vacío en cada ciclo de extracción de la presión de los tanques
de carga, se reducirá la concentración del gas inicial de los tanques hasta la mitad.
Este método es probablemente el más económico al usar una cantidad de gas de
purga mínima para alcanzar el nivel de purga deseado. Sin embargo, el tiempo
usado en la operación completa, podrá ser mayor que con el método de
presurización, ya que los compresores sufrirán una reducción en la capacidad de
aspiración con vacío en los tanques.
Podemos aplicar la siguiente fórmula para saber el número de
purgas que hay que efectuar dependiendo de las concentraciones iniciales y final
requeridas, y de la cantidad de presión a la que se le va a someter a los tanques:
Log C - Log Co
n =
Log Pa - Log P
n = Número de purgas
Co = Contenido inicial de gas/oxígeno a ser removido
C = Contenido final de gas/oxígeno a ser removido
Pa = Presión absoluta después de evacuar el tanque, en bares
P = Presión de presurización, en bares
Esto se puede demostrar en el ejemplo siguiente:
Una carga de propano de 1000 m3 tiene que ser purgada por
medio de vapores de nitrógeno, hasta que quede en una concentración del 4%, en
107
vista de la próxima carga. Si consideramos un flujo normal de nitrógeno de 1000
m3/h, podemos fácilmente estipular el progreso de la purga, dependiendo del
tiempo usado.
a).- Presurización del tanque carga hasta 5 bares absolutos:
- 1ª Presurización: 100 % de Propano * 1/5 = 20 % de Propano
- 2ª Presurización: 20 % de Propano * 1/5 = 4 % de Propano
CONSUMO DE NITRÓGENO
1000 m3 de capacidad * 2 presurizaciones * (5 bares - 1 bar) = 8000 m3 de N2.
TIEMPO USADO
Tiempo para presurizar = (2 presurizaciones * 4000 m3 capacidad) / 1000 m3/h =
= 8 horas
Tiempo para despresurizar = aprox. 8 horas
Total tiempo de purga = 16 horas
b).- Presurización del tanque de carga hasta 2 bares
absolutos.
- 1ª Presurización: 100 % de Propano * ½ = 50 % de Propano
- 2ª Presurización: 50 % de Propano * ½ = 25 % de Propano
- 3ª Presurización: 25 % de Propano * ½ = 12,5 % de Propano
- 4ª Presurización: 12,5 % de Propano * ½ = 6,25 % de Propano
- 5ª Presurización: 6,25 % de Propano * ½ = 3,125 % de Propano
108
CONSUMO DE NITROGENO
1000 m3 de capacidad * 5 presurizaciones * (2 Bares - 1 Bar) = 5000 m3 de N2
TIEMPO USADO
Tiempo para presurizar = ( 5 presurizaciones * 1000 m3 capacidad) / 1000 m3/h =
= 5 horas
Tiempo para despresurizar = 5 presurizaciones * 1 ½ = 7,5 horas
Total tiempo de purga = 12,5 horas
c).- Tanque en vacío desde 1 Bar hasta 0,5 Bar absoluto.
(Presurización desde 50% de vacío hasta presión atmosférica).
- 1er Vacío : 100 % de Propano * 0,5 capacidades = 50 % de Propano
- 2º Vacío : 50 % de Propano * 0,5 capacidades = 25 % de Propano
- 3er Vacío : 25 % de Propano * 0,5 capacidades = 12,5 % de Propano
- 4º Vacío : 12,5 % de Propano * 0,5 capacidades = 6,25 % de Propano
- 5º Vacío : 6,25 % de Propano * 0,5 capacidades = 3,125 % de Propano
CONSUMO DE NITROGENO
1000 m3 capacidad * 5 presurizaciones * (1 bar - 0,5 bares) = 2500 m3 de N2
TIEMPO USADO
Tiempo de presurización = (5 presurizaciones * 500 m3 capacidad) / 1000 m3/h
= 2,5 horas
Tiempo de vacío = 5 vacíos * 4 horas = 20 horas
Total tiempo de purga = 22,5 horas
109
d).- Conclusiones.
La comparación de los tres métodos de purga nos da:
Consumo deNitrógeno Tiempo usado
-Método a (presurización hasta 5 bares) 8000 16
-Método b (presurización hasta 2 bares) 5000 12,5
-Método c ( 50% de vacío) 2500 22,5
Supongamos que el citado buque gasero fue contratado por
10000 Dólares/día y el precio del nitrógeno es de aproximadamente 0,30
Dólares/m3.
Los costes totales de los tres métodos de presurización serían:
Precio N 2 Coste por demoras Precio total
- Método a 2400 + 6600 = 9000
- Método b 1500 + 5200 = 6700
- Método c 750 + 10000 = 10750
Como podemos ver en la tabla, está claro que en vista de los
costes totales involucrados en este ejemplo, el método más económico es el de
presurizar los tanques de carga hasta 2 bares absolutos (método b).
Sin embargo, cualquiera que sea el método seguido, dependerá
del consentimiento de los armadores o fletadores del buque.
110
El inspector que esté conduciendo la operación de purga deberá
tener muy claras instrucciones, por lo que para cada operación se tomarán en
cuenta los intereses de todas las partes envueltas y se efectuará el procedimiento
de purga más económico.
4.5 .- DETERMINACION DE LA CANTIDAD DE
NITROGENO CONSUMIDA.
4.5.1 .- INTRODUCCION.
Como ya ha sido comentada previamente, el gas de nitrógeno es
muy caro. Por consiguiente, se debe calcular exactamente las cantidades de
consumo. En la mayoría de las plantas de limpieza o purga, los tanques de tierra
tienen instalados indicadores de nivel controlados. En estos casos, la cantidad
consumida de nitrógeno puede ser calculada exactamente.
Algunas plantas tienen medidores de flujo instalados en la línea
de tierra. Uno debe asegurarse que estos instrumentos estén propiamente
calibrados por una compañía independiente.
Otras plantas de limpieza y purga no tienen indicadores de nivel o
medidores de flujo, y en ese caso la cantidad consumida debe ser determinada
teóricamente.
4.5.2 .- EL METODO DE DESPLAZAMIENTO.
111
En teoría, sólo se necesitaría un volumen de gas de purga para
un total barrido de los tanques de carga, en el supuesto de que el desplazamiento
es perfecto, y no se produce ningún tipo de mezcla entre el gas de purga y el gas
inicial.
4.5.3 .- EL METODO DE DILUCION.
Solo podemos dar una estimación aproximada de la cantidad de
gas de purga usado de acuerdo a la figura 27, que vemos a continuación.
En este diagrama se puede encontrar el cociente de la atmósfera
original por la atmósfera final requerida como una función de la cantidad de gas de
purga que se debe suministrar.
Pongamos como ejemplo, la purga de un tanque de 5000 m3.
Este tanque ha sido puesto en aire para que sea efectuada una inspección visual.
El contenido final de oxígeno que se requiere es de 0,3 % de volumen de oxígeno
Contenido inicial 21 %
Cociente de : = = 70
Contenido final 0,3 %
112
1 2 3 4 5
1
2
3
7
20
50
Número de reemplazos de nitrógeno
Figura 27.- Número de reemplazos de nitrógeno por el método de dilución.
Siguiendo el diagrama, nos serán suficientes 4,2 renovaciones de
la atmósfera del tanque para alcanzar la concentración final requerida.
Por tanto, la cantidad de nitrógeno consumida para reducir la
concentración de oxígeno en el tanque de carga será :
5000 m3 de capacidad * 4,2 renovaciones = 21000 m3 de vapores de
nitrógeno.
4.5.4 .- METODO DE PRESURIZACION.
En el método de presurización, el consumo de nitrógeno es más
correcto y más fácil de determinar, mediante la siguiente fórmula :
Volumen consumido (V) = n * Vo * ( P - Pa )
113
120
Cantidad consumida (Q) = V * S
Donde :
V = Volumen de gases de purga consumidos (m3)
n = número de purgas
Pa = Presión absoluta después de despresurizar (en bares).
P = Presión de presurización (en bares)
Vo = Capacidad total de los tanques (m3)
Co = Concentración inicial de gas/oxígeno a ser eliminado.
C = Contenido final.
Q = Cantidad de nitrógeno consumido (kg)
S = Densidad de vapor de nitrógeno (kg/m3)
El número de purgas necesario para obtener una cierta
especificación, viene dado por la siguiente ecuación:
Log C - Log Co
n =
Log Pa - Log P
4.6 .- CONCLUSIONES.
Después de haber revisado los pros y los contras de estos tres
métodos de purga, es obvio que la selección del método más apropiado no es tan
fácil como parece, ya que uno tiene que tener en consideración numerosos
factores, como por ejemplo:
- Las demoras del barco, o el tiempo necesario para poner los tanques
de carga en las especificaciones requeridas.
114
- Las especificaciones requeridas para la atmósfera de los tanques de
carga.
- Las condiciones de los tanques de carga a la llegada a la instalación
de purga.
- La motivación y habilidad de la tripulación.
- El sistema de construcción de los tanques de carga , disposición de
las líneas de gas y líquido, características de las plantas de gas
inerte y de los compresores de carga, etc.
- Las diferencias de densidad entre los diferentes gases envueltos en
la operación de purga.
Todos estos factores deben ser evaluados cuidadosamente por
el Inspector independiente encargado de la operación de purga, para seleccionar
el mejor y más económico método de purga.
Generalmente, cada barco tendrá establecido los procedimientos
más aconsejables en base a la propia experiencia.
Como ya ha sido anteriormente indicado, el método de
desplazamiento es teóricamente el más eficaz, pero su eficiencia depende de que
se produzca una buena estratificación entre el gas que está siendo introducido y
los gases que son expelidos.
Si la diferencia de densidad entre los dos gases envueltos no es
apropiada para que se produzca una buena estratificación de ambos, será mejor
optar por el método de dilución y promover que el gas que entra lo haga de la
forma más turbulenta posible, para que la mezcla sea más homogénea en todo el
volumen de los tanques de carga, factor del que depende la eficacia de la dilución.
En la práctica, a menudo es necesario usar una combinación de
dos ó más métodos para alcanzar unos resultados óptimos. Cambiar de método
en el momento justo es imperativo para cumplir, a intervalos regulares, los test
115
analíticos necesarios de los tanques de carga, para verificar el progreso correcto
de las operaciones de purga y minimizar el consumo de nitrógeno.
Cualquiera que sea el método elegido, es importante monitorizar
la concentración de los gases envueltos (tanto oxígeno, como % de gas, o % de
LEL) en cada tanque de vez en cuando a tantas localizaciones como sea posible
usando las conexiones de muestras provistas. De esta forma el progreso de la
operación de purga puede ser señalado y nos dará la seguridad de que finalmente
el tanque quedará adecuadamente purgado en todo su volumen.
CAPITULO V
116
OPERACIONES DE PURGA
EN BUQUES GASEROS POR
MEDIO DE VAPORES DE
NITROGENO COMO
PREPARACION PARA LA
CARGA.
5.1 .- INTRODUCCION.
El campo de aplicación de las operaciones de purga es el de
barrer los tanques de carga con vapores de nitrógeno, previamente a cargar con
gas líquido.
La primera meta es la de poner la atmósfera de los tanques de
carga dentro de las especificaciones requeridas.
Además, se debe poner un cuidado preferente, para que no se formen mezclas
inflamables o explosivas en los tanques de carga, líneas o equipamiento asociado.
5.2 .- PROPOSITO DE LA PURGA.
117
5.2.1 .- EXTRACCION DEL OXIGENO.
Cuando se añade el vapor de nitrógeno puro, disminuye el
contenido de oxígeno en los tanques de carga. Este oxígeno podía provenir del
aire si los tanques de carga habían sido aireados.
Puede ocurrir que los tanques de carga estén parcialmente
purgados por los gases inertes provenientes de una planta de gas inerte de la que
el buque pudiera disponer. En este caso, el contenido de oxígeno se encontraría
aproximadamente desde el 0,5 % hasta el 5 % del volumen del tanque. En otras
ocasiones pudiera ocurrir que si los tanques de carga, por cualquier circunstancia,
hubieran estado sometidos a vacío, el contenido de oxígeno se hubiera
aumentado debido a algunas filtraciones accidentales a través de alguna fuga
ocasional.
Los requisitos que nos encontraremos en el muelle en el que
vamos a cargar, concernientes al contenido máximo permitido de oxígeno, estarán
relacionados a las regulaciones de seguridad imperantes en esa estación de carga
(por ejemplo si se dispone de línea de retorno de vapor). También tienen que ser
tenidas en cuenta las posibilidades de contaminación existentes.
El oxígeno es , en general, un agente de contaminación
importante para todos los gases licuados químicos (propileno, óxido de propileno,
VCM, ...) que reaccionarán con él en la mayoría de los casos. Por consiguiente, es
necesario mantener el contenido de oxígeno dentro de los tanques de carga, entre
unos límites bien definidos, antes de que se proceda a cargar en los tanques.
El porcentaje de oxígeno que debería ser obtenido depende,
consecuentemente, de la naturaleza del gas a cargar, tanto como de las
especificaciones requeridas, y, generalmente, varía entre desde 0,1 % hasta el 1
% del volumen. Para la carga de gases combustibles (cuyo objeto es el de ser
118
quemados), como el butano o el propano, se establece un límite de seguridad de
entre el 2 % hasta el 5 % del volumen.
5.2.2 .- EXTRACCION DEL GAS RESIDUAL O DE LOS COMPONENTES
SUPERFLUOS.
La atmósfera de los tanques de carga puede contener, además
de oxígeno, una serie amplia de otros componentes, que pueden ser también
contaminantes, y consisten en gases residuales de una carga anterior, o
componentes del gas inerte, tales como: hidrocarburos, monóxido de carbono,
dióxido de carbono, anhídrido sulfúrico, etc... Todos estos componentes deben
ser rebajados hasta entrar dentro de ciertos límites admisibles.
