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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE TECNOLOGÍA DE PETRÓLEOS
“DESARROLLO Y ESTUDIO DE UN SISTEMA
CONTRAINCENDIO PARA LA ENVASADORA DE GLP
SHUSHUFINDI”
TRABAJO PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
TECNÓLOGA DE PETRÓLEOS
MARÍA GABRIELA SANTILLÁN DELGADO
DIRECTOR: ING. RAÚL BALDEÓN LÓPEZ
Quito, Noviembre, 2013
© Universidad Tecnológica Equinoccial 2013
Reservados todos los derechos de reproducción
i
DECLARACIÓN
Yo, Santillán Delgado María Gabriela, declaro que el trabajo aquí descrito es de
mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o
calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que
se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
_________________________
María Gabriela Santillán Delgado
C.I. 131220936-2
ii
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por “DESARROLLO Y ESTUDIO DE
UN SISTEMA CONTRAINCENDIO PARA LA ENVASADORA DE GLP
SHUSHUFINDI”, que, para aspirar al título de TECNÓLOGA DE PETRÓLEOS
fue desarrollado por MARÍA GABRIELA SANTILLÁN DELGADO, bajo mi
dirección y supervisión, en la facultad de ciencias de la ingeniería; y cumple con
las condiciones requeridas por el reglamento de trabajos de titulación artículos
18 y 25.
___________________
ING RAÚL BALDEÓN
DIRECTOR DEL TRABAJO
C.I. 170804253-4
iii
AGRADECIMIENTO
Un agradecimiento es una palabra sin valor al comparar el gran sacrificio que
algunas personas hacen por uno a través de sus vidas, es por ello que no me
alcanzara la vida para devolverles todo lo que ellos dieron por mí, por lo que me
esforzare día a día para enorgullecerlos y mantenerlos dentro de mi vida como
hasta ahora, porque ustedes son el motivo por el que sigo en pie.
Agradezco profundamente a mi padre y a mi madre, ya que ellos eran, son y
serán el motivo por el que ahora me encuentro culminando exitosamente otra
etapa de mi vida, ustedes son mis pilares, mi fuerza y mi voluntad. A mi
hermano mayor Diego por enseñarme a ser persistente y a mi hermano menor
Kevin por ser la luz de mi vida.
Agradezco al Ing. Raúl Baldeón, pues él siempre ha sido la persona que me ha
impulsado al verme caída, me ha dado fuerzas para seguir cuando todo se veía
perdido. En estos años de universidad él fue como un segundo padre y un gran
amigo. Gracias por todo y cuanto hizo por mí.
Agradezco a mis amigos: Katy Albán, Juan Vinueza, Joffre Lopéz, Víctor Moya,
pues sin ellos la vida en si no hubiera tenido esa chispa de energía y felicidad
que día a día me brindaron, así como su apoyo incondicional en cada momento
que los necesite.
Agradezco a todas esas personas que sin saberlo llenaron mi vida de
experiencias y momentos que nunca olvidare, gracias por todo a todos.
Gabriela
iv
DEDICATORIA
A mis padres ya que ellos siempre son la pieza fundamental en mi vida, por
todo su apoyo, su amor, cariño y comprensión, que en conjunto a sus
enseñanzas han sabido guiarme para poder seguir luchando y forjarme como
una persona de bien en el aspecto personal e intelectual.
Para mi Ing. Baldeón ya que fue él quien me apoyo un sin número de veces, me
aconsejo y me guio cuando más lo necesite.