La cuestión importante que siempre se presenta antes de cada
carga es la de averiguar las especificaciones requeridas. Sería muy conveniente
que se hicieran una serie de especificaciones estándar para todos los diferentes
tipos de cargas y para todas las terminales de gases licuados, pero ésto, por
supuesto, no es practicable, ya que cada situación es diferente y se puede cargar
un gran surtido de productos, así que resulta difícil prever todas las posibles
situaciones.
Además, no sólo deben cumplirse los requisitos impuestos en la
terminal de carga, sino que también, ciertas instancias o personas envueltas en el
tratamiento de esta carga, pueden hacer especificaciones adicionales, como por
ejemplo, las que vienen impuestas en los contratos de venta de la carga, para
asegurar la calidad de los gases químicos.
Las Autoridades portuarias o estatales pueden también imponer
ciertos requisitos en conexión con la seguridad y el medio ambiente.
119
Es cometido de los Inspectores independientes el agrupar todas
estas reglas y requisitos y asegurar su cumplimiento.
5.2.3 .- PURGA PARA ALCANZAR UN PUNTO DE ROCIO
DETERMINADO.
Para cargas tales como el propileno, etileno, etano, LNG, etc. se
añade normalmente una restricción adicional a las especificaciones de la
atmósfera de los tanques de carga antes de proceder a la carga del gas licuado, y
es la de alcanzar un punto de rocío determinado.
El punto de rocío es una medida de la humedad presente en la
atmósfera de los tanques de carga. La presencia de agua, incluso, tan sólo, como
humedad en la fase de vapor puede causar una grave contaminación a la carga,
además de constituir un serio peligro para la seguridad o el correcto manejo de los
equipamientos del barco.
Cuando el punto de rocío de los vapores remanentes o de la
atmósfera del tanque es muy alto, pueden presentarse problemas cuando se lleve
a cabo el enfriamiento de las paredes del tanque o de la carga, tales como el
bloqueo de las bombas de descarga, taponamiento de tuberías (especialmente de
la de sprays), congelamiento de instrumentos del sistema, etc.
Este tipo de contaminación debe ser evitada puesto que el agua
reacciona con los óxidos de metales y los gases químicos.
Es posible, también, la formación de hidratos, los cuales causan
el bloqueo de las bombas y el taponamiento de las líneas.
120
En la práctica, el punto de rocío está indirectamente relacionado
con el punto de ebullición del gas que va a ser cargado. Es evidente, que con
cargas que tengan muy bajo el punto de ebullición o que la temperatura a las que
las cargas van a ser transportadas, también debe alcanzarse un punto de rocío
muy bajo. Principalmente, las temperaturas por debajo de 0 ºC provocan que la
humedad remanente se congele y ésto debe ser evitado disminuyendo el punto de
rocío de la atmósfera del tanque.
Generalmente, podemos establecer que el punto de rocío
requerido para una carga y transporte seguros de un gas licuado para evitarse
completamente problemas de formación de hidratos y congelamientos puede ser
alcanzado usando la siguiente regla:
mínima Tº de la carga licuada durante la custodia
Punto de rocío (ºC) =
2
Como ejemplos, valgan los dos siguientes:
a).- Etileno cargado a -100 ºC
Punto de rocío = -100 / 2 = -50 ºC
b).- Butadieno cargado a + 15 ºC, durante el transporte será enfriado
hasta .........- 5 ºC
Punto de rocío = - 5 / 2 = -2,5 ºC
121
Las operaciones de purga para alcanzar un cierto punto de rocío
son muy difíciles de predecir. El progreso de dicha operación no puede ser
estimado fácilmente. Sin embargo, si se siguen ciertas reglas generales, el punto
de rocío requerido se alcanzará en un mínimo de tiempo:
- Los vapores de nitrógeno deben ser suministrados a alta
temperatura.
- Antes de purgar, se aconseja una inspección visual cuidadosa.
Todo trazo de agua que se encuentre dentro de los tanques de carga, líneas y
demás equipamiento asociado, debe ser eliminado, y secado completamente
antes de que se cierren las tapas de los tanques de carga.
- Inmediatamente después de la inspección visual y cerrado de
tanques, debe comenzarse a purgar para que no exista la posibilidad de
condensación de la humedad existente.
- Nunca presurizar los tanques de carga que contengan
humedad, aire o vapores. Aquí es más probable que ocurra la condensación.
Tabla 9.- Porcentaje de Punto de Rocío en diferentes unidades.
Temp.
(ºC)
ppm
Volumen
mg / m3
0 6000 4600
-1 5650 4200
-2 5100 3900
-3 4700 3600
-4 4350 3300
-5 3980 3000
-6 3650 2780
-7 3380 2550
-8 3080 2300
-9 2840 2140
-10 2690 1950
-11 2360 1790
-12 2160 1640
-13 1980 1500
-14 1800 1360
-15 1650 1250
-16 1500 1140
-17 1360 1040
-18 1250 940
-19 1140 860
122
-20 1030 790
-21 940 710
-22 860 640
-23 765 580
-24 687 527
-25 625 478
-26 553 430
-27 517 390
-28 467 352
-29 426 318
-30 380 288
Temp.
(ºC)
ppm
Volumen
mg / m3
-31 342 260
-32 309 232
-33 276 210
-34 249 188
-35 222 168
-36 200 151
-37 179 135
-38 162 122
-39 144 108
-40 128 97
-41 114 86
-42 102 77
-43 90 68,5
-44 80 61
-45 71,9 54,1
-46 63,5 48
-47 56,2 42,5
-48 49,9 37,8
-49 44 33,3
-50 39 29,5
-51 31,2 26
-52 30,4 23
-53 26,7 20,3
-54 23,4 17,8
-55 20,6 15,7
-56 18,2 13,8
-57 15,9 11,1
-58 13,9 10,6
-59 12,1 9,2
-60 10,6 8
-61 9,2 7
Temp.
(ºC)
ppm
Volumen
mg / m3
-62 8 6,15
-63 6,98 5,31
-64 6,08 4,61
-65 5,28 4,02
-66 4,58 3,48
-67 3,96 3
-68 3,40 2,60
-69 2,94 2,24
-70 2,53 1,93
-71 2,17 1,65
-72 1,87 1,42
-73 1,61 1,23
-74 1,37 1,04
-75 1,17 0,89
-76 1,01 0,765
-77 0,86 0,659
-78 0,73 0,558
-79 0,618 0,466
-80 0,522 0,398
-81 0,498 0,340
-82 0,378 0,288
-83 0,315 0,240
-84 0,262 0,189
-85 0,221 0,168
-86 0,186 0,141
-87 0,156 0,118
-88 0,130 0,099
-89 0,110 0,083
-90 0,098 0,069
-91 0,089 0,057
-92 0,080 0,046
123
Figura 28 .- Diagrama de la relación del Punto de Rocío con la cantidad de
agua en el aire o en la atmósfera del tanque.
5.3 .- CAMBIOS DE CARGA.
5.3.1 .- INTRODUCCION.
El Contrato de Fletamento es un documento muy importante,
donde viene formulada la “Cláusula de presentación del barco”. No es posible
enumerar todos los requisitos y condiciones que pueden venir expuestas, ya que
éstas varían para cada instalación y/o cliente, así como para cada embarque. Sin
embargo, intentamos agrupar la mayoría de estos requisitos y condiciones de
llegada en el siguiente punto
5.3.2 .- GUIA SOBRE LA CONDICION DE LOS TANQUES DE CARGA
PREVIAMENTE A RECIBIR LA SIGUIENTE CARGA.
Seguiremos las siguientes Reglas estándar para todos los barcos
dedicados al transporte de gases licuados previamente a recibir la siguiente carga:
- Los tanques de carga, líneas de carga, etc. estarán libres de
líquido de la carga anterior (“Liquid-Free”).
- El contenido de oxígeno estará por debajo de 0,3 %. En caso
de que la siguiente carga sea VCM, el contenido estará por debajo de 0,1 %. Si la
siguiente carga es Butadieno, el contenido de oxígeno estará por debajo de 0,2 %
- En caso de que la próxima carga sea Etileno, el Punto de Rocío
será menor de -50 ºC
- Si la siguiente carga es Propileno, el Punto de Rocío estará por
debajo de -25 C
- El Oxido de Propileno no se cargará en tanques que
previamente hayan estado cargados con Amoniaco, Aminas, Sosa Caústica u
otros componentes, reactivos con el Oxido de Propileno en las tres últimas cargas.
- Tener cuidado con los valores MAC del VCM (1 ppm) y del
Amoniaco (25 ppm) en caso de que haya inspección visual.
- Si la carga previa ha sido un gas químico u otro diferente a un
LPG, entonces habrá que efectuar una inspección visual completa antes de
efectuar las operaciones de purga y carga.
Dependiendo de cual fuese la carga anterior, se requerirán las
siguientes “Condiciones de los tanques de carga”:
- Número de Código:
1.- Limpieza con agua.
2.- Inspección visual
3.- Purga solamente con nitrógeno
4.- Purga con nitrógeno o con gas inerte.
- La cantidad máxima permitida de la carga previa en el fondo del
tanque
- La temperatura del tanque de carga requerida.
Tabla 10 .- Guía sobre la condición de los tanques de carga previamente a
recibir la siguiente carga.
CARGA
PREVIA ETILENO PROPILEN
O
BUTADIEN
O
BUTILENO C-4
REFINADO
VCM OX. PPL.
ETILENO XXXXXX 3
<3000 ppm
0ºC
4
< 5% C2
0ºC
4
< 5% C2
0ºC 0ºC
3
< 1000 ppm
2 ; 3
PROPILEN
O
3
< 1000 ppm
XXXXXX 4
< 5% C3
4
<5 % C3
0ºC
3
< 1000 ppm
2 ; 3
BUTADIEN
O
2 ; 3 2 ; 3 XXXXXX 4
< 25% Butad
2 ; 3 2 ; 3
BUTILENO 2 ; 3 2 ; 3 4
< 5% Butil.
XXXXXX 2 ; 3 2 ; 3
C-4
REFINADO
2 ; 3 2 ; 3 2 ; 4
<5% C4
2 ; 3
< 75% C4
XXXXXX 2 ; 3 2 ; 3
VCM 2 ; 3 2 ; 3 2 ; 4 2 ; 3 2 ; 3 XXXXXX 2 ; 3
OX. PPL. 1 ; 2 ; 3 1 ; 2 ; 3 1 ; 2 ; 4 1 ; 2 ; 4 1 ; 2 ; 4 1 ; 2 ; 3 XXXXXX
BUTANO 2 ; 3 2 ; 3 3
< 5% C4
4
< 5% C4
TANQUE VACIO
2 ; 3 2 ; 3
PROPANO 3
< 1000 ppm
3
< 5% C3
4
< 5% C3
4
< 5% C3
0 ºC
3
< 1000 ppm
2 ; 3
MEZCLA
DE C3/C4
2 ; 3 2 ; 3 4
< 5% C3/C4
4
> 5% C3/C4
0 ºC
2 ; 3 2 ; 3
AMONIACO 1 ; 2 ; 3 1 ; 2 ; 3 1 ; 2 ; 4 1 ; 2 ; 4 1 ; 2 ; 4 1 ; 2 ; 3 NO PERMITIDO
5.3.3 .- INSPECCION VISUAL.
SIGUIENTE CARGA
En caso de que se requiera una inspección visual, los tanques de
carga, tuberías, bombas, compresores, condensadores, etc. deben hallarse
completamente bajo aire respirable.
Se considera aire respirable:
- El que tiene un contenido de oxígeno del 21 % de volumen
- La concentración de los vapores remanentes debe estar por
debajo del valor T.L.V. (Threshold Limit Value: Concentración máxima de una
sustancia a la cual un trabajador puede estar expuesto repetidamente, durante
una jornada normal de 8 horas al día y 40 horas semanales, día tras día, sin sufrir
efectos negativos su salud).
Tabla 11.- Valores TLV y Límite odorífero de varios productos.
PRODUCTO T.L.V. LIMITE ODORIFERO
AMONIACO 25 ppm 20 ppm
BUTADIENO 10 ppm 1000 ppm
BUTANO 600 ppm 5000 ppm
BUTILENO 800 ppm inodoro
ETANO 1000 ppm muy alto.
ETILENO 1000 ppm no disponible
METANO 1000 ppm 200 ppm
PROPANO 1000 ppm inodoro
PROPILENO 1000 ppm desconocido
OXIDO DE PRPILENO 50 ppm 200 ppm
VCM 2 ppm 250 ppm
5.3.4 .- CONDICIONES ESTANDAR DE TANQUES DE CARGA Y LÍNEAS
ANTES DE LA LLEGADA.
a) .- Temperatura :
Los tanques de carga vacíos de productos refrigerados como el
Etileno, Propileno, Propano, etc. deben ser calentados hasta al menos 0 ºC.
b) .- Presión :
Debe haber una mínima sobrepresión en todos los tanques de
carga de aproximadamente 0,25 Bares, para poder tomar muestras
representativas de la atmósfera de los vapores remanentes.
c) .- Líquido remanente :
A la llegada, todos los tanques de carga, líneas, filtros,
compresores, condensadores, bombas, separadores de líquido, calentadores,
colectores de purgas, etc. deben estar completamente libres de líquido.
5.3.5 .- REQUISITOS ESTANDAR.
a) .- Oxígeno :
El contenido de oxígeno debe ser menor de 0,3 %. Si se va a
cargar Butadieno, el contenido de oxígeno debe estar en todo momento por
debajo de 0,2 % del volumen. Si se va a cargar VCM, el contenido de oxígeno no
debe exceder de 0,1 % del volumen.
b) .- Punto de Rocío :
En el caso de que la próxima carga sea etileno, se debe obtener
un punto de rocío por debajo de -50 ºC. En el caso de que vaya a ser propileno,
el punto de rocío estará por debajo de -25 ºC. Para el resto de las cargas que
vayan a ser transportadas por debajo de la temperatura de congelación del agua,
es recomendable, aunque no suelen hacerse requisiciones especiales al respecto,
que el punto de rocío sea al menos la mitad de la temperatura más baja que
alcanzará ese producto durante la carga o su transporte.
c) .- Carga previa :
La máxima concentración permisible de vapores remanentes en
el fondo de los tanques de carga está especificada en la Tabla 10.
5.3.6 .- METODOS PRELIMINARES DE LIMPIEZA.
Cargas, como el óxido de propileno o el anhídrido de amonia, son
completamente solubles en agua. Esta propiedad física hace muy fácil la limpieza
de los tanques de carga que han transportado previamente óxido de propileno o
anhídrido de amonia, ya que éstos pueden ser sacados por medio del lavado con
agua.
La desventaja del lavado es la de que se pueden formar
productos reactivos, tales como: hidratos de amoniaco, carbonatos de amoniaco,
etc.
La ventilación de los tanques de carga vaciados de óxido de
propileno o anhídridos de amonia, hasta que haya desaparecido todo trazo, toma
un tiempo considerable por lo que el lavado, seguido del secado de los tanques de
carga es una práctica normal. La ventaja del ventilado radica en que los tanques
de carga estarán secos. Esto resultará importante cuando existan unos requisitos
restrictivos sobre el punto de rocío. también se disminuye la corrosión del material
de los tanques.
5.3.7 .- PRINCIPIOS GENERALES PARA EL CAMBIO DE CARGAS.
La Tabla 10 puede ser usada como guía general para los
cambios de carga.
La explicación de la tabla es la siguiente:
Próxima carga : Propileno
Carga previa : Etileno
Gas de purga aconsejable
Inspección visual necesaria
Purga a los requisitos estándar
y requisitos adicionales
CAPITULO VI
OPERACIONES PREVIAS AL
CAMBIO DE GRADO.
6.1 .- SECUENCIA DE LA OPERACION DE CAMBIO
DE CARGA.
ENFRIAMIENTO CARGA DESCARGA EVAPORACION
REMANENTE
PURGA NH3 NH3 CALENTAMIENTO
INERTIZACION LIMPIEZA VENTILACION
INERTIZACION
INSPECCION
6.2 .- ELIMINACION DEL LIQUIDO REMANENTE.
6.2.1 .- GENERAL.
Después de asegurarnos de que tanto el condensador, como las
líneas, calentadores de carga, colectores de purgas, etc. están libres de todo
líquido, mediante el soplado con gas caliente, o el simple drenaje a la atmósfera,
el siguiente paso es el de evaporar el líquido que todavía puede quedar en los
tanques de carga después de haber terminado la operación de descarga.
Cualquier trazo de líquido que quede dentro de los tanques continuará
produciendo vapores y frustrará la siguiente operación de desgasificación o
purga.
Si la siguiente carga y la carga previa son similares o
compatibles, como por ejemplo propano y butano, no se nos requerirá purgar los
tanques, sujetos a ciertas consideraciones comerciales, pero incluso en tales
casos, normalmente se exige que no permanezca ninguna cantidad de líquido de
la carga anterior.
Dependiendo del tipo de tanques de carga, o de la instalación
con la que disponemos, ésto se puede hacer usando el método de presurización o
de calentamiento.
6.2.2 .- EXTRACCION DEL LIQUIDO REMANENTE POR
PRESURIZACION.
En los buques con tanques Tipo C (presurizados), a menudo se
está provisto de una línea de reachique (stripping). Mediante la creación de
presión en los tanques usando los compresores de la planta del barco, el líquido
remanente de la anterior carga puede ser presurizado desde la poceta del fondo
de los tanques de carga, a través de la línea de reachique que viene desde el
mismo fondo de la poceta, y ser recogido junto a los reachiques de los demás
tanques de carga, en un tanque de purgas dispuesto para este cometido para
retornarlo a tierra donde y cuando sea permisible o mandarlo directamente a la
atmósfera, si es posible. Este drenaje y reachique deberá ser continuado hasta
que todo el líquido haya sido extraído de los tanques de carga, cosa que
podremos comprobar mediante la línea de muestreo del fondo del tanque o por los
sensores de temperatura.
Figura 29 .- Extracción del líquido remanente por presurización.
La presión necesaria a la que habrá que presurizar el tanque de
carga para extraer el líquido remanente dependerá de la densidad de la carga y de
la altura desde el fondo del tanque hasta el domo del mismo.
6.2.3 .- EXTRACCION DEL LIQUIDO REMANENTE POR DESCARGA DE
GAS CALIENTE.
Vapor de otro tanque
Líquido hacia tierra u otro
tanque
Línea de reachique
Línea de vapor
Compresor
Poceta
Para los buques con tanques de otro diferente, o sea , que no
admitan alta presión, no es posible hacer el “Liquid-free” usando el método de
presurización. En vez de éste, debe llevarse a cabo una vaporización, bien
usando un sistema de serpentines de calefacción (“puddle heating”) donde se
disponga de ellos, o bien, suministrando gas caliente al fondo del tanque de carga
directamente.
En cualquiera de los casos, la fuente de gas caliente será la
descarga de gas de los compresores. El vapor se tomará de los tanques, pasando
por el compresor de carga, donde el calor de la compresión nos da como resultado
un aumento de la temperatura de la descarga de gas. Este calor de compresión
es, entonces, efectivamente transferido hacia el líquido remanente causando su
evaporación.
Donde se introduce el gas caliente directamente hacia el fondo
del tanque, normalmente a través de la línea de líquido de carga, los charcos de
líquido son evaporados y los vapores son normalmente llevados hacia el palo de
venteo cuando el barco está en la mar, o son condensados en la planta de
relicuado y transferidos entonces hacia tierra, hacia la atmósfera o hacia el tanque
de almacenamiento de purgas.
En los tanques de carga en los que se disponga de serpentines
de calefacción, el vapor descargado por el compresor en los serpentines se
condensa, y el calor latente de condensación es absorbido por el líquido del fondo
del tanque causando su evaporación y reemplazando el vapor que ha sido
aspirado, por lo cual la presión en los tanques permanece prácticamente
invariable, o aumenta muy poco.
Línea de vapor Compresor
Vapor de los tanques de carga
Hacia el palo de venteo o tanque de purgas
Figura 30 .- Extracción del líquido remanente por evaporación.
El líquido condensado en los serpentines, retorna por la línea de
condensado, desde donde puede ser mandado hacia tierra , hacia el tanque de
almacenamiento de purgas, para posteriores usos, a otro tanque, si solamente un
tanque va a ser desgasificado, o a la mar, a través de una manguera flexible.
Así se continuará con la operación hasta que se esté seguro de
que todo el líquido remanente en el tanque ha sido evaporado.
Cuando calentamos propano, existe un riesgo constante de que
se forme hielo en los serpentines de calefacción. Esto es debido a que el propano
puede absorber más agua como vapor que como líquido, entonces una parte del
contenido de agua puede aparecer durante el proceso de relicuado y congelarse
dentro de la línea de retorno del serpentín o dentro del propio serpentín. Los
principales indicadores de que se ha formado hielo dentro de las tuberías son:
a).- El tubo que está obstruido aparece menos congelado por la
parte exterior que los otros que no lo están.
b).- La presión de entrada al serpentín aumenta.
Si se sospecha de la formación de hielo dentro del circuito de
calentamiento, la válvula de entrada debe ser cerrada lentamente, si escuchamos
un ruido agudo, combinado con un aumento de la presión de entrada, éso querrá
Línea de líquido
decir que ese serpentín está libre o que se ha liberado por sí mismo. Si no se
escucha nada, el serpentín está obstruido.
Cuando un serpentín está bloqueado por el hielo, la manera más
fácil de abrirlo, es parar el compresor, inyectar metanol en la línea, y volver a
arrancar los compresores.
Si durante la operación de calentamiento, la presión tiende a
subir, el exceso de presión debe ser reducido, bien venteándolo a la atmósfera,
bien por relicuado en otro tanque si se decide recobrar el producto.
Cuando todo el líquido del tanque ha sido evaporado, las
tuberías de retorno se descongelarán por sí solas. Esto nos dará una indicación de
que el tanque ha sido puesto libre de líquido. Lo más usual, es seguir calentando
hasta que por la tubería de retorno del serpentín no salga líquido, como etapa
preliminar del calentamiento de tanques.
Figura 31 .- Sistema de serpentín de calefacción.
6.2.4 .- ESTIMACION DEL TIEMPO NECESARIO PARA EL
CALENTAMIENTO DE LOS TRAZOS DE LIQUIDO.
Salida del condensado en el serpentínEntrada de gas caliente
al serpentín
Primero debemos conocer la cantidad de líquido remanente en el
tanque, mediante un cálculo. Entonces, admitiendo que cada hora pasan por el
compresor 1,3 Toneladas por cada 1000 m3, la cantidad de aire horaria puede ser
calculada. Esto se multiplica por la densidad relativa del vapor.
Pongamos dos ejemplos:
Calcular cuánto tiempo tardaríamos en evaporar 90 Toneladas de
(a) propano y (b) amoniaco con tres compresores de 1000 m3/h de capacidad cada
uno.
a).- Para el Propano:
Cantidad de vapor por hora = 1,3 Tons x 3 compresores x 1,5 (densidad) =
5,85
Tiempo necesario = 90 Tons / 5,85 Tons/h = 16 horas
b).- Para el amoniaco:
Cantidad de vapor por hora = 1,3 Tons x 3 compresores x 0,6 (densidad) =
2,34
Tiempo necesario = 90 Tons / 2,34 Tons/h = 38 horas
6.3 .- CALENTAMIENTO DE TANQUES.
Después de que todo el líquido de los tanques haya sido
evaporado, los tanques serán calentados haciendo circular el vapor mediante los
compresores.
El vapor se aspirará de la parte alta de los tanques, y el retorno
se hará a través del calentador de gas/aire (si lo hay) descargándolo en el fondo
del tanque.
La circulación de vapor calentará el tanque de carga y evaporará
cualquier traza de líquido que hubiera podido quedar después de la operación
anterior. Esta operación es sensiblemente más rápida si el barco dispone de un
calentador de gas.
Es esencial que antes de dar por concluida esta operación, se
esté completamente seguro de que en el tanque de carga no ha quedado
absolutamente ningún trazo de líquido, ya que si ésto ocurriese, este líquido, se
evaporaría al realizar la siguiente fase de la operación, el inertado, con lo cual
quedaría frustrado la efectividad de todo el proceso.
Por otra parte, siempre que sea posible se debe calentar el
tanque por encima del punto de rocío del aire/inerte. Como una buena práctica se
debe calentar el tanque aproximadamente 5 ºC por encima de la temperatura
ambiente, ya que así evitaríamos la condensación de la humedad cuando en la
parte final de la operación ventilemos los tanques de carga con aire.
Es esencial llevar a cabo el calentamiento de los tanques
especialmente cuando los tanques de carga estaban a muy bajas temperaturas,
como por ejemplo en los buques LNG. Si no se lleva a cabo el calentamiento de
los tanques hasta, por lo menos, la temperatura ambiente, se puede producir el
congelamiento de las partículas de humedad y la formación de CO2 en el gas
inerte. Además, sería necesaria una mayor cantidad de gas inerte o nitrógeno a
baja temperatura.
Esta operación también resulta de la mayor importancia cuando
tras el calentamiento de los tanques de carga que contenían amoniaco se va a
proceder a desgasificar con aire. El amoniaco tiene la característica de ser muy
persistente, y si la operación de calentamiento se recorta con objeto de ahorrar
tiempo, y se comienza con la ventilación de los tanques de carga demasiado
pronto, toda la operación completa puede arruinarse. Pensemos que una capa
muy fina de vapores más fríos de amoniaco previenen a los vapores más
calientes de vaporizar el líquido. Si decidimos, digamos a 0 ºC, comenzar a ventilar
los tanques con aire, éste se abre paso a través de esa capa fina de vapores fríos
y los líquidos residuales comienzan a evaporarse y la temperatura cae
rápidamente hasta un nivel alarmantemente bajo. El vapor de agua contenido en
el aire se condensa y forma una solución acuosa con el amoniaco, por lo que la
operación puede llegar a prolongarse por cualquier cosa desde una semana a diez
días.
6.4 .- INERTIZACION DE LOS TANQUES DE CARGA.
Entendemos por inertización, el cambio de una atmósfera de aire
o de gas combustible por otra de gas inerte (o nitrógeno). Por lo tanto se trata de
substituir el contenido del tanque de carga purgando éste con gas inerte.
Siempre que se hable de purga, y como quiera que ésta la vamos
a realizar por el método de desplazamiento, tendremos siempre en cuenta las
densidades relativas de los dos productos de que se trate para saber por qué
parte del tanque, alta o baja, tendremos que introducir el nuevo gas, y por cual,
baja o alta tendremos que purgar.
Como quiera, que en la supuesta operación de cambio de grado
que estamos siguiendo, para el acondicionamiento de la carga, suponemos que
partimos de una carga previa de gas de LPG, y que la densidad del vapor de éste
es mayor que la del gas de purga (gas inerte o nitrógeno), introduciremos el gas
inerte por la parte alta del tanque de carga, dejando siempre al producto más
pesado en el fondo del tanque, que en este caso será el gas de LPG., desde el
fondo y a través de la línea del fondo del tanque y luego del palo de venteo lo
mandaremos a la atmósfera.