Gabriela
v
ÍNDICE DE CONTENIDO
PÁGINA
RESUMEN XVII
ABSTRACT XIX
1. INTRODUCCIÓN 1
1.1 OBJETIVO GENERAL 2
2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 2
2. MARCO TEÓRICO 4
2.1 FUNDAMENTOS TEÓRICOS SOBRE EL FUEGO 4
2.1.1 QUÍMICA BÁSICA DEL FUEGO 4
2.1.1.1 Oxígeno 5
2.1.1.2 Calor 5
2.1.1.3 Combustible 5
2.1.1.4 Reacción en cadena 5
2.1.2 CLASES DE FUEGO 5
2.1.2.1 Fuegos de Clase A 5
2.1.2.1 Fuegos de Clase B 6
2.1.2.2 Fuegos de Clase C 6
vi
2.1.2.3 Fuegos de Clase D 6
2.2 GLP, DEFINICIÓN, PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS 7
2.6.1 PROPIEDADES FÍSICAS 7
2.6.2 CARACTERÍSTICAS 9
2.3 PLANTA ENVASADORA DE GLP SHUSHUFINDI 10
2.4 DISEÑO SEGURO DE ALGUNAS PLANTAS ENVASADORAS DE
GLP 12
2.4.1 REDUCIR LOS RIESGOS 12
2.4.2 EVITAR LOS ACCIDENTES 13
2.4.3 UBICACIÓN 14
2.4.4 TANQUES PARA ALMACENAMIENTO DE GLP 16
2.4.5 ACCESORIOS Y VÁLVULAS UTILIZADOS EN LOS TANQUES
PARA GLP 16
2.4.6 COMBATIR EL INCENDIO 17
2.4.7 CAPACITACIÓN 17
2.4.7.1 Normativa 18
2.4.7.2 Entrenamiento 19
2.5 CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN DEL RIESGO 20
vii
2.5.1 ANÁLISIS DE RIESGO INVOLUCRADO EN LAS PLANTAS
ENVASADORAS DE GLP. 20
2.5.1.1 Riesgos en el interior de recipientes 20
2.5.1.2 Bleve 21
2.5.1.3 Riesgos de los gases fuera de recipientes 22
2.5.2 CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE RIESGOS EN LA
PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS SEGÚN LAS ACTIVIDADES
INVOLUCRADAS: 23
2.5.2.1 Ocupaciones de riesgo ligero 23
2.5.2.2 Ocupaciones de riesgo ordinario 23
2.5.2.3 Ocupaciones de riesgo extra 24
2.5.3 TANQUE ESTACIONARIO 25
2.5.4 TRASVASE DE CAMIÓN CISTERNA AL TANQUE ESTACIONARIO
26
2.5.5 PLATAFORMA DE ENVASADO Y ALMACENAMIENTO DE
CILINDROS 26
2.6 DESCRIPCIÓN DE LA INSTRUMENTACIÓN DE CAMPO 28
2.6.1 SISTEMA DE DETECCIÓN 28
2.6.2 SISTEMA DE EXTINCIÓN 29
2.6.3 FUNCIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL 30
viii
2.7 SISTEMA CONTRA INCEDIOS 32
2.7.1 NORMAS NFPA 33
2.7.2 DISEÑO DEL SISTEMA CONTRA INCENDIO 34
2.7.3 ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA DE PROTECCIÓN
CONTRA INCENDIO 35
2.7.3.1 Fuente De Abastecimiento 35
2.7.3.2 Bombas Contra Incendio 36
2.7.4 INSTRUMENTOS DE DETECCIÓN Y ALARMAS 47
2.7.4.1 Detección Humana 47
2.7.4.2 Detección Automática 48
2.8 AGENTES EXTINTORES UTILIZADOS EN LA PROTECCIÓN
CONTRA INCENDIOS 50
2.8.1 EL AGUA 50
2.8.2 ESPUMA 52
2.8.3 POLVOS QUÍMICOS SECOS 52
2.8.4 DIÓXIDO DE CARBONO (CO2) 54
2.8.5 DERIVADOS HALOGENADOS 54
2.9 EQUIPOS UTILIZADOS EN LA EXTINCION DE UN INCENDIO 55
2.9.1 ROCIADORES AUTOMÁTICOS 55
ix
2.9.2 EXTINTORES 55
2.9.3 GABINETES CONTRA INCENDIO 56
2.9.3.1 Carretes de mangueras 56
2.9.3.2 Gabinetes de mangueras 57
2.9.3.3 Hidrantes 58
3. METODOLOGÍA 62
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN 62
3.2 EQUIPOS UTILIZADOS 62
3.3 PROCEDIMIENTO 63
3.4 DETERMINACIÓN DE REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA 63
3.5 MÉTODOS DE SUPRESIÓN UTILIZADOS EN LA PROTECCIÓN
CONTRA INCENDIOS. 64
3.5.1 MÉTODO DE SUPRESIÓN POR ENFRIAMIENTO 65
3.5.2 MÉTODO DE SUPRESIÓN POR SOFOCACIÓN 66
3.5.3 MÉTODO DE SUPRESIÓN POR EMULSIFICACIÓN 66
3.5.4 MÉTODO DE SUPRESIÓN POR DILUCIÓN 67
3.6 SISTEMA DE AGUA PARA CONTRA INCENDIO 69
3.7 CISTERNA DE AGUA PARA PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO.
72
x
3.7.1 EJEMPLO DE CÁLCULO DE CAPACIDAD: 72
3.8 BOMBA PARA PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO. 74
3.8.1 BOMBAS CON UN CAUDAL IGUAL O MENOR DE 500 GPM: 75
3.8.2 EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA BOMBA: 76
3.8.2.1 Caudal 77
3.8.2.2 Presión De Descarga 77
3.8.2.3 Potencia 78
3.8.2.4 Eficiencia 78
4. ANALISIS DE RESULTADOS 79
4.1 RED HÍDRICA DEL S.C.I. 79
4.1.1 SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA 79
4.1.2 DISTRIBUCIÓN DE TUBERÍAS 80
4.1.3 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN 81
4.3.3.1 Distribución de tuberías 83
4.4 HIDRANTES-MONITORES 87
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 109
5.1 CONCLUSIONES 109
5.2 RECOMENDACIONES 112
xi
BIBLIOGRAFÍA 116
GLOSARIO DE TÉRMINOS 118
ANEXOS 120
xii
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1: Tetraedro de fuego 4
Figura 2: Clasificación del tipo de fuego, con su respectivo material extintor 6
Figura 3: Propiedades aproximadas de los Gases Licuados de Petróleo (GLP) 8
Figura 4: Planta envasadora de GLP Shushufindi 10
Figura 5: Primeros Auxilios 19
Figura 6: Plataforma de envasado y almacenamiento de cilindros 27
Figura 7: Curva Característica de la bomba centrifuga 37
Figura 8: Bomba Centrífuga (Carcasa Partida) 38
Figura 9: Bombas con ejes lubricados con agua 40
Figura 10: Agua como agente extintor de incendios 51
Figura 11: Espuma como agente extintor de incendios 52
Figura 12: Polvos Químicos como agente extintor 53
Figura 13: Extintores 56
Figura 14: Hidrante 58
Figura 15: Esquema orientativo para evaluación de abastecimiento de agua
contra incendios y sistema de distribución basado en el análisis del riesgo de
incendio 64
xiii
Figura 16: Curva Área / Densidad 68
Figura 17: Diagrama de componentes de un Sistema de Agua Contra Incendio
71
Figura 18: Especificaciones Técnicas 73
Figura 19: Bombas 76
Figura 20: Capacidades de Bombas Centrifugas contra incendio 77
Figura 21: Reservorio de captación de agua para el S.C.I. de la refinería de
Shushufindi 80
Figura 22: Tanques de depósito de GLP 82
Figura 23: Tuberías del sistema de distribución 83
Figura 24: Tuberías del sistema de distribución 84
Figura 25: Accesorios del sistema de distribución 84
Figura 26: Válvula de compuerta del tanque TGSH-01 85
Figura 27: Válvula de compuerta y válvula para venteo del tanque TGSH-02 85
Figura 28: Rociadores de los tanques de almacenamiento de GLP 86
Figura 29: Sistema de rociadores de los tanques de depósito de GLP 86
Figura 30: Características del Hidrante-Monitor 1 87
Figura 31: Hidrante-Monitor 1 con boquilla dañada 88
Figura 32: Características del Hidrante-Monitor 2 88
xiv
Figura 33: Hidrante-Monitor 2 89
Figura 34: Características del Hidrante-Monitor 3 89
Figura 35: Hidrante con boquilla monitora 3 90
Figura 36: Arquitectura del Control del Complejo Industrial Shushufindi. 92
Figura 37: Cable armado y tubería rígida 93
Figura 38: Tablero del cuarto de seguridad de la Planta de gas 95
Figura 39: Detector de flama 98
Figura 40: Activación de detectores de flama 99
Figura 41: Detector de gas 102
Figura 42: Detector de gas alarmado. a) Valor de concentración en pantalla del
HMI. b) Ícono alarmado en la pantalla de ubicaciones de los detectores. c)
Valor de concentración en el equipo. 103
Figura 43: Switch de accionamiento para alarma 105
Figura 44: Interfaz hombre-máquina 106
Figura 45: Detector de Fuego alarmado 107
Figura 46: Software de programación 108
xv
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1: Despacho Diario de la Envasadora GLP 11
Tabla 2: Recomendaciones de distancias en Instalaciones con GLP 15
Tabla 3: Características y numeración de los instrumentos de un sistema
de detección 28
Tabla 4: Características y numeración de los instrumentos de un sistema
de extinción 30
Tabla 5: Métodos de Aplicación de Agua 70
Tabla 6: Características Tanques de los Almacenamiento 82
Tabla 7: Facilidades de Despacho 83
Tabla 8: Resumen del estado del controlador durante las pruebas del
sistema de detección de flama y fugas de gas. 96
Tabla 9: Detalle detectores de flama 98
Tabla 10: Resumen del estado de los detectores de flama durante las
pruebas del sistema. 100
Tabla 11: Detalle detector de gas 102
Tabla 12: Detalle detector de gas 104
xvi
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO N° 1: Plano Isométrico de la Planta Envasadora De Gas Licuado
de Petróleo 120
ANEXO N° 2: Descripción de la Instrumentación de Campo de un Sistema
de Detección 121
ANEXO N° 3: Descripción de la Instrumentación de Campo de un Sistema
de Extinción 126
ANEXO N° 4: (Normas de los Sistema Contra Incendio) 130
ANEXO N° 5: Información Técnica de los Rociadores 137
xvii
RESUMEN
La seguridad en cualquier tipo de instalaciones, es un tema importante para el
desenvolvimiento de los trabajadores en las mismas, aun mas si el sitio de
trabajo maneja líquidos inflamables que pueden ocasionar accidentes
desastrosos diariamente. Por esta razón, es necesario un análisis de riesgos
completo para identificar distintas metodologías y acciones que eliminen y
mitiguen el impacto que ocasionan algunos accidentes, por lo que es de suma
necesidad un Sistemas de Protección contra Incendios.
La empresa en la que se va a realizar el estudio del presente proyecto, es el
Complejo Industrial Shushufindi (CIS). Este Complejo Industrial está
conformado por la Refinería Amazonas y la Planta de Gas Shushufindi.
La Planta de Gas de Shushufindi se construyó con capacidad para procesar 25
millones de pies cúbicos de gas y su operación inició en 1984. Posteriormente
se han realizado instalaciones complementarias para captar el gas natural de
los campos petroleros y transportarlo conjuntamente con los licuables para su
procesamiento en esta Planta de Gas.
En el primer capítulo definimos él porque es necesario un sistema contra
incendios en la Planta de Gas de Shushufindi, en la nueva envasadora de gas
instalada hace un año atrás, para mantener la seguridad tanto de las
instalaciones como del personal.
En el segundo capítulo se recopila la experiencia en el diseño, selección y
dimensionamiento para mejoras del sistema contra incendios a dicha empresa
debido al interés por mejorar su sistema actual, con la finalidad de que se
cuente con un sistema apegado a normativas nacionales, internacionales y
buenas prácticas para la protección contra el fuego para de esta manera
asegurar la vida de las personas, las instalaciones y el medio ambiente con una
buena relación costo – beneficio.
xviii
En el tercer capítulo se ha establecido un compendio de todas las
consideraciones a tener previo a la selección de los equipos de protección
contra incendios. Se consideraron una suma de medidas y partes constitutivas,
que van desde el control de medidas contra el fuego, la prevención del inicio y
propagación del fuego, un análisis de riesgos en este tipo de industrias,
metodologías de supresión, equipos, partes que constituyen el sistema de
protección contra incendios, así como sus aspectos organizativos y
participación del personal, siendo todas estas medidas complementarias, ya
que al faltar alguna de ella o no haber sido valorada adecuadamente se
perderá la eficacia del sistema.
En el cuarto capítulo se entabla la técnica utilizada para mantener al personal
preparado y capacitado para una rápida y efectiva respuesta en una
emergencia.
En el quinto capítulo se procedió a realizar un análisis de los costos de un
sistema de protección contra incendios, se presentan presupuestos
referenciales basándonos en diferentes alternativas que van desde un equipo
ensamblado localmente que cumplen con los requerimientos del usuario y un
equipo listado y certificado bajo una norma internacional como la NFPA.
Finalmente se detallaron las conclusiones y recomendaciones necesarias que
fueron obtenidas durante el desarrollo del proyecto.
xix
ABSTRACT
Security on any such facilities, is an important issue for the development of the
workers in them, even more if the job site handling flammable liquids may cause
disastrous accidents daily. For this reason, we need a comprehensive risk
analysis to identify different methodologies and actions to eliminate and mitigate
the impact caused some accidents, so it is very necessary one Fire Protection
Systems.
The company that is going to make the study of this project, Shushufindi
Industrial Complex (CIS). This Industrial Complex Refinery has two parts:
Amazon and Shushufindi Gas Plant.
The Shushufindi Gas Plant was built with capacity to process 25 million cubic
feet of gas and began operation in 1984. Subsequently, additional facilities have
been made to capture the natural gas and oil fields in conjunction with the
liquefiable transported for processing in the Gas Plant.
In the first chapter we define it because you need a fire system in Shushufindi
Gas Plant in Gas installed new gas packaging a year ago, to maintain the safety
of both facilities and staff.
The second chapter is gathered experience in the design, selection and sizing
for fire system improvements to the company due to interest in improving their
current system in order to have a system attached to national regulations and
international good practice for fire protection in this way ensure the lives of
people, facilities and the environment with a cost - benefit.
In the third chapter has established a compendium of all the considerations to
be taken prior to the selection of fire protection equipment. We considered a
sum of measures and constituent parts, ranging from the control measures
against fire, preventing the onset and spread of fire, a risk analysis in these
xx
industries, suppression methodologies, equipment, parts constituting the fire
protection system and its organizational and staff participation, all of these
measures, when missing or not some of them have been properly valued will
lose effectiveness.
In the fourth chapter engages the technique used to keep staff prepared and
trained for rapid and effective response in an emergency.
In the fifth chapter we proceeded to perform an analysis of the cost of a fire
protection system are presented based on different budgets reference
alternatives ranging from a locally assembled equipment that meet user
requirements and equipment listed and certified under an international standard
such as NFPA.
Finally I will detail the necessary conclusions and recommendations that were
obtained during the development of the project.
INTRODUCCIÓN
1
1. INTRODUCCIÓN
Un sistema contra incendios es indispensable en cualquier empresa, fábrica
o compañía, pues este sirve para la mitigación de cualquier incendio que se
presente, y así de acuerdo al material que lo origino o que se encuentra
combustionándose, el fuego se presenta en varios tipos, y por cada tipo se
tiene un agente extintor específico.
El sistema contra incendios que se elija deberá ser totalmente funcional y
útil, para lo cual se toma en cuenta varios parámetros, como: carga de
combustible, número de personas, distancias a los puntos de evacuación,
medios de prevención, etc.