Si el barco está provisto de ellas, se usarán para efectuar esta
operación, las líneas apropiadas de purga, o las líneas de vapor y líquido, si no las
tiene. En algunos barcos es posible inertar los tanques de carga y desplazar los
vapores del gas combustible en serie (o en cascada), desplazando el gas desde el
fondo de un tanque hacia la parte alta del siguiente tanque. Si las líneas del barco
no permitieran hacer ésto, entonces se efectuaría el proceso de inertado de
tanque en tanque, introduciendo suficiente gas en cada tanque para desplazar el
volumen completo de cada tanque.
Durante esta operación se mantendrá la menor presión posible,
al objeto de disminuir la perturbación de los gases en el interior de los tanques de
carga y que la estratificación por densidades sea lo más diáfana posible, para lo
cual durante toda la operación de inertado de los tanques permanecerá abierto a
la atmósfera todo el tiempo que dure el proceso. Con ésto también se evitará que
la presión de los tanques de carga, todavía explosiva debido a la concentración de
gases, pueda retornar hacia el generador de gas inerte.
Cuando en la parte superior del tanque obtengamos una lectura
de gas por debajo del límite inferior de explosividad se podrá dar a la operación
por terminada y se pasará a la siguiente fase de ventilación de los tanques de
carga. Como luego de meter el gas inerte, éste será desplazado hacia abajo del
tanque teniendo al aire por encima, en ningún caso llegarán a mezclarse los
vapores del gas combustible que todavía son explosivos en el fondo del tanque,
con el aire que se va introduciendo en el tanque por la parte de arriba. Si existiese
cualquier posibilidad de que llegaran a mezclarse, habría que prolongar la
operación de inertado hasta que se alcanzase una concentración inferior al límite
inferior de explosividad en el fondo del tanque.
6.5 .- VENTILACION DE LOS TANQUES DE CARGA.
Esta es otra operación de cambio de atmósfera, y como todas
ellas, vamos a usar el método de desplazamiento. En este caso se trata de
desplazar una atmósfera de gas inerte que hay dentro de un tanque por otra de
aire que nos permita entrar en el tanque para inspeccionarlo.
Como la densidad del gas inerte es un poco mayor que la del
aire, éste será introducido en el tanque por la parte alta y el gas inerte será
purgado desde la parte baja del tanque y a través de la línea de líquido lo
mandaremos por el palo de venteo a la atmósfera. Como en toda operación de
purga por desplazamiento, mantendremos la menor presión posible dentro de los
tanques, para lo cual, mantendremos el venteo constantemente abierto.
Para esta operación, los buques gaseros, suelen ir provistos de
un ventilador sobre cubierta que además tiene capacidad suficiente para dar
ventilación a los espacios de bodega de acuerdo con las especificaciones del
Reglamento de SOLAS; aunque también se puede usar el ventilador del
generador de gas inerte, e incluso los compresores de carga, poniéndolos a
aspirar de la atmósfera y descargando al tanque.
Cuando el contenido de oxígeno de la atmósfera del tanque
alcance el 21 % ó esté próximo, medido a todos los niveles de los tanques de
carga, daremos la operación por concluida. Además de medir el contenido de
oxígeno, es importante que se vuelva a comprobar el contenido de gases
explosivos y también el contenido de monóxido de carbono.
En el caso del amoniaco, el aire, al ser más pesado que los
vapores de amoníaco, es introducido en el fondo del tanque y los vapores de
amoniaco desplazados desde la parte de arriba de los tanques de carga, siendo
expulsados hacia el palo de venteo. El venteo con aire continuará hasta que la
concentración de amoniaco se reduzca hasta unos 700 ppm, cuando las tapas del
tanque pueden ser abiertas y suplementar la ventilación por medio de ventiladores
portátiles los cuales, usando un tiro de aire, suministrar más aire al fondo de los
tanques. Los vapores de amoniaco saldrán fuera a través de las tapas abiertas del
tanque hasta que la concentración de vapores de amoniaco se reduzca por debajo
de 20 ppm.
6.6 .- INSPECCION VISUAL DE LOS TANQUES.
Una vez concluida la operación de ventilación se abrirán los
tanques y nos meteremos dentro con las precauciones debidas para la entrada en
un espacio cerrado. Se comprobará otra vez la atmósfera del tanque (contenido de
oxígeno, gases y monóxido de carbono), y una vez que los resultados sean
buenos se podrá bajar a hacer la inspección.
Mientras dure la inspección y posteriormente si se envía personal
a trabajar dentro, la ventilación no debe pararse, estará completamente prohibido
tocar cualquier válvula de una línea que entre al tanque y se mantendrá una
guardia con suficiente equipo de seguridad y primeros auxilios en la boca de
entrada al tanque.
En las inspecciones nos fijaremos sobre todo en:
- Las abrazaderas de sujeción de las tuberías en el interior del
tanque,
- En los rociadores del sistema de aspersión interior,
- En los anclajes de las escaleras,
- En la condición de limpieza, con especial atención al pozo de
aspiración de la bomba, y
- En el grado de humedad en el interior del tanque.
Se tomarán las medidas oportunas para corregir los defectos
detectados, así como se aprovechará la ocasión para efectuar una limpieza o
barrido lo más exhaustivamente posible.
6.7 .- SECADO DE LOS TANQUES DE CARGA.
La presencia de agua, aun en pequeñas cantidades, es siempre
una fuente de problemas, debido a que en las condiciones de trabajo del sistema
de carga, ésta se congela. Aunque los tanques estén superficialmente secos
cuando están libres de gas, el contenido de vapor de agua del aire se condensará
cuando la temperatura del tanque baje; por ello es una gran ventaja el reducir el
punto de rocío del aire al valor más bajo posible.
Esta operación se realiza con el secador de aire. Se aspira el
aire de la parte alta del tanque (mediante los compresores de carga o mediante un
ventilador) y se hace pasar a través del secador de refrigeración (condensador de
freón). Allí el aire se enfría y el vapor de agua se condensa y es eliminada
drenándola fuera. Posteriormente, se consigue una reducción del punto de rocío
pasándolo por un secador de silicagel.
De cualquier forma, este aire es calentado de nuevo hasta la
temperatura ambiente por medio de un calentador de aire y, entonces, enviado a
la parte baja del tanque. Este aire, ya seco y caliente, está tan insaturado que
absorberá rápidamente cualquier partícula de humedad que se esté condensando
en las paredes del tanque. Este proceso se continuará para todos los tanques de
carga y sistema de líneas hasta que el punto de rocío del aire que esté dentro del
tanque sea menor que la temperatura de la carga a transportar.
Figura 32.- Diagrama esquemático de una operación de secado de aire.
El secado puede ser también acompañado simultáneamente por
la operación de inertado, bien usando nitrógeno de tierra o, alternativamente, el
generador de gas inerte de a bordo. Este generador viene frecuentemente
provisto de ambos secadores de refrigeración y silicagel, facilitando el alcance de
un punto de rocío de -50 ºC a presión atmosférica.
Cualquiera de los métodos que adoptemos, deberá ser
efectuado con tiempo y con cuidado. Un mal funcionamiento de las bombas de
descarga y válvulas debido a la formación de hielo o hidratos, puede ser, a
menudo, consecuencia de una mala operación de secado de los tanques de
carga.
calentador
CompresorSecador de
freón
Secador de silicagel
Drenaje de agua
R-22
Mientras que la inyección de metanol nos puede facilitar la
disminución del punto de congelación en la aspiración de las bombas de descarga,
etc. esto no puede ser considerado como un sustituto de una cuidadosa operación
de secado.
El metanol pude ser usado con cargas de hasta -48 ºC; el
propanol es usado como anticongelante en cargas de hasta -108 ºC; por debajo
de la cual no existe ningún anticongelante efectivo.
Debe hacerse notar que los motores de las bombas sumergidas
pueden estar provistos con dispositivos de calefacción que deben ser usados
cuando aparece en los tanques humedad en el aire.
6.8 .- INERTADO DE LOS TANQUES ANTES DE
RECIBIR LA CARGA.
Esta operación es la misma que la descrita anteriormente. La
única diferencia está en el contenido de los tanques de carga, ya que, si
anteriormente pasábamos de una atmósfera de gas combustible a otra de inerte,
ahora pasamos de una atmósfera de aire a otra de inerte ( gas inerte o nitrógeno).
La operación diferirá dependiendo del gas de purga que se use,
ya que, si bien el gas inerte proveniente de un generador de gas inerte es
ligeramente más pesado que el aire, el nitrógeno es ligeramente menos pesado
que él. Por tanto, a la hora de efectuar la estratificación de la atmósfera del tanque
variará, dependiendo de si se usa uno u otro gas de purga, el meterlo por arriba o
por abajo.
En términos generales, si el gas de purga usado para desplazar
la atmósfera de aire del tanque de carga es el gas inerte proveniente de una
combustión estequiometrica producida en un generador de gas inerte a bordo del
buque, al ser éste más pesado que el aire, lo meteremos al tanque por la parte
baja, usando, normalmente, la línea de líquido. El aire será extraído de la parte
alta del tanque (por la línea de vapor) y a través del palo de venteo será enviado a
la atmósfera.
Si el gas de purga usado es el nitrógeno que es más ligero que el
aire, habría que meterlo por la parte alta del tanque, de forma que el aire
acumulado en la parte baja del tanque fuera extraído por la línea de líquido hacia
el palo de venteo, y de allí enviado a la atmósfera.
La operación se dará por terminada cuando el contenido de
oxígeno del tanque esté por debajo del límite inferior de explosividad del producto
a cargar, a no ser que existan una serie de especificaciones más restrictivas sobre
la concentración máxima de oxígeno admitida, y sobre el punto de rocío admitido
dentro de los tanques.
Normalmente, si el gas de purga que ha sido usado es el gas
inerte, los requisitos de carga no serán muy restrictivos. Este medio de purga será
el más efectivo, por su bajo coste y su disponibilidad a bordo, cuando el siguiente
producto que se vaya a cargar sea un LPG (butano, propano o mezcla de ellos)
destinado a ser quemado. El contenido de oxígeno, siempre que esté por debajo
del límite inferior de explosividad para evitar riesgos, no es excesivamente
importante.
Cuando el siguiente producto que va a ser cargado es un gas
químico, los requisitos son mucho más restrictivos, y dependiendo de las
características del mismo, la concentración máxima admitida de oxígeno será
demasiado baja como para ser alcanzada por una planta de gas inerte instalada a
bordo, por lo que el gas de purga que se deberá de usar será el nitrógeno, bien
suministrado desde tierra, bien proveniente de tanques de almacenamiento a
bordo del buque.
El punto de rocío es otro factor importante a ser tenido en cuenta. Existen
productos que aunque no son reactivos con el oxígeno, al ser transportados a muy
bajas temperaturas, exigen que el punto de rocío del tanque esté mucho más por
debajo de las posibilidades de la planta de gas inerte de alcanzarlo. En este caso
el nitrógeno será también el medio de purga más efectivo.
6.9 .- PURGA DE LOS TANQUES CON VAPORES DE
LA CARGA (GASSING-UP).
En esta operación se siguen los principios generales para el
cambio de atmósfera en los tanques. Al ser los vapores del gas combustible que
va a ser introducido en los tanques más pesado que el gas inerte o el nitrógeno,
se introducirán por la parte baja del tanque y el gas inerte será purgado por la
parte alta. Debido a la diferencia de densidades de ambos gases, la estratificación
será casi completa , produciéndose muy poca mezcla.
Si el siguiente producto a ser cargado es amoniaco, los tanques
estarán en atmósfera de aire, y siendo los vapores de amoniaco más ligeros que el
aire, se introducirán por la parte alta del tanque, desplazando al aire desde el
fondo del tanque.
Si tenemos suficiente producto en los tanques de
almacenamiento de cubierta, podremos hacer esta operación en la mar. El líquido
se hará pasar a través del vaporizador, y los vapores resultantes irán al tanque,
siendo venteado el gas inerte a través del palo de venteo o mediante una
manguera flexible, conectada al manifold. La operación se dará por finalizada una
vez que los compresores de la carga sean capaces de relicuar los gases del
tanque, que dependiendo de la planta de que se disponga, será factible alcanzar
una concentración de vapores de LPG en el tanque entre el 85 % y el 97 %.
Si la operación se va a hacer atracados al muelle, usaremos
diferentes procedimientos, dependiendo de las facilidades que nos ofrezca la
terminal. Si nos suministran vapores, los introduciremos directamente en el tanque
de carga. Si nos dan líquido, se pedirá un ritmo de carga muy reducido, y a ser
posible, que el producto nos sea mandado por gravedad desde el tanque de tierra,
o si es con bomba que tengan abierto un by-pass, al objeto de tener nosotros un
control total, por medio de la válvula manual del manifold de carga, sobre el flujo
de la carga que nos está entrando.
La evacuación de los gases del tanque (en un principio gas inerte
puro y posteriormente con mayores concentraciones de vapores de LPG) se hará
a través del manifold de retorno a una antorcha de la terminal.
Si en la terminal no tienen facilidades para quemar los gases
purgados, y como quiera que no nos van a permitir la evacuación directa a la
atmósfera, lo resolveremos alineando en serie los tanques de carga,
introduciendo el LPG en el primer tanque de la serie, que normalmente será el
más pequeño, y purgando los gases por el último tanque de la serie. Tan pronto
como el primer tanque de la serie esté purgado, se parará la operación, se enfriará
ese tanque, se tomará carga en él y se saldrá fuera del puerto para hacer la purga
y el enfriamiento de los otros tanques, usando para ello el producto que hemos
cargado en el primer tanque.
INERTE INERTE INERTE
LPG
LPG DE TIERRAINERTE
Figura 33 .- Purga en serie con vapores de LPG sin retorno a tierra.
6.10 .- ENFRIAMIENTO DE LOS TANQUES DE
CARGA (COOLING DOWN).