El tipo de fuego a estudiar normalmente está clasificado como tipo “B”
dentro de un cuadrado color rojo, este es la mezcla en superficie de líquidos
inflamables y combustibles gaseosos (derivados del petróleo, aceites,
gasolina, kerosén, butano, pinturas, acetona, etc.) y aire. Para su mitigación
se utiliza agua y espumógeno (emulsificador que actúa sobre el fuego como
una barrera que impide la llegada de oxígeno a la reacción química de la
combustión). Pero si el incendio se produce en el Panel de Control o en el
Cuarto de Seguridad Industrial, es catalogado de tipo “C” dentro de un
círculo color azul, se da en equipos o sistemas eléctricos energizados
(computadoras industriales, computadoras de escritorio, etc.). Para
controlar este tipo, se necesita Gas Carbónico (compuesto químico, CO2).
Para que la seguridad de los sistemas contra incendios este correctamente
regulada, la NFPA es el organismo que dicta normas para el
almacenamiento de líquidos inflamables y combustibles (Norma NFPA 30) y
el manejo de gases inflamables (NFPA 54 para gas natural y NFPA 58 para
gas licuado de petróleo). Existen varias normas NFPA adicionales también,
las mismas que establecen criterios para la operación y uso específico de
2
materiales inflamables y combustibles. Sin embargo, no existen normas que
indiquen explícitamente como proteger una instalación petrolera como la
han desarrollado las grandes petroleras multinacionales.
Petroecuador, obedeciendo el principio de las normas NFPA y en sus
experiencias, desarrollo sus propias normas de seguridad industrial. La
base legal para el cumplimiento de las obligaciones de seguridad de esta
empresa está delimitada por el Decreto Ejecutivo No. 2393: “Reglamento de
Seguridad y Salud de los Trabajadores y Mejoramiento del Medio Ambiente
de Trabajo”, el “Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional” del IESS,
el “Reglamento Interno de Seguridad e Higiene para Petroecuador y sus
Filiales” y diversas “Normas Petroecuador” especialmente las relativas a
“Permisos de Trabajo”, “Registro y Estadística de Accidentes de Trabajo”,
“Disposiciones de Seguridad para Contratistas” y “Elementos de Protección
Personal”.
A continuación se detalla las normas e implementos necesarios para un
sistema contraincendios completo y efectivo.
1.1 OBJETIVO GENERAL
Estudio y mejoramiento del sistema contra incendios de la
envasadora de GLP en Shushufindi.
2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Promover el intercambio de información para la comprensión
del sistema contra incendio en una envasadora de GLP.
3
Establecer las características e implementos necesarios para
el correcto funcionamiento de un sistema contra incendios.
Nombrar las normas encargadas de la regulación de los
sistemas contraincendios establecidas en nuestro país.
MARCO TEÓRICO
4
2. MARCO TEÓRICO
2.1 FUNDAMENTOS TEÓRICOS SOBRE EL FUEGO
Para que exista el fuego, son necesarias algunas importantes
condiciones, las cuales se detallan en la Figura1 a continuación:
Figura 1: Tetraedro de fuego
(Osinergmin, 2011)
2.1.1 QUÍMICA BÁSICA DEL FUEGO
El fuego es una reacción química que da como resultado el
desprendimiento de luz y calor en donde intervienen tres elementos
(combustibles- temperatura- oxígeno) los cuales componen el
triángulo de fuego.
5
2.1.1.1 Oxígeno.- En el fuego se requiere de un 16% de oxígeno como
mínimo y un máximo de 21%, en las mezclas inferiores el fuego
se extinguirá por falta de oxígeno.
2.1.1.2 Calor.- Es el elemento más importante para la propagación de
fuego, este permite que otros materiales emitan vapores
inflamables que en combinación con el oxígeno resulta una
mezcla explosiva.
2.1.1.3 Combustible.- Los materiales combustibles se encuentran en
tres estados:
Sólidos: madera, papel, tela, carbón, etc.
Líquidos: Gasolina, alcohol, diesel, etc.
Gaseoso: Propano, butano, hidrogeno, metano, etc.
2.1.1.4 Reacción en cadena.- Esta es una reacción autosuficiente que
produce energía o productos que puedan causar otras
reacciones ulteriores de la misma clase.
2.1.2 CLASES DE FUEGO
Existen cuatro clases de fuego identificadas:
2.1.2.1 Fuegos de Clase A: Son aquellos provocados por combustibles
sólidos, generalmente del tipo orgánico, en la cual la combustión
tiene lugar por acumulación de brasas y sólidos de alto punto de
fusión, (madera, papel, tejido, etc.).
6
2.1.2.1 Fuegos de Clase B: Se provocan por fuegos de líquidos
combustibles, grasas, pinturas, aceites, ceras, gases, nafta,
solventes, entre otros.
2.1.2.2 Fuegos de Clase C: Se dan por combustibles gaseosos
(propano, butano, acetileno, gas ciudad, etc.), corresponde
también a instalaciones eléctricas o equipos energizados, los
mismo que van a ser estudiamos más profundamente en el
presente trabajo.
2.1.2.3 Fuegos de Clase D: Son aquellos fuegos de metales y químicos
combustibles (magnesio, titanio, sodios, etc.)
En la Figura 2 se muestra las clases de fuego con su respectivo
agente extintor:
Figura 2: Clasificación del tipo de fuego, con su respectivo material
extintor
(Manual del Bombero, 2000)
7
2.2 GLP, DEFINICIÓN, PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS
El GLP es una mezcla de materiales que contienen carbono e hidrogeno,
son gases a temperatura ambiente y a presión atmosférica, se licuan a
presión moderada y se evaporan con facilidad al eliminar la presión a la
que están sometidos, ocasionando que se mezcle con el aire del
ambiente y se vuelva explosivo al encontrar una fuente de ignición. Esta
propiedad permite el trasporte y almacenamiento de GLP en forma
líquida concentrada a pesar de que se utilizan en forma de vapor.
2.6.1 PROPIEDADES FÍSICAS
El GLP es un combustible limpio.
No es tóxico, pero puede provocar asfixia.
Puede ocasionar irritaciones en contacto con la piel y con los ojos.
Es altamente inflamable, su combustión es muy rápida generando
altas temperaturas.
El GLP está compuesto, mayoritariamente, por propano y butano.
El GLP se licua a bajas presiones entre 60 y 120 psi
aproximadamente, dependiendo de la mezcla propano – butano.
Posee una gran capacidad de expansión, de estado líquido a
gaseoso aumenta su volumen 270 veces aproximadamente.
El GLP en estado gaseoso, es más pesado que el aire, por ello, en
caso de fugas tiende a ubicarse o depositarse en lugares bajos. En
estado líquido el GLP es más liviano que el agua.
El GLP es un combustible que en determinados porcentajes con el
aire forma una mezcla explosiva, presentando un Límite de
Inflamabilidad para el propano entre 2.15 y 9.60% de gas en aire, y
para el butano, entre 1.55 y 8.60% de gas en aire.
8
El GLP producido de los líquidos de gas natural o de gases de
refinería es incoloro e inodoro, por lo que para percibir su
presencia en el ambiente se le añade un químico especial “agente
odorante” denominado mercaptano.
En la Figura 3 se muestran todas las principales propiedades de los
Gases Licuados de Petróleo o GLP
Figura 3: Propiedades aproximadas de los Gases Licuados de
Petróleo (GLP)
(NFPA 58, 2004)
9
2.6.2 CARACTERÍSTICAS
Más pesado que el aire.
No es tóxico ni venenoso.
Es inodoro e incoloro, para detectarlo se le agrega un odorizante.
Es altamente inflamable en mezclas con aire de 2-10%.
Es gaseoso en condiciones ambientales, pero se licua con facilidad
al incrementar la presión.
Su combustión es completa y no deja residuos.
El GLP es empleado primordialmente como gas combustible
doméstico, comercial, agrícola e industrial, en algunos procesos
químicos-industriales y como combustible para motores.
Control de emergencias
Las fugas del GLP presentan situaciones de emergencia, ya sea “con
incendio” como “sin incendio”.
El vapor de GLP es 1½ a 2 veces más pesado que le aire, por lo que
se extiende a nivel del suelo y la zona capaz de inflamarse es mucho
más extensa que la zona ocupada por una niebla visible del mismo.
Estas fugas se pueden controlar con agua pulverizada.
El propano que se almacena a temperatura atmosférica es raro que se
encharque excepto a temperaturas bajas, sin embargo el butano no
criogénico y el GLP criogénico si lo hacen, por lo que se debe evitar el
contacto entre el agua y los charcos de GLP para impedir que
aumente la vaporización, a no ser que se tengan los medios
necesarios para controlar el vapor.
10
2.3 PLANTA ENVASADORA DE GLP SHUSHUFINDI
La planta envasadora de GLP se ubica en la Provincia de Sucumbíos,
Cantón Shushufindi, Parroquia Shushufindi Central, Km. 1 ½ vía a
Limoncocha. Su área total es de 3.955 m2.
Figura 4: Planta envasadora de GLP Shushufindi
(NFPA 58, 2004)
La Envasadora GLP Shushufindi, ubicada en el Complejo Industrial
Shushufindi (CIS) se encuentra junto a la cabecera del poliducto y
envasa el GLP en cilindros de 15 y 45 Kg. Cuenta con dos tanques
11
horizontales de almacenamiento, de 110 y 21 TM, adicionalmente un
área de envasado, bombas de llenado y oficinas administrativas.
En la Tabla 1 se muestra el despacho que tenía en el año 2012 la
Envasadora de GLP en Shushufindi:
Tabla 1: Despacho Diario de la Envasadora GLP
AÑO 2012
PRODUCTO DESPACHO DIARIO (bl)
**GLP (Kilo-masa)** 600 (51.000 KG)
(PETROECUADOR, 2012)
Dentro de las principales instalaciones de la Envasadora GLP
Shushufindi se encuentran: bombas de llenado, área de
almacenamiento, el sistema contra incendios y oficinas administrativas.
La Envasadora GLP Shushufindi tiene un Sistema Contra Incendios,
cuya red de detección de flama y gas ha sido inspeccionada y levantada,
para determinar si los equipos e instrumentos pueden ser reutilizados en
el nuevo diseño, para el “DESARROLLO Y ESTUDIO DE UN SISTEMA
CONTRAINCENDIO PARA LA ENVASADORA DE GLP SHUSHUFINDI”.
Cabe señalar, como dato informativo, que el Complejo Industrial
Shushufindi se divide en dos grandes áreas: la Planta de Gas y la
Refinería Amazonas.
12
2.4 DISEÑO SEGURO DE ALGUNAS PLANTAS ENVASADORAS DE GLP
Un diseño seguro en algunas plantas de envasadora de GLP se basa en
puntos establecidos a través del tiempo con distintas mejoras, las cuales
se detallan a continuación:
1. Reducir riesgos
2. Evitar fugas
3. Cortar fugas Fugas
4. Disipar fugas
5. Evitar que la fuga haga ignición Ignición
6. Combatir el incendio Incendio
7. Evacuar Póliza
2.4.1 REDUCIR LOS RIESGOS
Se toman en cuenta tres puntos importantes:
a) Lejos de la población
b) Controlar el número de cisternas que ingresan a la planta
c) Aumentar distancias entre
- Tanques Estacionarios
- Cisternas
- Plataforma
13
2.4.2 EVITAR LOS ACCIDENTES
a) Construir respetando las normas o ir más allá de las mismas.
D.S. Nº 027-94-EM
D.S. N° 052-93-EM
D.S. Nº 065-2008-EM
b) Tener procedimientos operativos adecuados
c) Tener personal capacitado y motivado.
Se debe detener y tratar de evitar fugas de gas siempre que sea
posible.
El área de almacenamiento de GLP debe estar en tierra dura,
razonablemente plana, y protegida del crecimiento de plantas
mediante la colocación de una película gruesa de polietileno sobre el
suelo, y una capa de 80 a 100 mm de grava sobre el polietileno. El
área debe estar rodeada por una pared o cerco, de al menos 2 m de
altura, con un portón de hoja simple o doble para la descarga de
camiones cisterna. Lo ideal es que los tanques a granel se monten
en dos soportes de hormigón armado. En pocas ocasiones, los
tanques a granel se instalarán bajo tierra, si se toman precauciones
especiales para evitar la corrosión, que podría provocar una pérdida
catastrófica.
Las áreas de gaseado en el exterior son lo más recomendado. En
climas cálidos, pueden instalarse gasificadores simples de
accionamiento manual o semiautomático, al menos a 4 m de la
planta principal y bajo un techo que los proteja de la lluvia.
14
2.4.3 UBICACIÓN
La Plantas Envasadoras en ningún caso podrán ubicarse a una
distancia menor a 50 m de estaciones o subestaciones eléctricas y a
menos de 100 m. de locales públicos como escuelas, hospitales
cines, iglesias, centros comerciales u otros donde se realicen
concentraciones de público ya sea que existan o estén previstos.
Los cilindros o tanques de granel que contengan gases inflamables
deben ser ubicadas en el exterior. Las normas pueden indicar la
distancia que debe existir entre los tanques y el edificio, las líneas
perimetrales y los tanques de líquidos inflamables, lo habitual es 8
metros como mínimo. El sitio donde se encuentre el tanque de granel
debe ser libre de cualquier elemento, sean tambores, pallets de
madera y repuestos, debe ser limpio y tener barreras fuertes para
llegada, descarga y salida segura de camiones de cisterna de GLP.
Los caños, mangueras, bombas, filtros, tamices moleculares,
válvulas y equipos similares de lo propelentes deben colocarse por
encima del suelo y en el exterior cuando sea posible. Deberán
mantenerse en lo posible lejos de la zona de movimiento de los
vehículos.
Alrededor de los tanques de almacenamiento se debe proveer de un
acceso adecuado para facilitar las actividades de inspección y
combate de incendios. Cuando no sea posible ajustarse a las
recomendaciones de la tabla 2, el espaciamiento de los tanques
deberán proyectarse de acuerdo con la última edición de la norma
NFPA 30 “Código de líquidos Inflamables y Combustibles”.
15
Tabla 2: Recomendaciones de distancias en Instalaciones con GLP
(Código del Gas Licuado de Petróleo. NFPA 58 – Edición 2004)
16
2.4.4 TANQUES PARA ALMACENAMIENTO DE GLP
Deben de construirse de acuerdo a lo dispuesto en el D.S.052-93-
EM.
Deben ser diseñados de acuerdo al ASME Sección VIII Div. 1 ó 2
según sea aplicable.
Deben contar con certificado otorgado por un organismo acreditado
ante INDECOPI
2.4.5 ACCESORIOS Y VÁLVULAS UTILIZADOS EN LOS TANQUES
PARA GLP
Medidor de nivel con indicador local.
Termómetro ubicado en el nivel mínimo del líquido.
Manómetro contrastado (doble manómetro), ubicado en la parte
superior. (Art. 19º D.S. N° 027-94-EM)
La válvulas de seguridad de los tanques estacionarios de las
Plantas Envasadoras deberán ser, o por lo menos, sus asientos y
partes internas, de material anticorrosivo y deberán estar
entubadas y protegidas del ingreso de elementos extraños. Estas
válvulas deberán ser inspeccionadas, revisadas y calibradas, de
acuerdo con las recomendaciones del fabricante, lo cual deberá
constar en el Libro de Registro de Inspecciones. ( Art. 24º D.S.
N° 027-94-EM )
Los tanques estacionarios instalados en las Plantas Envasadoras
deberán contar, por lo menos, con los siguientes accesorios:
17
Válvulas de exceso de flujo en todas las conexiones de ingreso
y salida del GLP, con excepción de las correspondientes a las
válvulas de seguridad y de drenaje.
Válvulas de seguridad de acuerdo al código de diseño del
recipiente y calibrados a presión de diseño.
Conexión de drenaje con doble válvula. Siendo la más cercana
al recipiente de cierre rápido.
2.4.6 COMBATIR EL INCENDIO
El personal de cualquier industria, empresa o localidad, debe estar
adecuadamente capacitado para responder antes emergencias, para
cumplir este objetivo tenemos los siguientes pasos:
2.4.7 CAPACITACIÓN
Contar con un supervisor de seguridad quien velará
exclusivamente por el cumplimiento de las disposiciones de
seguridad contenidas en el Decreto Ejecutivo No. 2393:
“Reglamento de Seguridad y Salud de los Trabajadores y
Mejoramiento del Medio Ambiente de Trabajo”, el “Reglamento de
Seguridad y Salud Ocupacional” del IESS, y las contenidas en el
Reglamento Interno de Seguridad de la empresa.
Realizarse periódicamente, a cargo del Supervisor de Seguridad.
Las Empresas Envasadoras, bajo responsabilidad, otorgarán
carnés de capacitación, previo entrenamiento y aprobación de
18
pruebas de conocimiento, a todo el personal que intervenga
directa o indirectamente en el manipuleo o transporte de GLP.
Todo personal nuevo que ingresa a laborar en la planta, debe ser
previamente capacitado.
Debe realizarse en base al Plan de Contingencias.
2.4.7.1 Normativa
Las Empresas Envasadoras prepararán cursos teórico-prácticos,
de acuerdo a un programa establecido dirigido al personal que
interviene en las operaciones de GLP, así como sobre las
normas contenidas en el presente Reglamento, dando énfasis a
los siguientes aspectos:
Principales características físicas y químicas del GLP.
Comportamiento del GLP ante un siniestro.
Prevención y control de incendios originados por GLP.
Utilización de agua para emergencia de gas.
Ubicación de extintores portátiles.
Sistema de alarma contra incendios.
Suministros de primeros auxilios principalmente en casos
de quemaduras y anoxia ocasionados por GLP.
Normas de seguridad para el cuidado de artefactos
domésticos y similares que funcionen usando como
combustible GLP.
Normas de seguridad en caso de fugas de gas, cambio de
cilindros, manejo y finalidad de las válvulas reguladoras de
presión, válvulas de paso de los cilindros y de sus
dispositivos de seguridad.
19
Forma de reconocimiento de la posible ruptura del tanque y
que el área sea encerrada.
2.4.7.2 Entrenamiento
1. Uso de extintores.
2. Cierre remoto de válvulas internas y ESV.
3. Control de fugas.
4. Operación de la bomba para contra incendio.
5. Uso de las mangueras contra incendio.
6. Uso del equipo personal para contra incendio.
7. Primeros auxilios, en la Figura 5 se muestra la forma correcta
de aplicar los primeros auxilios.
Figura 5: Primeros Auxilios
(Osinergmin, Abril 2011)
8. Simulacros.
20
2.5 CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN DEL RIESGO
La evaluación del riesgo de una instalación como mínimo una debe hacer
una vez al año, cuando se ponga en marcha la instalación por primera
vez, tras una reparación o modificación estructural, cuando una revisión
general así lo aconseje y cuando así lo determine la autoridad sanitaria.
La evaluación del riesgo se realizara por personal técnico debidamente
cualificado y con experiencia, preferiblemente con titulación universitaria
de grado medio o superior.
Independientemente de los resultados de la evaluación de riesgo, los
requisitos legales de cualquier índole relativos a estas instalaciones,
deben cumplirse.
La evaluación del riesgo incluirá la identificación de los puntos idóneos
para la toma de muestras. Asimismo, se valorará la necesidad de tomar
muestras del agua de aporte.
2.5.1 ANÁLISIS DE RIESGO INVOLUCRADO EN LAS PLANTAS
ENVASADORAS DE GLP.