Antes de comenzar la operación de carga de un producto
refrigerado, los tanques deben estar enfriados adecuadamente para minimizar los
esfuerzos térmicos y las presiones excesivas dentro del tanque durante la carga.
El enfriamiento consiste en la introducción de carga líquida dentro de los tanques
a un ritmo bajo cuidadosamente controlado. Cuanto más fría sea la temperatura
del producto a cargar, más importante viene a ser el proceso de enfriamiento.
Una vez que los tanques de carga han sido purgados con gas del
producto que vamos a cargar, se pondrá en marcha la planta de relicuado del
buque. El relicuado que vaya produciendo la planta se enviará a los tanques de
carga a través de la línea de sprays (rociadores) de forma que éstos incidan en
las paredes del tanque por la parte más alta. Como el gas frío pesa más que el
caliente se nos irá enfriando el tanque desde la parte alta hacia abajo hasta llegar
al fondo del tanque, empezando a subir la sonda del mismo. Cuando ésto ocurra
ya estarán los tanques listos para recibir la carga. Si estamos aspirando los
vapores de los tanques con los compresores del barco, podemos experimentar
ciertas dificultades con los “incondensables” provenientes del gas inerte que
todavía permanecen en los vapores de los tanques de carga. Deberemos
mantener una continuada vigilancia de las temperaturas de descarga del
compresor y ventear los incondensables desde la parte alta de los condensadores
de relicuado siempre que se necesite.
Para acelerar este proceso, y si estamos atracados, podemos
pedir a la terminal que nos manden líquido de los tanques de tierra y lo meteremos
en el tanque de carga por la misma línea de spray alto. Si estamos en la mar, y
habíamos cogido suficiente cantidad de carga para efectuar la puesta en gas de
los tanques, podemos acelerar también la operación usando las bombas de
descarga de los tanques y recircular la carga, metiéndola en el mismo tanque o en
los otros tanques por la línea de spray alto.
Las gotas de líquido rociadas a las paredes del tanque se
evaporarán inmediatamente, lo que provocará el enfriamiento del tanque. Pero el
incremento de la cantidad de vapor provocará un aumento de la presión dentro del
tanque. Hay que estar pendientes de la presión en los tanques de carga, ya que
si sube demasiado podrían saltar las válvulas de alivio de los tanques. Si en la
terminal de carga no se nos permite retornarles la sobrepresión de los tanques a
través de la línea de vapor de retorno, lo cual equivale a tener que mandar a la
llama esta presión con lo que de pérdida de carga supone, mandaremos parar el
aporte de líquido desde tierra o pararemos las bombas de descarga, y
continuaremos con la planta del buque hasta que tengamos nuevamente
controlada la presión en los tanques de carga, y así sucesivamente, hasta que con
el régimen normal de carga mantengamos la presión por debajo del tarado de las
válvulas de seguridad de los tanques de carga.
Otra magnitud que debemos tener controlada es la del gradiente
de temperatura ( decremento horario de la temperatura). Este gradiente térmico
de los tanques de carga viene dado por la calidad del acero y por el diseño del
tanque, y su valor suele estar comprendido, para los diferentes tipos de buques
gaseros, entre los 4 y los 12 ºC/hora. Siempre deberemos remitirnos al Manual de
Operaciones del buque para determinar el gradiente térmico de los tanques de
carga. Para controlar adecuadamente que no se exceda estos valores se
reducirá, e incluso se detendrá el aporte de líquido al tanque de carga.
Una vez que se haya conseguido la temperatura de carga y que
la presión esté controlada, estando establecida firmemente la presencia de líquido
en el fondo de los tanques, se podrá comenzar la operación de carga.
De igual forma que el sistema de contención de la carga se va
enfriando, la contracción térmica de los tanques de carga, en conjunción con la
caída de temperatura provocada a su alrededor, pueden crearnos la tendencia a
provocar una caída de presión en los espacios vacíos (Void Spaces).
Normalmente, dispondremos de un sistema controlado automáticamente de
suministro de aire o gas inerte a ellos para mantener la presión dentro de unos
niveles, pero si no se dispone de ningún sistema de presurización habrá de
mantener una estrecha vigilancia sobre ellos cada vez que se estén enfriando los
tanques de carga.
La mayoría de las dificultades que se nos presentan en la
operación de enfriado de los tanques de carga, resultan de una inadecuada
operación de purga o secado insuficiente. En este caso, se nos formarán hidratos
o hielo bloqueándonos válvulas, bombas, etc. Se puede añadir metanol como
anticongelante teniendo cuidado de no poner a los tanques de carga fuera de las
especificaciones de calidad requeridas, o que no se nos dañe el aislamiento de las
bombas sumergidas de descarga.
Las líneas de carga y el resto del equipamiento deben ser
también enfriadas mediante la circulación de líquido a un ritmo controlado. El
sistema deberá alcanzar la temperatura del líquido suficientemente despacio como
para prevenir indeseados esfuerzos térmicos de los materiales o contracciones
excesivas. El líquido usado puede provenir de tierra, de los tanques de
almacenamiento de cubierta, o de los tanques de carga.
6.11 .- CONSIDERACIONES ACERCA DEL
AMONIACO.
El gas inerte producido en un generador de gas inerte no debe
ser usado nunca como preparación para el transporte de amoniaco debido a que,
este amoniaco reacciona con el dióxido de carbono contenido en el gas inerte para
la formación de carbonatos que se depositan en el fondo del tanque, líneas y
válvulas, pudiendo dejar completamente inoperativo el sistema.
Sin embargo, normalmente, no es necesario inertar los tanques
previamente a cargar amoniaco, ya que, según es sabido, los vapores de
amoniaco, aunque son inflamables, no son de fácil ignición, por lo que podemos
pasar directamente de una atmósfera de amoniaco a otra de aire o viceversa
cuando se trate de una puesta en gas.
Debe tenerse en cuenta para las operaciones de cambio de
atmósfera donde esté presente el amoniaco, que la densidad de éste en la fase de
gas, es aproximadamente, la mitad que la del aire o la del nitrógeno, por lo que el
gas de amoniaco siempre será introducido o purgado por la parte alta del tanque.
El amoniaco líquido nunca debe ser rociado en un tanque que
contenga aire, ya que ésto provocaría la creación de cargas estáticas las cuales
podrían provocar la ignición del mismo y las condiciones para la rotura de esfuerzo
corrosivo.
Si la Administración o alguna de las partes envueltas en el
transporte del producto, exigiese la inertización de los tanques de carga
previamente a cargar amoniaco, deberá usarse el nitrógeno como gas de purga.
Si se va a cargar amoniaco, después de una carga de LPG, para
evitar que el amoniaco reaccione con el dióxido de carbono del inerte usado para
desgasificar los gases combustibles, la mejor forma de hacerlo es la de poner los
tanques en atmósfera de aire seco.
Si se va a cargar un LPG después de haber transportado
amoniaco lo más importante es la limpieza de los tanques, que debe ser hecha
concienzudamente debido a que el grado de polución de amoniaco aceptado para
el LPG es muy bajo.
Por los mismos motivos expuestos anteriormente deben purgarse
los vapores de amoniaco con aire (evitar contaminación con el dióxido de cabono).
Esta purga deberá durar mucho más tiempo debido a que el contenido de
amoniaco tardará mucho más tiempo en ser eliminado. Una vez alcanzado el
mínimo nivel aceptable de amoniaco (frecuentemente 5 ppm), se procederá a
inertar los tanques, si es posible con gas inerte decarbonatado.
6.12 .- SUMARIO.
1 Evaporar todo el líquido remanente de la última descarga.
2 Calentar los tanques con gas caliente de los compresores.
L.P.G. Amoniaco
3 Desplazar los vapores de gas residual
soplando con gas inerte en la parte alta
del tanque y sacando los vapores de
LPG del fondo del tanque
Desplazar los vapores de amoniaco
residual soplando con aire en el fondo
del tanque y sacando el amoniaco de
la parte alta del tanque
4 Ventilar los tanques con aire hasta que
el contenido de oxígeno sea de 21 %
metiendo el aire por la parte alta del
tanque y sacando el gas inerte del
fondo del tanque
Cuando la concentración de amoniaco
cae por debajo de 700 ppm,
suplementar la ventilación con
ventiladores desde las tapas de los
tanques hasta que la concentración
baje de 20 ppm.
5 Limpieza de tanques e inspección
visual.
Limpieza de tanques e inspección
visual.
6 Inertar los tanques hasta reducir el
contenido de oxígeno por debajo del
8%, metiendo el gas inerte por el fondo
del tanque y sacando el aire de la parte
alta del tanque
Introducir los vapores de amoniaco por
la parte alta del tanque y sacar el aire
del fondo del tanque
7 Introducir vapores de LPG por el fondo
del tanque y sacar el gas inerte de la
parte alta del tanque hasta que la
concentración de gas sea del 85 %
8 Arrancar los compresores y enfriar los
tanques de carga hasta la temperatura
de carga metiendo el condensado por
la línea de spray alta.
CAPITULO VII
SEGURIDAD PERSONAL Y
SALUD.
7.1 .- PRACTICAS DE SEGURIDAD.
Es muy importante que exista una correcta manipulación de los
productos y asegurarnos del correcto funcionamiento de los dispositivos de
seguridad de todo el equipamiento asociado a las diferentes operaciones a realizar
a bordo de un buque gasero. Por esta razón debe ser probado y comprobado
todo regularmente. Las operaciones de desgasificación habrá que detenerlas en
caso de haya una tormenta eléctrica en las cercanías.
7.2 .- EXPOSICION A PELIGROS.
7.2.1 .- GENERALIDADES.
Todos los buques gaseros están diseñados de tal forma que, en
operaciones normales, el personal no tiene porqué estar expuesto a los riesgos de
los productos que están siendo transportados. Es presupuesto que el barco y su
equipamiento están en buen estado de mantenimiento y que las instrucciones
operativas son observadas concienzudamente.
Sin embargo, en el caso de producirse alguna fuga accidental o
algún procedimiento incorrecto, el personal podría quedar expuesto a algún
producto líquido o gaseoso, por lo que el propósito de este capítulo es el de hacer
una revisión de los riesgos a la seguridad, o la salud del personal que en tales
circunstancias podrá presentar un camino a seguir para evitar sus efectos.
La mayor aproximación para evitar los riesgos a la seguridad del
personal serían siempre, en orden descendente, extinción del riesgo, control del
riesgo, y ,finalmente, protección del personal.
Un requisito esencial es también el reconocimiento de la
necesidad de efectuar una instrucción minuciosa de todo el personal y una
supervisión efectiva de todas las tareas donde se pudieran presentar riesgos. Tal
instrucción iría más allá de la simple instrucción para aprender cómo usar el
equipamiento o realizar procedimientos; también incluiría el entendimiento de la
naturaleza de los riesgos que en muchas ocasiones no son inmediatamente
obvios.
En términos generales, los riesgos de los gases licuados, o de
sus vapores, pueden ser de cuatro tipos: asfixia, toxicidad, bajas temperaturas y
flamabilidad. Las hojas de Datos de los productos que podemos encontrar en el
libro: “Guía de Seguridad en los buques tanque de ICS” (ICS Tanker Safety Guide)
nos proporcionarán datos detallados sobre riesgos y seguridad para un amplio
rango de esos productos. Mientras que la asfixia, bajas temperaturas y
flamabilidad son aplicables a todos los gases licuados (con la excepción del cloro y
el nitrógeno que no son inflamables), el riesgo de toxicidad se aplica tan solo a
algunos de ellos.
En las siguientes Tablas 12 y 13 , están listadas las cargas de
gases licuados principales junto con sus riesgos de asfixia y toxicidad.
Tabla 11 .- Datos de riesgo para los vapores de diferentes gases.
SUSTANCIA ASFIXIANTE NARCOTICO TOXICO IRRITANTE TLV ppm
LNG x - - - -
LPG x - - - 1000
METANO x - - - -
ETANO x - - - -
PROPANO x - - - -
BUTANO x - - - 800
ETILENO x x - - -
PROPILENO x x - - -
BUTILENO x x - -
BUTADIENO x x - -
VCM x xx x - 5
AMONIACO x - x x 25
CLORO x - x x 1
OXIDO DE ETILENO x xx x x 1
OXIDO DE PROPILENO x xx x x 20
NITROGENO x - - - -
GAS COMBUSTIBLE x - x x -
x moderado xx fuerte
Tabla 13 .- Datos de riesgo para diferentes gases licuados.
SUSTANCIA IRRITANTE
QUEMADURAS
POR BAJA
TEMPERATURA
QUEMADURAS
QUIMICAS
ABSORCION
POR LA PIEL
LNG - x - -
LPG - x - -
METANO - x - -
ETANO - x - -
PROPANO - x - -
BUTANO - x - -
ETILENO - x - -
PROPILENO - x - -
BUTILENO - x - -
BUTADIENO x x - -
VCM - x - x
AMONIACO x x x -
CLORO x x x x
OXIDO DE ETILENO x x x -
OXIDO DE PROPILENO x - x -
NITROGENO - x - -
7.2.2 .- ASFIXIA.
El cuerpo humano requiere aire con un contenido normal de 20,8
% de oxígeno para una normal respiración, aunque una atmósfera con algo menos
de ese nivel de oxígeno puede ser también respirable durante un período sin que
sea notado ningún efecto. La susceptibilidad de los individuos para reducir los
niveles de oxígeno varía, pero a niveles por debajo de 19,5 % de oxígeno se
produce, generalmente, un rápido ataque de deterioro del poder de movimientos y
razonamiento. Este deterioro es particularmente peligroso debido a que la víctima
no reconocerá su peligro, o se sentirá confuso y será incapaz de actuar
correctamente o retraerse de su situación peligrosa. En niveles por debajo del 16
% de oxígeno, el ataque de inconsciencia será rápido y, si la víctima no es sacada
rápidamente del área, será seguido de una parada respiratoria. A niveles más
bajos de oxígeno, el tiempo de exposición para una supervivencia de emergencia
se acorta rápidamente, e incluso si la víctima es sacada antes de producirse su
muerte, podría haberse producido ya un daño irreparable en su cerebro.