El objetivo de un análisis de riesgos es identificar los posibles
escenarios de emergencia que pudieran presentarse en la planta
envasadora de GLP, teniendo en cuenta todos los parámetros que
conlleven a riesgos que puedan afectar a las zonas circundantes.
2.5.1.1 Riesgos en el interior de recipientes.- El GLP se transporta en
forma de gas licuado en bombonas no aisladas, térmicamente
21
aprobadas, en camiones-cisterna, vagones- cisterna de
ferrocarril o embarcaciones.
Se almacena en bombonas, en depósitos construidos, según el
código de la ASME o en depósitos térmicamente aislados, según
la norma API.
Generalmente, los recipientes del GLP están protegidos contra
los riesgos que producen las sobrepresiones por medio de
válvulas de alivio, aunque algunas bombonas entran protegidas
por obturadores fusibles y, ocasionalmente, por una combinación
de dispositivos, la mayor parte de los recipientes están
expuestos a una BLEVE.
2.5.1.2 Bleve.- Bleve es el acrónimo inglés de "boiling liquid expanding
vapour explosion" (explosión de líquido hirviente en expansión
vaporosa). Este tipo de explosión ocurre en tanques que
almacenan gases licuados a presión, en los que por ruptura o
fuga del tanque, el líquido del interior entra en ebullición y se
incorpora masivamente al vapor en expansión. Si el vapor
liberado corresponde a un producto inflamable, se genera una
bola de fuego también en expansión. En una BLEVE la
expansión explosiva tiene lugar en toda la masa de líquido
evaporada súbitamente.
La causa más frecuente de este tipo de explosiones es debida a
un incendio externo que envuelve al tanque presurizado, lo
debilita mecánicamente, y produce una fisura o ruptura del
mismo.
22
En una BLEVE se manifiestan las siguientes consecuencias
físicas:
Sobrepresión por la onda expansiva: la magnitud de la onda
de sobrepresión depende de la presión de almacenamiento,
del calor específico del producto implicado y de la resistencia
mecánica del depósito.
Proyección de fragmentos: la formación de proyectiles suele
limitarse a fragmentos metálicos del tanque y a piezas
cercanas a éste. Se trata de una consecuencia difícilmente
predecible.
Radiación térmica de la bola de fuego: la radiación infrarroja
de la bola de fuego suele tener un alcance mayor que el
resto de efectos, y es la que causa más daños. El alcance
de la radiación depende del tipo y cantidad de producto
almacenado, y de la temperatura y humedad relativa
ambiental.
También puede producirse el denominado efecto dominó
cuando los efectos alcanzan otras instalaciones o
establecimientos con sustancias peligrosas, pudiéndose
generar en ellos nuevos accidentes secundarios que
propaguen y aumenten las consecuencias iniciales.
2.5.1.3 Riesgos de los gases fuera de recipientes.- Cuando se
escapa de su recipiente, el GLP presenta riesgos, tanto de
explosión por combustión como de incendio, Puesto que la
mayor parte de sus aplicaciones se realizan en interiores, el
riesgo principal es el de explosión por combustión. Este riesgo
se acentúa cuando el GLP se emplea en interiores en su fase
23
líquida, ya que un galón (3,78 L) de butano o propano líquido
produce entre 245 y 275 gal (927 a 1041 L) de gas. Por esta
razón, las normas y códigos de seguridad son muy severos
respecto al empleo de GLP en fase líquida.
2.5.2 CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE RIESGOS EN LA
PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS SEGÚN LAS ACTIVIDADES
INVOLUCRADAS:
Según norma NFPA 13, por el tipo de ocupación se presentan los
siguientes riesgos que se refieren únicamente a los requisitos de
diseño, instalación y abastecimiento de agua de los rociadores.
La clasificación de las ocupaciones no deberá pretender ser una
clasificación general de los riesgos de ocupación.
2.5.2.1 Ocupaciones de riesgo ligero
Las ocupaciones de riesgo ligero deberán definirse como las
ocupaciones o parte de otras ocupaciones donde la cantidad y/o
combustibilidad de los contenidos es baja, y se esperan
incendios con bajos índices de liberación de calor.
2.5.2.2 Ocupaciones de riesgo ordinario
Estas ocupaciones de riesgo extra se pueden dividir en dos
grupos:
24
Riesgo ordinario (Grupo 1): Las ocupaciones de riesgo
ordinario (grupo 1) deberán definirse como las ocupaciones o
partes de otras ocupaciones donde la combustibilidad es baja, la
cantidad de combustibles es moderada, las pilas de
almacenamiento de combustibles no superan los 8 pies (2,4 m), y
se esperan incendios con un índice de liberación de calor
moderado.
Riesgo ordinario (Grupo 2): Las ocupaciones de riesgo
ordinario (grupo 2) deberán definirse como las ocupaciones o
partes de otras ocupaciones donde la cantidad y combustibilidad
de los contenidos es de moderada a alta, donde las pilas de
almacenamiento de contenidos con un índice de liberación de
calor moderado no superan los 12 pies (3,66 m), y las pilas de
almacenamiento de contenidos con un índice de liberación de
calor no superan los 8 pies (2,4 m).
2.5.2.3 Ocupaciones de riesgo extra
Estas ocupaciones de riesgo extra se pueden dividir en dos
grupos:
Ocupaciones de riesgo extra (Grupo 1): Las ocupaciones de
riesgo extra (grupo 1) deberán definirse como las ocupaciones o
partes de otras ocupaciones donde la cantidad y combustibilidad
de los contenidos son muy altas y hay presentes polvos, pelusas
25
y otros materiales, que introducen la probabilidad de incendios
que se desarrollan rápidamente con elevados índices de calor
pero con poco o ningún líquido inflamable o combustible.
Ocupaciones de riesgo extra (Grupo 2): La ocupaciones de
riesgo extra (grupo 2) deberán definirse como las ocupaciones o
partes de otras ocupaciones con cantidades desde moderada
hasta considerables de líquidos inflamables o combustibles, u
ocupaciones donde el escudados de los combustibles es
extenso.
2.5.3 TANQUE ESTACIONARIO
Según la norma NFPA 58, en su inciso 3-10.2.3 “En las
instalaciones que posean recipientes de almacenaje con una
capacidad de agua total mayor que 4000 gal (15,1m3), sujetos a la
exposición a un fuego único, deberá proveerse de protección
contra incendios”
Nota: La experiencia ha demostrado que la aplicación de chorros
con mangueras en cantidades adecuadas y tan prontas como sea
posible luego del inicio de contacto con la llama es un modo
efectivo de evitar una falla del recipiente como consecuencia de la
exposición al fuego. El agua pulverizada puede también ser
utilizada para controlar las fugas de gas no inflamado.
Se ha determinado para esta planta de envasado de gas licuado
que cuenta con dos tanques estacionarios con capacidades de 100
26
y 113 m3 contar con un sistema fijo de rociadores que cumpla con
una densidad de enfriamiento no menor a 2.6945 gpm/m2 (0,25
gpm/pie2) de área expuesta, el mismo que debe estar integrado con
el sistema contra incendio de la planta envasadora.
2.5.4 TRASVASE DE CAMIÓN CISTERNA AL TANQUE
ESTACIONARIO
La zona más importante a considerar en el enfriamiento al
momento del trasvase es la cara expuesta al mismo, por lo que se
considera la mitad del área del tanque. Teniendo en cuenta las
exigencias de la NFPA 15, se debe contar con un gabinete contra
incendio colocado a distancia tal que el chorro de agua alcance la
zona expuesta en el trasvase, y su flujo debe ser de 250 gpm,
considerando mangueras contra incendio de 2,5 plg de diámetro
con 100 psi de presión de salida. Ver Apéndice 2. Instalación típica
de Trasvase.
2.5.5 PLATAFORMA DE ENVASADO Y ALMACENAMIENTO DE
CILINDROS
El área de llenado de cilindros es una zona delicada, una incorrecta
manipulación de los cilindros e incorrecto uso de materiales en la
construcción de la plataforma podrían producir alguna chispa, por
ello los materiales usador en la plataforma serán anti chispa para
evitar la generación de alguna, en caso de existir una emergencia
se activa inmediatamente el sistema de enfriamiento a fin de evitar
que el calor se expanda a la zona de almacenamiento de cilindros.
27
Es prohibido plataformas de envasado metálicas, pueden provocar
chispas y producir un incendio. Se contará con un sistema de
rociadores, gabinetes contra incendio y extintores.
Las emergencias “con incendio” se reducen generalmente
disminuyendo la cantidad de calor producido por el fuego mediante
la aplicación de agua, mientras, de ser posible, se evita el escape
de gas. Muchos incendios de gas pueden extinguirse por medio de
agentes extintores convencionales entre los que se encuentran el
dióxido de carbono, los polvos químicos secos y los agentes
halogenados. Sin embargo, los bomberos deben tener en cuenta el
peligro de la conversión de un incendio de gas en una explosión
por combustión si el gas continúa escapándose después de su
extinción.
En la Figura 6 se muestra la plataforma de envasado y
almacenamiento de cilindro de la envasadora de GLP Shushufindi.
Figura 6: Plataforma de envasado y almacenamiento de cilindros
28
2.6 DESCRIPCIÓN DE LA INSTRUMENTACIÓN DE CAMPO
Para contrarrestar un indicio de incendio que pueda ocurrir y las
consecuencias no sean mayores, la Planta de Gas cuenta con un
sistema de contingencia, pero en la actualidad su estado automático no
es funcional; es decir, la activación de los hidrantes es de forma manual.