La deficiencia de oxígeno por desplazamiento ocurrirá cuando
están presentes en un espacio ciertas concentraciones de vapores de la carga o
de gas inerte y, también debido a otras razones (oxidación, etc.). Por esa razón y
teniendo en cuente que las concentraciones de gas en un espacio cerrado raras
veces suelen ser homogéneas, es esencial que se prohiba la entrada a tales
espacios hasta que un contenido normal de oxígeno ( normalmente del 21 % en
los analizadores de oxígeno) se haya medido en varios puntos de muestreo
separados a diferentes niveles y lo más ampliamente dispersos posible.
Si es absolutamente necesaria la entrada y los criterios
anteriormente expuestos no pueden ser establecidos, el personal que tenga que
entrar lo hará con aparatos de respiración asistida.
7.2.3 .- TOXICIDAD.
Toxicidad es la capacidad que tiene una sustancia de causar
daño al tejido humano, perjuicios en el sistema nervioso central, enfermedades o,
en casos extremos, la muerte cuando es ingerido, inhalado o absorbido a través
de la piel. La exposición a sustancias tóxicas provocará uno o más de los
siguientes efectos:
- Irritación de pulmones y garganta, de los ojos y algunas veces
de la piel. Cuando se produce la irritación a un bajo nivel de exposición, debe
servir como un aviso que siempre debe ser obedecido. Sin embargo, ésto no
puede ser tomado al pie de la letra, ya que existen sustancias que provocan otros
efectos tóxicos antes de que se produzca una irritación apreciable.
- Narcosis, lo que provocará una interferencia o inhibición del
control o la capacidad de respuesta normal. Los sentidos se embotarán, los
movimientos se volverán torpes y el razonamiento se distorsionará. Una
exposición profunda y prolongada a una sustancia narcótica podrá producir
anestesia (pérdida del conocimiento). Cuando se le saca a la víctima de la
exposición a la sustancia narcótica, generalmente se recobrará; el peligro radica
en que mientras esté bajo la influencia de ella , no responda a los estímulos
normales y sea inconsciente del peligro.
- Daños de pequeña o gran consideración, e incluso
permanentes en la piel o en el sistema nervioso. Esto puede ocurrir con algunos
productos químicos a bajos niveles de concentración si la exposición es
prolongada y frecuente.
Como guía de las concentraciones de vapor admisibles para una
exposición prolongada, tales como las que se pueden producir en plantas de
operación, las autoridades de varios gobiernos publicaron sistemas de Umbrales
de valores límite (TLV - Threshold Limit Value) para las sustancias más manejadas
por la industria. El sistema más comprensible y usado es el publicado por la
Conferencia Americana de Higienistas Gubernamentales e Industriales (ACGIH).
Los valores umbrales recomendados son puestos al día anualmente en vista de la
experiencia y el aumento del conocimiento.
El sistema ACGIH contiene las siguientes tres categorías de TLV
para describir adecuadamente las concentraciones de atmósferas contaminadas a
las que se cree que el personal puede ser expuesto durante su vida laboral sin
sufrir efectos adversos:
- TLV - TWA. : (Time weighted average) Concentración media
para 8 horas diaria ó 40 horas semanales a lo largo de toda la vida laboral.
- TLV - STEL : (Short term exposure limit) Máxima
concentración permitida para un período de exposición de 15 minutos de duración,
con no más de 4 de esas exposiciones durante el día y al menos 60 minutos de
diferencia entre cada una de ellas.
- TLV - C : (Ceiling) Concentración techo que no debería
excederse incluso instantáneamente.
Mientras la mayoría de las sustancias citadas tienen asignadas
un TLV-TWA y un TLV-STEL, solamente aquellas que son predominantemente de
acción rápida vienen dadas con el TLV-C.
El TLV viene dado normalmente en ppm (partes de vapor por
cada millón de partes de aire contaminado en volumen), pero puede ser también
especificado en mg/m3 (miligramos de la sustancia por metro cúbico de aire).
Cuando se nombre el valor TLV, pero sin especificar si es TWA, STEL o C,
significa que es TWA. Sin embargo, el TLV no puede ser considerado como una
línea divisoria entre una concentración segura y otra de riesgo, sino que la mejor
práctica irá encaminada a mantener las concentraciones por debajo de los TLV
recomendados. Los TLV no están fijados permanentemente, sino que están
sujetos a continuas revisiones. Siempre deberemos consultar la última revisión de
estos valores.
7.2.4 .- QUEMADURAS POR FRIO Y QUIMICAS.
El contacto de la piel con materiales que están muy fríos en
comparación con la temperatura del cuerpo humano causará daños similares al
producido cuando se hace contacto con materiales calientes con la misma
diferencia de temperatura con el cuerpo humano. Claramente, existe un riego de
que esto ocurra en barcos totalmente refrigerados o en las plantas de gas.
Mientras que los materiales de contacto en los barcos presurizados generalmente
serán seguros a, o cerca de la temperatura ambiente, es conveniente recordar que
las fugas de líquido provenientes de una línea presurizada, rápidamente caerá a
su temperatura refrigerada y nunca deberemos aproximarnos a ella sin ropas de
protección. Los síntomas de la quemadura por frío, así como las quemaduras
producidas por el calor producen mucho dolor en la zona afectada, acompañada
de confusión, agitación y posiblemente un desmayo de la víctima. Si la superficie
de la quemadura es muy grande , inevitablemente se producirá un shock.
Debe notarse en la Tabla 13 , que hay listadas cuatro sustancias
que causarán quemaduras químicas además de las producidas por el frío.
Mientras que la rápida evaporación de los gases licuados minimizará la extensión
de las quemaduras químicas sobre la piel, tales gases, al igual que las
quemaduras químicas son especialmente peligrosas para los ojos.
7.2.5 .- FLAMABILIDAD.
Los riesgos al personal en la lucha contra incendios de productos
derivados del petróleo son bien conocidos y generalmente aplicables a los fuegos
de los gases líquidos. Existen, sin embargo; algunos puntos de diferencia que
deben ser notados.
Todos los gases licuados transportados actualmente a granel,
con la excepción del cloro y el nitrógeno, son inflamables. Los vapores de los
gases licuados son generalmente de ignición tan fácil como los vapores del
petróleo. La única excepción a ésto es la de los vapores de amoniaco que
necesitan una fuente de ignición considerablemente mayor que los demás vapores
inflamables. Estadísticamente, por lo tanto, los incendios provocados por alguna
fuga de vapores de amoniaco son mucho menos frecuentes que los provocados
por otras cargas, pero no es conveniente menospreciar la posibilidad de que se
produzca.
Debido a la alta presión de los vapores y a la rápida vaporización
de los derrames de gases licuados, la dispersión de los vapores de los gases
licuados será más extensa que en los casos de semejantes derrames de petróleo.
La posibilidad de que se produzca una ignición tras un derrame de gas licuado es,
por tanto, la mayor. La expansión de los fuegos provocados por los gases
licuados, debido a la rápida producción de vapores, puede ser intensa y no se
debe comenzar la lucha contra-incendios sin llevar la ropa protectora contra el
fuego adecuada.
7.2.6 .- TRATAMIENTOS MEDICOS.
Los síntomas y el tratamiento médico recomendado para los
accidentes que tengan que ver con la asfixia, narcosis y/o irritaciones tóxicas están
sumariadas a continuación. El tratamiento implica la extracción del accidentado de
la exposición, la aplicación cuando sea necesario de respiración artificial, masaje
cardiaco externo y la administración de oxígeno. Debe también proporcionarse
tratamiento médico profesional en los casos en los que los accidentados hayan
sido salvados de vapores tóxicos y/o irritantes. Es extremadamente importante
etiquetar al paciente adecuadamente antes de trasladarlo del barco al hospital.
Tabla 14.- Síntomas y tratamiento médico que siguen a una exposición a
gases licuados.
A .- ASFIXIANTE:
LNG
LPG
Metano
Etano
Propano
Butano
Nitrógeno
Gas Combustible
Síntomas:
- Incremento de la profundidad y ritmo de la respiración.
- Azulamiento de la piel (cianosis)
- Respiración estertoria (con sonidos sonoros)
- Pérdida de conocimiento
- Parálisis del sistema respiratorio
Tratamiento:
- Alejarlo de la exposición
- Aplicar respiración artificial si es necesario
- Aplicar masaje cardiaco externo
- Aflojar la ropa
- Suministrar oxígeno si existe cianosis o respiración dificultosa
- Suministrar bebidas no alcohólicas si se desea
- Permitirle descansar
- A no ser que los síntomas sean menores solicitar
recomendación médica.
B.- ASFIXIANTE Y NARCOTICO :
Etileno
Propileno
Butileno
Síntomas:
- Anestesia
- Asfixia
- Conjuntivitis (irritación de los ojos)
- Irritación de la nariz y la garganta
Tratamiento:
- Alejarlo de la exposición
- Aplicar respiración artificial si es necesario
- Aplicar masaje cardiaco externo si hay parada cardiaca
- Quitarle la ropa contaminada
- Darle oxígeno si existe cianosis o respiración dificultosa.
- Irrigar los ojos o la piel con agua durante 10 minutos
- Darle de beber bebidas no alcohólicas si lo desea
- Permitirle descansar
- A menos que los sintamos sean menores solicitar
recomendación médica
C.- ASFIXIANTE E IRRITACION TOXICA:
Amoniaco
Cloro
Gas combustible
Síntomas:
- Asfixia
- Irritación de la piel y la zona respiratoria
- Conjuntivitis; daños a la córnea
- Quemaduras en la piel
Tratamiento:
- Alejarlo de la exposición
- Aplicar respiración artificial si es necesario
- Aplicar masaje cardiaco externo si existe parada cardiaca
- Darle oxígeno si hay cianosis o respiración dificultosa
- Quitarle la ropa contaminada
- Irrigar los ojos con agua durante 10 minutos
- Darle bebidas no alcohólicas si lo pide
- Permitirle descansar
- Obtener atención médica lo antes posible
D.- ASFIXIANTE, NARCOTICO E IRRITACION TOXICA:
VCM
Oxido de etileno
Oxido de Propileno
Butadieno
Síntomas:
- Irritación del tracto respiratorio (excepto el VCM)
- Irritación de ojos
- Irritación de la piel
- Convulsiones y coma
- Nauseas, vómitos y diarrea (excepto VCM)
Tratamiento:
- Alejarlo de la exposición
- Aplicar respiración artificial si lo necesita
- Quitarle la ropa contaminada
- Darle oxígeno si hay cianosis o respiración dificultosa
- Irrigar la piel y los ojos con agua durante 10 minutos
- Darle bebidas no alcohólicas si lo pide
- Permitirle descansar
- Obtener atención médica lo antes posible.
En caso de que se produzca una quemadura por efecto del frío,
la zona afectada debe ser calentada en primera instancia a mano (masaje) o con
materiales de lana. Si se ha quemado en los dedos o en la mano, el accidentado
debe mantener su mano debajo de la axila. La parte afectada se meterá en agua a
unos 42 ºC. Si ésto no es posible, entonces al accidentado lo envolveremos en
mantas y procuraremos que se restablezca la circulación sanguínea por sí misma.
Si es posible, obligaremos al accidentado a ejercitar la parte afectada mientras se
la está aplicando calor. Nunca se deberán abrir o rajar las ampollas, ni quitar la
ropa si ha quedado adherida firmemente. La zona afectada será cubierta con
vendas esterilizadas. De otra forma, el tratamiento será el mismo que el efectuado
para las quemaduras provocadas por el calor.
Las quemaduras químicas pueden ser originadas por el
amoniaco, cloro, óxido de etileno y el óxido de propileno. Los síntomas son
similares a los de las quemaduras térmicas, aunque las quemaduras químicas son
particularmente peligrosas para los ojos. El área afectada debe ser lavada
copiosamente con agua dulce durante 10 - 15 minutos, y luego cubierta con
vendas esterilizadas. De cualquier forma, el tratamiento será el mismo que el
aplicado en las quemaduras térmicas, que viene detallado con precisión en la
“Guía médica de primeros auxilios para ser usada en accidentes que provengan
de mercancías peligrosas” del IMO. (IMO Medical First Aid Guide For Use In
Accidents Involving Dangerous Goods). Tanto en los buques gaseros, como en
los quimiqueros, existen unas duchas y limpiadores de ojos en cubierta, cuyas
localizaciones deben estar resaltadas.
Tabla 15.- Etiqueta del paciente.
(Para la guía del Oficial Médico)
1. Nombre del paciente...................................................... Edad ...............
Dirección del paciente ............................................................................
............................................................................
Nombre del buque ......................................... Rumbo al puerto .............
Nombre y dirección del empleador .........................................................
.......................................................................................
2. El paciente estuvo expuesto a ..........................................................gas
a .................... am/pm., en .............................................................19.....
Grado de exposición
Suave Moderado Grave
Características del gas
Asfixiante Narcótico Tóxico Irritante
3. Breve sumario de los primeros auxilios administrados:
7.3 .- EVALUACION DE LA ATMOSFERA.
7.3.1 .- GENERAL.
La atmósfera de los espacios cerrados debe ser comprobada en
las siguientes circunstancias :
- Previamente a entrar el personal con o sin aparatos de
respiración asistida y ropa de protección.
- Durante las operaciones de desgasificación y purga.
- Como control de calidad antes de cambiar de carga.
- Para establecer una condición de desgasificación previamente a
entrar en astillero o en dique seco.
La atmósfera en los tanques de carga, raramente es homogénea.
Con la excepción del amoniaco y el metano, la mayoría de los vapores de la carga
a temperatura ambiente son más densos que el aire, el nitrógeno o el gas inerte.
Esto provoca una estratificación dentro de los tanques de carga. Las estructuras
internas del tanque pueden provocar la constitución de bolsas de gas aisladas. Por
todo ello, las muestras, siempre que sea posible, deben ser tomadas en varias
posiciones dentro del tanque.
Las atmósferas que están inertadas o son deficientes en oxígeno
no pueden ser comprobadas de forma fiable en busca de vapores inflamables con
indicador de gas combustible. Por lo tanto los niveles de oxígeno deben ser
comprobados en primer lugar, seguidos de comprobaciones de gases inflamables
y luego de sustancias tóxicas. Todos los instrumentales eléctricos usados deben
estar aprobados como seguros intrínsecamente.
7.3.2 .- ANALIZADORES / INDICADORES DE OXIGENO.
Se puede disponer de varios tipos de analizadores de oxígeno. El
siguiente diagrama ilustra un tipo común de indicador en las figuras 34 y 35.
El oxígeno se propaga a través de una membrana de teflón
dentro de una solución de cloruro potásico y activa la célula química. Cuando el
interruptor está apagado, la corriente fluye alrededor del circuito y desvía la aguja
del amperímetro. Cuanto más oxígeno es absorbido por la solución, mayor es la
corriente y el desvío de la aguja indica el porcentaje de oxígeno en la atmósfera
que está siendo muestreada.
Figura 34.- Indicador de oxígeno.
Célula de oxígeno
Electrodo de oro
Electrodo de zinc
Solución de cloruro potásicoOxigeno
Reostato
Amperímetro 0 - 20 A
Interruptor
Membrana de teflón
% O2
OFF
Bulbo de aspiraciónPunto de
detección del gas
21
Encendido y calibración
Figura 35 .- Indicador de oxígeno (sin función de alarma)
Los instrumento de tipo Polarográfico y Paramagnético son
mucho más sensibles y necesitan baterías que deben ser del tipo recargable.
Pueden tener escalas dobles, triples o digitales, cada una de las cuales tendrá
una función separada. Por ejemplo:
- deficiencia de oxígeno - escala de 0 - 25 % O2 de volumen
- oxígeno en el gas inerte - escala de 0 - 8 % de O2 de volumen
- oxígeno en nitrógeno - escala de 0 - 1 % de O2 de volumen
En la Figura 36 vemos un diagrama esquemático de una célula
polarográfica. En esta célula la corriente viene controlada por la reducción
electroquímica del oxígeno en el electrodo negativo (la membrana permeable). La
vida de la célula es de aproximadamente 6 meses cuando está continuamente
operando con aire.
O2
Resistencia (R)Voltage
salida
iones OH
Cátodo (membrana permeable)
Anodo
Electrolito
Ag + Cl- = Ag + e
O2 + 2H2O + 4e = 4OH-
Corriente
Figura 36 .- Diagrama esquemático de una célula polarográfica.
Estos instrumentos tienen que ser calibrados regularmente con
aire fresco (21 % de oxígeno) y nitrógeno (0 % de oxígeno). Como una
comprobación aproximada, podemos usar el aire exhalado por nuestros pulmones
que contiene aproximadamente el 17 % de oxígeno. La contaminación con
líquido, o los efectos de la presión y la temperatura pueden descalibrar el
instrumento.
7.3.3 .- INDICADORES DE GAS COMBUSTIBLE.
El circuito eléctrico básico (Puente de Wheatstone) del indicador
de gas combustible viene mostrado en la Figura 37.
BateríaInterruptor
Control del voltage
Control del cero
Indicador
Filamento compensador
Filamento sensor
Figura 37 .- Indicador de gas combustible.
La muestra de gas que tenemos que analizar es aspirada sobre
el filamento sensor especialmente tratado el cual se calienta con la corriente
generada en el puente. Aunque la muestra aspirada puede estar por debajo del
LEL, se quemará catalíticamente en la superficie del filamento. Al ocurrir ésto,
aumentará la temperatura del filamento y de esa forma aumentará su resistencia
eléctrica y, por tanto, se descompensará el puente. la corriente resultante de
descompensación será mostrada en el indicador y estará relacionada con el
contenido del hidrocarburo presente en la muestra.
El indicador normalmente mide de 0 a 100 % de LEL. En
algunos instrumentos que tienen dos escalas , hay una segunda que indica las
concentraciones de 0 a 10 % LEL. Los instrumentos de este tipo contienen
baterías que deben ser comprobadas previamente a ser usado el indicador, y
deben ser calibrados a intervalos frecuentes. La lectura del indicador estará
comprendida dentro de la escala indicada en el gráfico de calibración del cual
podemos disponer en algunos instrumentos.
92%
100%
Figura 38 .- Gráfico de calibración del indicador de gas combustible.
En este caso particular, la lectura medida está entre 68 y 92 % de
LEL para un gas de calibración que contiene un 3% de metano en aire nos indica
que el filamento detector estaba en buen estado. Estos valores son dados tan solo
como un ejemplo, porque la referencia real se debe tomar en los gráficos que
acompañen a cada kit de calibración.
Los gases de muestra que se encuentran dentro del rango de
flamabilidad producirán una lectura en el indicador muy baja, o incluso marcarán
cero. Sin embargo, como la muestra es enviada inicialmente hacia el indicador,
nos producirá momentáneamente una fuerte desviación de la aguja del indicador
antes de retornar a su lectura de cero o casi cero. Este desvío momentáneo
inicial debe ser siempre observado ya que nos da una indicación de que la
muestra se encuentra dentro de los límites de explosividad, y que la siguiente
indicación fija será errónea.
Algunos instrumentos pueden tener filamentos sensores en los
que su acción catalítica puede estar interferida por la presencia de otros gases
tales como hidrocarburos halogenados usados en la extinción de incendios.
0 3 6
68%
% Metano en aire - Gas de calibración
Siempre que se tenga una oportunidad, se comprobarán los instrumentos contra
algún otro y resolverá cualquier duda mediante el kit de calibración.
a).- Indicadores de gas de filamentos no catalíticos.
Ya que la acción de los indicadores de gas combustible depende
de su combustión, claramente no pueden ser usados en atmósferas de gas inerte
debido a la deficiencia que existe de oxígeno. Los instrumentos válidos para este
uso, mientras que operan de forma similar a los principios del puente de
Wheatstone, contienen un filamento sensor sensible a las variaciones en la
conductividad del calor de la muestra que varía con el contenido de hidrocarburo
en la muestra. Tales indicadores normalmente registran un porcentaje de entre 0 a
25 % de vapores de hidrocarburo por volumen, y son muy eficaces para
monitorizar las operaciones de purga con gas inerte.
b).- Monitores de gas inflamable multipuntos.
Los indicadores de gas inflamable catalíticos y de conductividad
térmica son los más utilizados como aparatos portátiles, con aspiración manual e
intrínsecamente seguros, para la comprobación de las atmósferas contenidas en
los tanques de carga, espacios vacíos y otros espacios cerrados durante las
operaciones de desgasificación y previamente a la entrada de personal.
Los indicadores catalíticos de gas combustible se usan también
en forma de multipuntos para monitorizar continuamente ciertos espacios llenos de
aire o ventilados, tales como, la sala de compresores, sala de motores eléctricos,
espacios de máquinas, o bodegas de tanques de carga. En su forma de
multipuntos, el indicador suele estar situado en el puente de forma centralizada o
en algún lugar adyacente al control de carga. Las muestras son extraídas
secuencialmente de cada uno de los puntos de muestra en los diferentes espacios
monitorizados. las indicaciones se graban automáticamente pero, en cualquier
caso, se está provisto de diferentes alarmas individuales cuando se detecte un
bajo porcentaje de LEL.
7.3.4 .- DETECTORES DE TOXICIDAD.
Los detectores de toxicidad comúnmente operan siguiendo el
principio de absorción del gas tóxico en un tubo químico que produce un cambio
de coloración. En la siguiente figura 39 mostramos un tipo común de detector de
toxicidad .
Figura 39 .- Indicador de gas tóxico.
Inmediatamente antes de ser usados, tenemos que romper los
dos extremos del tubo detector. Este es insertado en la unidad de fuelle, y se
aspira la muestra a través de él.
La reacción que se produce entre el gas que se aspira y el
contenido químico del tubo provoca un cambio de coloración. Normalmente la
lectura de medición nos vendrá indicada por la longitud de la coloración en la
escala del tubo y viene expresada en partes por millón (ppm). Con algunos tubos,
sin embargo, tendremos que contrastar los cambios de coloración con otros
provistos en las instrucciones de los tubos. Debido a que los tubos tienen una
determinada duración, siempre viene indicada la fecha de caducidad y también
Tubo detector
Fuelle
Punto de detección del
gas
viene acompañada de las instrucciones de uso, donde también vienen listados una
serie de diferentes gases que interferirán en la exactitud de la lectura.
Es importante que la aspiración de la muestra realizada con el
fuelle se haga correctamente si se quieren obtener resultados fiables.
Normalmente, se comprimen los fuelles insertando el tubo todavía sin haberle roto
los dos extremos, con el objeto de comprobar que el instrumento no sufre ninguna
pérdida. Si la sufriese deberíamos cambiar el instrumento inmediatamente.
7.4 .- ENTRADA EN ESPACIOS CERRADOS.
Podemos encontrar unos procedimientos detallados que cubren
la entrada en espacios cerrados en el “ICS Tanker Safety Guide (Liquified
Gas)”., “Code of Safe Working Practice for Merchant Seamen”, “HMSO” y, para
cada terminal o barco específico, en el manual suministrado por la Dirección de
operaciones.
Estas regulaciones variarán en los detalles, pero no en los
principios que contienen, que pueden ser sumariados como sigue a continuación:
El personal no entrará a los tanques de carga, espacios de carga,
espacios vacíos, espacios de manipulación de la carga u otros espacios cerrados
donde se pudiera acumular el gas (incluido el gas inerte), o donde se sospeche
que existe una deficiencia de oxígeno, a no ser que :
- a).- el contenido de gas en tal espacio haya sido comprobado
mediante un equipo fijo o portátil para asegurar suficiente
contenido de oxígeno (21 %) y la ausencia de vapores
tóxicos e inflamables.
- b).- el personal llevando aparatos de respiración y el
equipamiento de seguridad necesario, y toda la operación
esté bajo la supervisión de un oficial responsable.
Las deficiencias de oxígeno pueden ser debidas a la presencia
de vapores de la carga o gas inerte o simplemente al proceso de oxidación que
absorbe el oxígeno del aire.
Debe investigarse siempre la presencia de vapores de carga o
gas inerte en los tanques de carga, espacios de carga o entrebarreras, túnel de la
quilla o cualquier otro espacio separado de esos espacios por tan solo un
mamparo, de forma similar en la sala de compresores u otro espacio de planta que
contenga tuberías conectadas al sistema de carga.
Se pondrán en sitios prominentes carteles con el objeto de
informar al personal sobre las precauciones requeridas, así como se añadirán
Listas de Comprobación de Seguridad (Safety Check List) como prerequisito para
asegurarnos que tales precauciones están siendo tomadas.
Es una buena práctica que el barco o la terminal publiquen un
“permiso de entrada” escrito para el personal autorizado para hacerlo. Este
permiso especificará la fecha, hora y el espacio concerniente y listará las
precauciones que hayan sido tomadas ya y las que tienen que ser tomadas por el
personal que entre.
El permiso puede, por adelantado, incorporar o ser apoyado por
una lista de comprobaciones.
A continuación reproducimos un tipo de aviso al personal y lista
de comprobaciones de seguridad publicada por el “ General Council of British
Shipping”.
Figura 40 .- Carta de seguridad Marítima con Lista de comprobaciones de
seguridad.
La experiencia nos muestra desgraciadamente que el rescate de
una o varias personas que hayan sufrido alguna contingencia debido a la
atmósfera de un espacio cerrado puede ser extremadamente peligroso para las
víctimas o para los responsables de su rescate igualmente, a no ser que se ponga
la más estricta atención a los procedimientos correctos y al uso del equipamiento
apropiado.
Deben realizarse periódicamente ejercicios completos con
maniquíes pesados y usando todo el equipamiento y aparatos de respiración pero
en una atmósfera limpia, para que los equipos de rescate estén convenientemente
preparados para realizar su pesada tarea en una emergencia real.
7.5 .- PROTECCION DEL PERSONAL.
7.5.1 .- APARATOS DE RESPIRACION.
Como indicamos anteriormente, siempre es preferible alcanzar
una condición de desgasificación en los tanques o espacios cerrados previamente
a la entrada en ellos del personal. La entrada en los tanques en que ésto no sea
posible solamente estaría permitida en circunstancias excepcionales y cuando no
exista otra alternativa practicable, en las cuales se debe llevar aparatos de
respiración asistida (y si fuese necesario, trajes protectivos).
Existen tres tipos de protección respiratoria:
a).- Respiradores de máscara con filtro.
Estos consisten de una máscara con un filtro reemplazable fijado
en él, a través del cual pasa el aire contaminado por efecto de la respiración
normal del usuario. Son muy simples de operar y mantener en buenas
condiciones, se colocan rápidamente y pueden ser usados extensamente como
protector personal con el propósito de un escape de emergencia en buques que
transporten mercancías tóxicas, Son, sin embargo, solamente adecuados con
relativamente bajas concentraciones de gas. Una vez usados, no hay forma de
saber la capacidad remanente del filtro. Los filtros son específicos para un
limitado rango de gases y, por supuesto, el respirador no ofrece protección en
atmósferas con bajo contenido de oxígeno. Por estas razones, los requisitos del
Código IMO sobre protección para el escape de emergencia están encaminados al
uso de otro tipo de aparatos de protección.
b).- Respiradores de aire puro.