Para tener una idea clara de la instrumentación que se tiene en campo
para el sistema contra incendios se lo ha dividido en dos grupos:
2.6.1 SISTEMA DE DETECCIÓN
En este sistema están todos los instrumentos que permiten detectar
una posible causa de incendio, lo cual permitirá tomar decisiones
oportunas para seguridad de todos los trabajadores que se
encuentren laborando en la Planta de Gas, así se tiene en la
siguiente tabla detalladamente sus características y la respectiva
numeración de instrumentos de un sistema de detección:
Tabla 3: Características y numeración de los instrumentos de un
sistema de detección
(Código del Gas Licuado de Petróleo. NFPA 58 – Edición 2004)
Instrumento Cantidad
Detector de Flama 19
Detector de Gas 18
Transmisor de Presión 4
Transmisor de Temperatura 4
Detector de Humo 4
29
Las características y especificaciones principales de cada
instrumento perteneciente al sistema de detección se encuentran en
el ANEXO 2.
2.6.2 SISTEMA DE EXTINCIÓN
En el sistema de extinción se tienen los equipos necesarios para
contrarrestar algún conato de incendio que pueda ocurrir en Planta
de Gas. Este sistema dispone de cuatro tanques interconectados
mediante vasos comunicantes para la reserva de agua con una
bomba Jockey para mantener presurizada la línea. Al suscitarse un
conato de incendio las válvulas solenoides son activadas para que se
disparen los hidrantes correspondientes de acuerdo a una matriz
causa-efecto desarrollada conforme al lugar en que los sensores
hayan detectado una alarma. Al activarse un grupo de hidrantes
implica una baja de presión en la salida de agua, por lo que a más de
la bomba anteriormente nombrada se tienen dos bombas, una
eléctrica y una a diesel, que se activan de forma manual, esto causa
molestias al operador y retardos en el proceso de extinción.
El sistema de extinción está conformado por interruptores (switches)
de nivel, válvulas solenoides tanto para los hidrantes como para la
irrigación de las esferas, una campana que actúa como alarma local
para los operadores tanto del Cuarto de Control como del Cuarto de
Seguridad Industrial y una sirena que sirve como alarma general para
todo el Complejo Industrial Shushufindi, así se tiene en la Tabla 4 sus
características y numeración de instrumentos del mismo:
30
Tabla 4: Características y numeración de los instrumentos de un
sistema de extinción
(Código del Gas Licuado de Petróleo. NFPA 58 – Edición 2004)
Las características y especificaciones principales de cada
instrumento perteneciente al sistema de extinción se encuentran en
el ANEXO 3.
2.6.3 FUNCIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL
El sistema de alarmas del CIS (Complejo Industrial Shushufindi) se
encuentra compuesto básicamente por un PLC (Chasis Principal)
que se utiliza como cerebro de control y de dos chasis remotos
(extenders) de tecnología Triplemente Redundante (TMR) de marca
Triconex. Estos se encargan de recibir y enviar las señales
procesadas desde y hacia el campo, y están ubicados tanto en el
Cuarto de Seguridad Industrial de la Planta de Gas (tablero TSCI-
CIS-PG) como en el cuarto de Seguridad Industrial de la Refinería
Amazonas (tablero TSCI-CIS-RA).
El programa de control del sistema de alarmas se procesa de manera
paralela con el programa de control de shutdown de la Planta de
Gas. Estos programas de control se ejecutan en los tres
Instrumento Cantidad
Interruptor de Nivel 6
Válvula Solenoide 23
Campana 1
Sirena Thunderbolt 1
31
procesadores del Chasis Principal que se encuentra ubicado en el
Cuarto de Control de la Planta de Gas.
Los chasis remotos y las PCs del sistema de alarmas se comunican
con el PLC Triconex, y éste a su vez con el sistema DCS I/A, que es
el sistema de control implementado en la Planta de Gas, a través de
la tarjeta 4119A EICM ubicada en el slot 2 del TRICONEX. Los
puertos de comunicación de esta tarjeta se encuentran distribuidos
de la siguiente manera:
Puerto 1: comunicación con el sistema DCS I/A
Puerto 2: PC de operación del sistema de Shutdown
Puerto 3: PC de control del sistema de Alarmas ubicado en la Planta
de Gas
Puerto 4: PC de control del sistema de Alarmas ubicado en la
Refinería
Esta comunicación se la realiza utilizando el protocolo MODBUS, en
la que el PLC Triconex actúa como ESCLAVO; es decir, obedece a
las solicitudes realizadas ya sea por el DCS o por las PCs. En el
caso del DCS I/A estas solicitudes son principalmente de lectura de
datos; es decir, para monitoreo de estatus de Triconex (salud del
sistema), estatus de entradas/salidas, así como alarmas de campo.
En cambio, en el caso de las PCs ubicadas en los cuartos de
Seguridad Industrial de Refinería y Planta de Gas, realizan el control
supervisado del sistema de alarmas contra incendios a través de la
HMI desarrollada en la plataforma FACTORY LINK, en el cual se ha
configurado las pantallas de alarmas, seteo de los rangos de disparo,
32
monitoreo y control de hidrantes y válvulas del sistema contra
incendios, así como una pantalla para la asignación sensor-hidrante
(matriz causa-efecto) para el funcionamiento en modo automático en
la Planta de Gas.
2.7 SISTEMA CONTRA INCEDIOS
Un sistema contra incendio se compone por: fuentes de abastecimiento,
estación de bombeo, líneas de distribución, equipos de detección de
humo o fuego y los elementos de supresión. Las cuales son diseñadas
para controlar el fuego y en ciertas ocasiones detenerlo, en caso de no
hacerlo este debe protejer a las personas y las instalaciones.
Localmente se cuenta con reglamentos y acuerdos ministeriales, donde
el Cuerpo de Bomberos de cada localidad son los encargados de
verificar su cumplimiento. Estas normativas están orientadas a controles
proactivos que evitan el inicio del fuegoo su propagación y controles
reactivos que son sobre el uso de extintores, rociadores y gabinetes
contra incendio.
La prevención reactiva depende de la empresa y el volumen de
materiales inflamables que utiliza, de manera que minimice el riesgo de
un incendio y su propagación.
El agente extintor más común que se utiliza es el agua, por lo que es
necesario disponer de cantidades óptimas del suministro de la misma. Se
debe proporcionar el agua de manera automática con el caudal y presión
óptimas para garantizar simultáneamente e ininterrumpidamente a todos
los puntos considerados de riesgo de incendio, hasta que entren a operar
el Cuerpo de Bomberos de la localidad.
33
Se debe asegurar en la fuente de abastecimiento la cantidad, calidad y
presión suficiente para que funcione como suministro de una bomba
contra incendio en un tiempo mínimo de cuatro horas.
La estación de bombas contra incendio, son diseñadas de acuerdo a la
Norma NFPA 20 “Instalación de Bombas Estacionarias de Protección
contra Incendio”.
La red de tuberías debe formar un circuido cerrado, de manera que
minimize pérdidas por fricción. Para asegurar el abastecimiento, la
tubería debe ser de acero al carbono, según norma ASTM A-53.
Los sistemas de tuberías secas, se conforman por un sistema de
rociadores abiertos, conectados a ramales de tuberías normalmente
llenos de aire a presión o completamente vacíos. Cuando se accione el
elemento detector automático o detección humana, se envía una señal
que apertura las válvulas de diluvio para rociadores en la línea de
suministro de agua, originando que el agua fluya por los ramales y se
descargue a través de los rociadores.
2.7.1 NORMAS NFPA
La NFPA (National Fire Protection Association) es
internacionalmente reconocida y referenciada en la
Reglamentación nacional. Esta recopilación de normas es
considerada como fuente autorizada de datos técnicos y
recomendaciones para el campo de prevención, protección y
control del fuego.
34
El diseño del sistema de contra incendio se basa principalmente en
las normas:
NFPA 13, Norma para la Instalación de Sistemas de
Rociadores.
NFPA14, Norma para la Instalación de Sistemas de Tubería
Vertical y mangueras.
NFPA 20, Norma para la Instalación de Bombas Estacionarias
de Protección de Incendio.
NFPA 22, Norma de Depósitos de agua para Protección de
Incendio.
NFPA 24, Norma para la Instalación de Tuberías para Servicio
Privado de Incendio y sus Accesorios.
NFPA 25, Norma para la inspección, prueba y Mantenimiento
de Sistemas Hidráulicos de Protección contra Incendios.
2.7.2 DISEÑO DEL SISTEMA CONTRA INCENDIO
El diseño de un sistema contra incendio, requiere un análisis
detallado de la envasadora de GLP, lo que se expone
anteriormente, así como su capacidad de abastecimiento de agua,
y agente extintor los que se detallaran en el Capitulo 3 para su
mejor comprensión.
Mediante el análisis de riegos, realizado en el punto 2.4.8, se
direcciona un diseño del sistema contra incendios correctamente,
determinando que las instalaciones con almacenamiento y
envasado de GLP son de tipo Extra, clasificación que establece la
densidad del flujo de agua para una mejor eficiencia del sistema.
35
2.7.3 ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA DE PROTECCIÓN
CONTRA INCENDIO
A continuación se detallan las partes elementales de un sistema de
protección contra incendios:
2.7.3.1 Fuente De Abastecimiento
La fuente de abastecimiento cuando provienen de fuentes
naturales como lagos, mares y ríos, pueden ser carácter ilimitado,
por lo cual se debe hacer un diseño de captación y la estación de
bombeo, sin embargo, cuando se dispone de un estanque o espejo
construido de acuerdo a prácticas de ingeniería aprobadas las que
garanticen una capacidad requerida, la fuente de abastecimiento
serán de carácter limitado, por lo que se requiere una capacidad
mínima de 6 horas, a una demanda máxima para un incendio único
que podría producirse en una instalación. Las instalaciones que se
encuentren ubicadas en zonas remotas, donde también se tenga
una fuente de abastecimiento limitada, deberán tener una
capacidad de almacenamiento mínima de 3 horas en las mismas
condiciones del caso anteriormente nombrado.