Estos consisten en una máscara o casco unidos por medio de
una manguera flexible (de una longitud máxima de 120 pies) a una atmósfera no
contaminada desde la cual se suministra el aire mediante unos fuelles manuales o
una soplante. El equipamiento es de simple operación y mantenimiento, y su
duración operativa está limitada solamente por la resistencia de los operadores de
los fuelles o de la soplante. Sin embargo, el movimiento del usuario está limitado
por el peso y la longitud de la manguera y debe ponerse mucho cuidado para
asegurarse de que la manguera no se quede atrapada y estrangulada. Mientras en
general este respirador ha sido reemplazado por los aparatos respiratorios con
botellas de aire comprimido, puede ser encontrado todavía en muchos barcos.
c).- Aparatos respiratorios de aire comprimido.
En la versión de equipo de respiración autónoma (self-contained),
el usuario lleva su propio aire para respirar en un cilindro de aire comprimido con
una presión inicial de entre 135 y 200 bares. la presión se reduce a la salida del
cilindro hasta unos 5 bares y es llevada hasta la máscara cuando se necesite a
través de una válvula de demanda suministrando una ligera presión positiva dentro
de la máscara. La duración de trabajo depende de la capacidad del cilindro de aire
y de la demanda respiratoria. Normalmente vienen provistas de un indicador de
presión y una alarma para avisar del agotamiento del suministro de aire.
Un equipo típico, suministrando aire para aproximadamente 30
minutos de operación con esfuerzo físico, puede pesar del orden de 13 kg y el
transporte del contenedor a la espalda del usuario impone cierto tipo de
restricciones en su maniobrabilidad dentro de espacios cerrados reducidos.
Aunque cuando está correctamente ajustado, el equipo es de operaración sencilla
y automática, su mantenimiento requiere cuidados y habilidad. Para asegurarnos
su operatividad cuando los necesitemos, se comprobarán todos los meses y se
llevarán y operarán durante los apropiados ejercicios, preferentemente usando
unos equipos especialmente para los ejercicios con objeto de mantener los
equipos siempre operativos y totalmente recargados.
Aunque las válvulas de demanda modernas están diseñadas
para mantener una ligera presión positiva dentro de las máscaras, esto no
presupone que prevenga de fugas provenientes de atmósferas contaminadas que
pudieran introducirse dentro de la máscara. Aunque los materiales de las
máscaras y sus contornos están diseñados para ajustarse a todo tipo de perfiles
faciales y tamaños, es esencial que, antes de entrar en un espacio peligroso, se
compruebe concienzudamente la estanqueidad de las máscaras de acuerdo con
las instrucciones del fabricante. Algunos tests prácticos han demostrado que es
virtualmente imposible asegurar la estanqueidad continua en condiciones de
operatividad sobre rostros con barba.
La mayoría de los equipos de respiración autónoma pueden ser
usados en la versión de línea de aire (ALBA) donde los cilindros de aire
comprimido y la válvula reductora de presión están situados fuera de la atmósfera
contaminada y conectados a la máscara y la válvula de demanda mediante una
manguera de aire que se arrastra. A pesar de la pérdida de maniobrabilidad y de
la necesidad de poner especial cuidado en el arrastre de la manguera, el usuario
queda relevado de llevar el peso y el bulto de los cilindros de aire y su duración
puede ser más extensa mediante el uso de cilindros de mayor tamaño o de
dispositivos de recambio de suministro continuado.
d).- Aparatos respiratorios de corta duración.
Suele haber una para cada tripulante en la acomodación o listo
para llevarlo en un set fácil de transportar cuando se lleva a cabo la inspección de
algún espacio no contaminada como forma de asegurarse ante la posibilidad de
encontrarse una atmósfera viciada. Estos equipos consisten en un cilindro de aire
comprimido de reducido tamaño y en una capucha de polietileno que se puede
poner rápidamente sobre la cabeza. Su duración está limitada a unos 15 minutos
de no gran esfuerzo y el equipo debe ser usado únicamente con el propósito de
escapar.
e).- Resucitador de oxígeno.
Este equipo se usa para suministrar respiración enriquecida con
oxígeno para asistir a la recuperación de víctimas que hayan sufrido deficiencia de
oxígeno o inhalación de gases tóxicos. Los equipos moderno son lo
suficientemente portátiles como para ser llevados a los espacios cerrados para dar
inmediato tratamiento a los accidentados y consisten en una máscara, un cilindro
presurizado con oxígeno y unos controles automáticos para evitar el provocar
daños a la víctima y dar una alarma audible en el caso de que exista una
obstrucción en la salida del aire. El equipamiento viene provisto con una manguera
estándar de 8 metros de longitud, por lo que la maleta con el cilindro y los
controles puede ser puesta en un sitio seguro y llevarle solamente la máscara a la
víctima cuando se encuentre yaciendo en un espacio de difícil acceso. Algunos
barcos están provistos con una manguera de hasta 15 metros. Si se va a meter el
equipo en una atmósfera contaminada, solamente se puede suministrar oxígeno
puro con las debidas precauciones de uso si hay presente algún gas inflamable. Si
se efectúa el tratamiento cuando la víctima ha sido sacada de la zona
contaminada, existen medios de proporcionarle mezclas de aire y oxígeno extra.
Para realizar un óptimo uso de este equipamiento es necesario el
aprendizaje de todos sus componentes. Se usarán unos cilindros especialmente
marcados para el aprendizaje para asegurarnos de que en una emergencia
solamente se seleccionarán los cilindros que estén totalmente cargados. Se
deberá comprobar regularmente la presión de los cilindros y se remplazarán
inmediatamente si es necesario.
7.5.2 .- ROPAS DE PROTECCION.
Adicionalmente a los aparatos de respiración, cuando se entre a
un área donde exista la posibilidad de contacto con la carga se llevará también
ropa protectiva. Los tipos de trajes varían desde los que proporcionan protección
contra las salpicaduras de líquido hasta los trajes estancos al gas presurizados
que normalmente incorporarán el casco, guantes y botas. Tales trajes deben ser
resistentes a las bajas temperaturas y a los disolventes.
Los equipos de protección son especialmente importantes
cuando se entre a espacios que han contenido gases tóxicos tales como el
amoniaco, cloro, óxido de etileno, óxido de propileno, VCM o butadieno.
GLOSARIO DE
TERMINOS
ANESTESIA
Pérdida de sentido y la conciencia
ANTICONGELANTE
Agente que rebaja el punto de congelamiento del agua. Por
ejemplo: alcohol, etanol, metanol
ASFIXIANTE
Gas o vapor, que puede o no tener propiedades tóxicas, y que
cuando está presente en concentración suficiente, excluye el oxígeno y provoca la
asfixia.
CARCINOGENO
Sustancia capaz de causar cáncer
CERTIFICADO DE DESGASIFICACION
Un tanque, compartimento o contenedor es susceptible de ser
certificado libre de gas cuando ha sido comprobado usando instrumentos de
comprobación aprobados, y probado estar, en el momento de la comprobación,
suficientemente limpio de vapores tóxicos, inflamables o gas inerte para un
propósito específico y se ha expedido un certificado a este efecto.
CRIOGENICO
El estudio del comportamiento de la materia a muy bajas
temperaturas.
DENSIDAD RELATIVA DE LIQUIDO
Masa de un líquido a una temperatura dada en comparación a la
masa de un volumen igual de agua a la misma temperatura o a otra temperatura
diferente dada.
DENSIDAD RELATIVA DE VAPOR
Masa de un volumen de vapor en comparación a la masa de un
volumen igual de aire, ambos a las mismas condiciones estándar de presión y
temperatura.
DESGASIFICACION
Extracción de gases tóxicos, inflamables, gas inerte o vapores
de un tanque seguido de la introducción de aire puro.
DETECTOR DE GAS COMBUSTIBLE
Instrumento usado para detectar gases de hidrocarburos
combustibles , usando generalmente un filamento calentado de un metal especial
para quemar el gas catalíticamente y medir la concentración de gas como un
porcentaje de su LEL. No existe un instrumento apropiado para todos los vapores
combustibles.
ESPACIO VACIO (VOID SPACE)
Espacio cerrado en el área de carga, externo al sistema de
contención de la carga y que no es un espacio de contención, de lastre, fuel o
petróleo, ni la sala de compresores o cualquier espacio normalmente usado por el
personal.
GAS INERTE
Un gas o mezcla de gases, que contiene una cantidad de
oxígeno insuficiente para que se produzca una combustión.
GAS LICUADO
Un líquido que tiene una presión de vapor saturado excediendo
de 2,8 bares absolutos a 37,8 ºC y otras sustancias especificadas en los Códigos
IMO
GAS LICUADO DE PETROLEO (LPG)
Principalmente propano y butano que pueden estar por separado
o mezclados.
GAS LIQUIDO NATURAL (NGL)
Fracciones de líquido encontradas en asociación con el gas
natural. Etano, propano, butano, pentano son típicos NGLs.
GAS NATURAL LICUADO (LNG)
Su principal constituyente es el metano
GRAVEDAD ESPECIFICA
La relación existente entre el peso de un volumen de una
sustancia a una temperatura dada y el peso de un volumen igual de agua a la
misma temperatura o a otra temperatura diferente.
La temperatura afectará al volumen y las de comparación deben
estar establecidas: Gravedad específica 60/60ºF (sustancia y agua a 60 ºF),
Gravedad específica 15/4 ºC (sustancia a 15 ºC y agua a 4 ºC).
HIDRATO
Sustancia blanca, como nieve, cristalina formada a ciertas
presiones y temperaturas por hidrocarburos que contienen agua.
INERTIZACION
Introducción de gas inerte en un espacio para reducir y mantener
el nivel de oxígeno a un nivel al que no se puede producir la combustión
INFLAMABLE
Capaz de ignicionar y quemarse
LEL ( o LFL )
Límite inferior de explosividad o inflamabilidad (Lower Explosive
Limit o Lower Flammable Limit). Concentración de un hidrocarburo en el aire bajo
la cual no hay suficiente gas como para producirse la combustión.
LIMITE TOXICO
La concentración de una materia venenosa en el aire inhalado a
la cual, respirado durante 30 minutos, se puede producir una enfermedad fatal o
un daño permanente para la salud.
MAC
(Maximum allowable concentration). Es lo mismo que TLV.
MOC
(Maximum allowable oxigen content). Máximo contenido de
oxígeno permitido en los tanques de carga después de efectuarse una operación
de purga, y previamente a cargar un nuevo producto.
PRESION CRITICA
Presión de un vapor saturado a la temperatura crítica
PUNTO DE EBULLICION
Temperatura a la que la presión de vapor de un líquido es igual a
la presión a la que el líquido está sujeto; esta presión varía con la presión.
PUNTO DE INFLAMACION ( FLASH POINT)
La mínima temperatura a la que un combustible líquido produce
suficiente vapor para formar una mezcla inflamable con el aire cerca de la
superficie del líquido. En la práctica, ésto significa que la presión de vapor del
líquido a esta temperatura es suficiente para crear con el aire, una mezcla
correspondiente al LEL.
PUNTO DE ROCIO
Temperatura a la que el vapor de agua presente en los gases
satura el gas y comienza a condensarse.
PURGA
Introducción de nitrógeno o gas inerte o vapor de gas para
desplazar la atmósfera existente en un compartimento de carga.
RANGO DE FLAMABILIDAD
El rango de concentración de gas combustible en aire entre el
que una mezcla es inflamable. Este es el rango de concentraciones entre el LEL y
el UEL.
SOLAS
Convención Internacional para la Seguridad de la Vida en la Mar
SPAN GAS
Una muestra de vapor de composición conocida y cuya
concentración se usa para calibrar los equipos de detección de gas.
TEMPERATURA DE AUTOIGNICION
La mínima temperatura a la cual un sólido, líquido o gas necesita
ser elevado para que se produzca una combustión automática sin necesidad de
una fuente de ignición externa.
TEMPERATURA CRITICA
Temperatura sobre la cual un gas no puede licuarse solamente
por efecto de la presión
TLV
Valor límite Umbral (Threshold Limit Value). Concentración de un
gas en el aire al que se cree que el personal puede ser expuesto 8 horas al día o
40 horas a la semana a lo largo de su vida laboral sin que se produzcan efectos
adversos.
UEL ( o UFL )
Límite superior de explosividad o inflamabilidad (Upper Explosive
Limit o Upper Flammable Limit). Concentración de un hidrocarburo por encima de
la cual no hay suficiente aire como para soportar y propagarse la combustión.
UMBRAL OLOROSO ( ODOUR TRESHOLD)
La concentración mínima de gas o vapor, expresada en partes
por millón en aire, a la que la mayoría de la gente puede reconocer el olor
específico del producto.
BIBLIOGRAFIA
- “Tanker Safety Guide” - Liquefied Gas de International Chamber of Shipping
- “Liquefied Gas Handling Principles on Ships and in Terminals” , McGuire and
White
- “Liquified Petroleum Gas Tanker Practice” , Captain T. W. V. Woolcott
- “Inert Gas Systems”, IMO
- “Purging Operations. Change of Grades”, G. Vermeiren (Depauw & Stokoe. SA)
- “Gasfreeing and Purging Operations by means of Nitrogen or Inerte Gas”,
G. Vermeiren (Depauw & Stokoe SA)
- “Inspection and Cleaning Operations of Gascarriers”, SGS Depauw & Stokoe N.V.
- “Instruction Manual for Smit Ovens Inert Gas Generator”
-”Description and Maintenance Schedule for Moss Combined Inert Gas generator /
Sludge and Waste Incinerator”.
- “SOLAS, Cosolidated Edition, 1992”, IMO
- “Gases Licuados. Operaciones, transporte y equipo”, Luis Carro Fernandez y
José Antonio Martinez García.
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