Esto se aplicara para:
Estaciones de producción
Estaciones de Poliductos y Oleoductos
Plantas de recuperación de gasolina natural.
Las redes de agua de los sistemas contraincendios deben ser
independientes de otros sistemas que desvíen el uso de agua
hacia otros propósitos.
36
Calidad Del Agua
La selección de equipos y materiales del sistema se efectuara de
acuerdo a la calidad del agua, y esta puede ser las misma que
posea su fuente natural si no contiene contaminantes químicos que
imposibiliten la formación de espuma contra incendios, y que
disminuya los problemas que se puedan presentar de abrasión y
corrosión.
Requerimientos de agua
Se determinara el caudal de agua contra incendios tomando en
cuenta las tasas mínimas de aplicación, las distancias entre los
equipos, la naturaleza de los productos involucrados y el tipo de
riesgo que se presente.
Estación de bombeo
Una de las partes principales partes del equipo de bombeo son las
bombas y el motor que las acciona, el cual puede ser eléctrico o
accionado con diesel, en este último caso, el tanque de
combustible debe tener una capacidad mínima suficiente para un
continuo funcionamiento de 6 horas a máxima potencia. La
selección es de acuerdo a los requerimientos del cliente y las
condiciones que existan en el trabajo.
2.7.3.2 Bombas Contra Incendio
Su principal característica a ser satisfecha por la bomba centrifuga
es la de presentar una curva de presión versus caudal
relativamente plana, lo que garantizara un nivel de presión estable
37
para distintos caudales de operación, proporcionando una
operación de varias bombas paralelo.
No se usaran bombas reciprocantes para los sistemas de agua
contra incendio.
En la Figura 7 tenemos un diagrama que muestra la relación que
existe en un bomba centrifuga con respecto a la Capacidad,
Rendimiento y Potencia Absorbida, con lo que se podrá entender
mejor el funcionamiento de las misma.
Figura 7: Curva Característica de la bomba centrifuga
(Santamaría Jiménez, 2010)
Bombas Principales
Dependiendo de la altura de succión que brinde la fuente de
abastecimiento, se determinara el uso bombas centrifugas
horizontales o verticales.
38
a) Bombas centrífugas horizontales
Estas bombas son capaces de suministrar ciento cincuenta por
ciento (150%) de su capacidad nominal, a una presión no menor de
sesenta y cinco por ciento (65%) de la presión nominal. A flujo
cero, la presión no deberá exceder el ciento veinte por ciento
(120%) de la presión nominal, para el caso de bombas del tipo
"carcasa partida" y del ciento cuarenta por ciento (140%) en el caso
de bombas del tipo longitudinal.
En la Figura 8 se puede observar un corte transversal de un bomba
centrifuga en la cual se detallan cada una de sus partes internas.
Figura 8: Bomba Centrífuga (Carcasa Partida)
(Santamaría Jiménez, 2010)
Pueden utilizarse cuando se disponga de:
1. Una altura de succión positiva desde una fuente limitada de
abastecimiento.
39
2. Una fuente limitada con succión positiva, que garantice un
mínimo de tres (3) horas y a la vez se cuente con una fuente
ilimitada con succión negativa.
b) Bombas centrífugas verticales.
Se utilizan normalmente en casos en los que se tenga una altura
de succión negativa. Las mismas deberán ser capaces de
suministrar un ciento cincuenta por ciento (150%) de su capacidad
nominal, a una presión nominal. A cero flujo, la presión no deberá
exceder del ciento cuarenta por ciento (140%) de la presión
nominal.
c) Bombas tipo turbina de eje vertical.
Se utilizan cuando el suministro de agua se encuentra ubicado por
debajo de la línea central de descarga de la brida y la presión de
abastecimiento de agua no es suficiente para transportar el agua a
la bomba contra incendio, deberá utilizarse una bomba de tipo
turbina eje vertical.
Las bombas deben proporcionar no menos del ciento cincuenta por
ciento (150%) de capacidad nominal a no menos de sesenta y
cinco por ciento (65%) de la cabeza total clasificada.
La cabeza de cierre total no deberá exceder el ciento cuarenta por
ciento (140%) de la cabeza nominal total de las bombas tipo turbina
vertical. Un ejemplo de estas se encuentra en la Figura 9.
40
Figura 9: Bombas con ejes lubricados con agua
(Osinergmin, Abril 2011)
41
Las bombas de eje tipo turbina vertical son adecuadas para
combatir un incendio cuando la fuente de agua se localice por
debajo de la superficie y donde sea difícil instalar cualquier otro tipo
de bomba debajo del nivel mínimo de agua. Fueron diseñadas para
instalarse en fosos perforados pero se permite su utilización para
elevar agua a la superficie. Se utilizan en bombas lubricadas con
aceite y eje en línea cubierta, así como en las bombas lubricadas
con agua y eje en línea descubierta.
Son preferibles los suministros de agua almacenados en reservas o
tanques que abastecen pozos húmedos.
Motores Contra Incendio
Motores eléctricos para bombas
Todos los abastecimientos de energía deberán estar ubicados y
arreglados para proteger contra el daño producido por incendios
dentro de las instalaciones y riesgos de exposición.
Todos los abastecimientos de energía deberán tener una
capacidad de operar la bomba de incendios de manera continua.
Una bomba de incendio accionada por motor eléctrico deberá estar
provista de una fuente de energía normal como fuente a
disposición de manera continua.
La fuente de energía normal requerida deberá arreglarse de
conformidad a uno de los puntos siguientes.
42
Conexión de servicio dedicada a la instalación de la bomba de
incendio.
Conexión de la instalación productora de energía e sitio
dedicada a la instalación de la bomba contra incendio.
Conexión de alimentación derivada directamente del servicio
dedicado a la instalación de la bomba de incendio.
Todos los motores deberán clasificarse para funcionamiento
continuo.
Los motores para bombas de turbina de eje vertical deberán ser del
tipo inducción de caja de ardilla protegidos contra goteo.
Motores a diesel para bombas.- Los motores a diesel para el
impulso de bombas contra incendio deberán ser del tipo ignición
por compresión. No deberán utilizarse motores de combustión
interna encendidos por chispa.
Los motores deberán estar listados para servicio de bombas contra
incendio.
Deben tener una placa indicando la clasificación listada disponible
en caballos de fuerza para impulsar la bomba.
La capacidad de potencia del motor, cuando es equipada para el
servicio de incendios, no deberá ser menos que el 10% mayor de la
potencia listada en la placa del motor.
Cuando se utilice un motor a diesel para impulsar una bomba de
eje horizontal, los motores deben estar conectados a la bombas de
43
eje horizontal mediante un acoplamiento flexible o un eje de
conexión flexible listado para este servicio.
Cuando se utilice el motor a diesel para impulsar una bomba tipo
turbina de eje vertical deberá estar conectado a las bombas de eje
vertical mediante un impulsor de engranaje de ángulo recto con un
eje de conexión flexible y listado que prevenga una tensión
excesiva sobre el motor o el impulsor de engranajes.
No se aplicara el párrafo anterior a motores diesel y turbinas de
motor diseñadas y listadas para instalaciones verticales con
bombas de tipo turbina de eje vertical, las que deberá permitirse
que utilicen en ejes sólidos y no deberán requerir de un impulsor de
engranaje de ángulo recto pero deberán requerir de un trinquete no
reversible.
Bomba Jockey
La bomba jockey es la encargada de mantener la red presurizada y
compensar pequeñas fugas. Cuando un incendio es declarado, se
abren puntos de consumo en la red y la presión de la misma
comienza a disminuir. Cuando la presión de la red es inferior a la
presión consigna de la bomba principal eléctrica, ésta se pone en
funcionamiento de forma automática. En el caso de que exista una
segunda bomba principal, ésta arrancará sólo si la demanda de
agua sigue aumentando, a una presión inferior a la consigna de la
primera bomba principal.
44
Línea de distribución.
La configuración del sistema de distribución de agua contra
incendio, consistirá en una red formada por lazos cerrados
alrededor de las diferentes secciones de una instalación.
Requerimientos Generales.-
En el diseño de redes de distribución deberán observarse los
siguientes requerimientos:
a) El dimensionamiento de la red principal de tuberías será el
resultado del cálculo hidráulico correspondiente, considerando
como caudal de diseño el requerido en la sección, o bloque con
mayor demanda de una instalación. En el cálculo hidráulico,
normalmente se utiliza una combinación de los métodos de
Darcy-Weibach y Hazen-Williams, con C= 120 para tuberías de
acero comercial.
b) La velocidad del agua en las tuberías principales de la red de
distribución, no será mayor de 3 m/s (10 pie/s).
c) Las tuberías principales de la red no serán de diámetro inferior a
200 mm (8 plg), en aquellos casos en que el caudal de diseño
sea superior a 227 m3/h (1000 gpm). Para caudales inferiores o
iguales a 227 m3/h (1000 gpm), las tuberías principales de la red
no podrán ser de un diámetro inferior a 150 mm (6 plg).
d) Las tuberías principales de la red de agua contra incendios, se
tenderán a niveles del terreno, convenientemente soportados y
anclados de acuerdo a normas y prácticas aprobadas de
ingeniería. Las tuberías principales se enterrarán únicamente en
45
puntos críticos, tales como cruces con carreteras o vías de
acceso. Cuando se determine que las tuberías y/o ramales
interiores, pueden estar sometidos a daños por
incendio/explosión, serán enterrados o protegidos
adecuadamente.
e) La máxima presión de trabajo admisible en cualquier punto de la
red, no será mayor de 0,5 kg/cm2 (150 Ib/plg2). En este sentido
y en función de la curva característica de la bomba, se requerirá
el uso de válvulas de re circulación y/o alivio en la descarga de
las bombas, que impidan la sobre presurización del sistema en
caso de bajo caudal.
f) Las tuberías serán de acero al carbono, según ASTM A-53 Gr.
B, ASTM A-106 Gr. B o API-5L Gr. B., SCH 40 como mínimo.
g) Se deberá prestar especial atención a la protección del sistema
de tuberías frente a la corrosión, tanto interna como externa,
particularmente en tramos enterrados, o cuando se instalen en
ambientes corrosivos.
h) No se instalarán conexiones permanentes a la red de agua
contra incendio, para usos diferentes al de combate de
incendios.
i) En la red de agua contra incendio, se instalará el número
suficiente de válvulas de seccionamiento estratégicamente
ubicadas, de manera tal que puedan aislarse los diversos tramos
en cada lazo de la red, para reparaciones y/o realización de
trabajos de ampliación y mantenimiento. Se instalarán estas
válvulas en las intersecciones y en puntos intermedios de lazos
muy extensos. La ubicación de las válvulas seccionadoras, se
establecerá en función de los siguientes criterios:
46
En la red principal no se utilizarán tuberías de longitudes mayores
de 300 m (1000 pie) a las que se conecten monitores, hidrantes,
sistemas de rociadores y/o sistemas de agua pulverizada, sin
válvulas de seccionamiento. Ninguna sección de la instalación,
podrá quedar sin protección del sistema de agua contra incendio,
por más de dos (2) lados adyacentes.
Los ramales de tuberías que contengan dos (2) o más monitores,
hidrantes, o sistemas de rociadores y/o agua pulverizada, deberán
conectarse a dos (2) lados diferentes del lazo principal de la red de
agua contra incendio, previéndose la instalación de válvulas
seccionadoras en los extremos.
Las válvulas de seccionamiento serán del tipo Vástago Ascendente
(OS & Y), de manera tal que sean fácilmente identificables en su
posición abierta o cerrada. En aquellos casos especiales donde
sea estrictamente necesario instalar válvulas de seccionamiento
bajo el nivel del terreno, éstas se alojarán en cajas de cemento y
deberán dotarse de poste indicador.
La red de distribución deberá disponer de una cantidad suficiente
de venteos y drenajes en los puntos altos y bajos, respectivamente.
Estas conexiones se mantendrán normalmente cerradas con
tapones roscados o bridas ciegas. En la red de agua contra
incendio, podrán instalarse manómetros ubicados en sitios
estratégicos, con el fin de facilitar en cualquier momento la rápida
comprobación de la presión en el sistema.
Las tuberías de la red de agua contra incendio se pintarán de color
rojo de seguridad, de acuerdo a la Norma PE-SI-O10.
47
2.7.4 INSTRUMENTOS DE DETECCIÓN Y ALARMAS
El objetivo de los sistemas de detección y alarma es descubrir
rápidamente un incendio y transmitir la noticia para así iniciar la
extinción del mismo, y la evacuación del personal.
Los sistemas para la detección de un incendio son:
Detección humana.
Instalaciones automáticas de detección de incendios.
Sistemas mixtos.
2.7.4.1 Detección Humana
La detección de un incendio es confiada a personas. Es
imprescindible el conocimiento adecuado en materia de
incendios, así se debe tener preestablecido un plan de
emergencia, el cual debe detallar las acciones a seguir en caso
de un incendio:
Localización del incendio y evaluación del mismo.
Aviso al servicio interno y/o externo de extinción y alarma
para evacuación de personas.
Extinción del fuego
Estas funciones exigen la existencia de un Plan de Emergencia y
de una formación correcta, que debe incluir: Conocimiento-
48
entrenamiento exhaustivo de los integrantes dentro del Plan de
emergencia.
Zonas de riesgo críticas
Emplazamiento de pulsadores de alarma y forma de aviso rápido
al coordinador de la empresa y a los bomberos.
2.7.4.2 Detección Automática
Estas instalaciones pueden vigilar establemente las zonas
inaccesibles por detección humana, son fijas, y permiten la
detección y localización de incendios, ya sea automática o
semiautomática, accionando opcionalmente los sistemas fijos
para la extinción de incendios.
Sus funciones son:
Detecta con rapidez un incendio (mediante la señalización
óptica-acústica ya sea en un panel de control o una central
de señalización). La detección es muy fiable.
Posteriormente se debe comprobar el fuego detectado,
para accionar la alarma principal.
Se localiza el fuego, para ejecutar el plan de alarma, ya sea
con o sin intervención humana.
49
Sus funciones auxiliares son:
Transmite la alarma a distancia automáticamente.
Dispara una instalación de extensión fija para cerrar
puertas, parar maquinas como aire acondicionado, etc.
Sus componentes son:
Pulsadores y Detectores automáticos.
Central de señalización y mando a distancia.
Aparatos auxiliares.
Alarma general, accionamiento de sistemas de extinción,
teléfono con comunicación directa con los bomberos, etc.
Tipos de detectores automáticos
Los detectores automáticos detectan el fuego a través de
algunos fenómenos que lo acompañan como: gases y humos,
aumento de temperatura, radiación ultravioleta sea visible o
infrarroja, etc. Así según los fenómenos, se clasifican en:
Detector de Gases o Detector Iónico: Usan el principio de
ionización y velocidad de los iones, mediante una sustancia
radiactiva inofensiva para el ser humano (Generalmente se usa
el Americio).
Detector de Humos Visibles o Detector Óptico de Humos:
Capta a través de una célula fotoeléctrica los humos visibles, y
esto origina la reacción correspondiente del aparato.
50
Detector de Temperatura: Reacciona al aumento de
temperatura. Como un ejemplo claro tenemos el Sprinkler o
Rociador automático.
Detector de llama: Reacciona a las radiaciones ya sean de
tipo ultravioleta o infrarrojo, propio del espectro.
2.8 AGENTES EXTINTORES UTILIZADOS EN LA PROTECCIÓN CONTRA
INCENDIOS
Los agentes extintores son de distinta composición química
dependiendo de la combustión existente, y estas se dividen en:
2.8.1 EL AGUA
El agua es conocida como el mejor agente extintor, puesto que
es el más utilizado por su versatilidad de extinción de la mayoría
de los fuegos, así como también es el más barato y fácilmente
disponible en comparación con otros tipos de agentes extintores.
El alto calor de evaporación que posee el agua es cuatro veces
mayor que el de cualquier líquido no inflamable, su punto de
ebullición es de 100°C por lo que es muy efectivo en el
enfriamiento por evaporación.
El agua no es toxica y puede almacenarse a condiciones
normales, no existe otro líquido con estas propiedades, además
de su bajo precio. Sin embargo no es un agente extintor
perfecto. Se congela a 0°C y es conductor de electricidad, no es
51
recomendable usarla en incendios de líquidos inflamables, sobre
todo aquellos líquidos que sean insolubles en ella, como
hidrocarburos.
Figura 10: Agua como agente extintor de incendios
(Manual del Bombero, 2000)
El agua no es compatible con ciertos productos químicos y
metales calientes, por lo que en combustiones de estos
materiales, es mejor usar otros agentes extintores que se
detallaran más adelante.
Existen dos modos de aplicar el agua en un incendio mediante
chorro continuo o pulverizado, utilizando una manguera que
tenga rociadores automáticos.
52
2.8.2 ESPUMA
Es una emulsión de un producto espumógeno en agua.
Básicamente apaga por sofocación, al aislar el combustible del
ambiente que lo rodea, ejerciendo también una cierta acción
refrigerante, debido al agua que contiene. Se utiliza en fuegos de
clase A y B (sólidos y líquidos). Es conductora de la electricidad,
por lo que no debe emplearse en presencia de corriente
eléctrica.
Figura 11: Espuma como agente extintor de incendios
(Manual del Bombero, 2000)
2.8.3 POLVOS QUÍMICOS SECOS
Son una combinación de polvos se dales químicas de distinta
composición química, en conjunto con otros productos de
descomposición del combustible, que ayuda a paralizar la
reacción en cadena que se ocasiona en una combustión.
53
Estas pueden ser de dos tipos: Normales y Polivalentes.
Las Normales son una combinación de polvos químicos secos
como sales de sodio o potasio junto con otros compuestos para
que adquiera fluidez y estabilidad. Se utilizan para fuegos de
clase B y C (líquidos y gases).
Las Polivalentes son una combinación de polvos químicos secos
que tienen como base de fosfatos de amonio junto con aditivos
iguales a los nombrados anteriormente. Se utilizan para fuegos
de clase B y C (líquidos y gases), pero también en los de clase A
(sólidos) ya que funden las brasas recubriéndolas con una
película que las sella completamente y las deja sin aire.
Los polvos químicos no son tóxicos, no conducen la electricidad
a tensiones normales, sin embargo su composición química
contamina alimentos y pueden dañar mecanismos delicados por
abrasión.
Figura 12: Polvos Químicos como agente extintor
(Osinergmin, 2011)
54
2.8.4 DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
Es un gas inerte que se encuentra almacenado en estado líquido
porque se encuentra a presiones elevadas, este actúa de
manera que al descargarse inmediatamente se solidifique
parcialmente, como copos blancos, por lo que a los extintores
que lo contienen se les llama de "Nieve Carbónica".
Este material apaga el incendio por sofocación, desplaza el
oxígeno del aire, aunque también produce enfriamiento. Se
utiliza para apagar fuegos de clase A (sólidos superficialmente),
de clase B y C (líquidos y gases). No conduce la electricidad, por
lo que es adecuado para apagar fuegos en lo que exista
presencia de corriente eléctrica. Es asfixiante por lo que después
de su uso los lugares deben ventilarse, y se debe tener cuidado
con la cantidad utilizada en presencia de personas pues puede
resultar peligrosa para su salud.
2.8.5 DERIVADOS HALOGENADOS
Son productos químicos resultantes de la halogenación de
hidrocarburos. Se utilizan en fuegos de clase A, B y C (sólidos,
líquidos y gases respectivamente). No conducen electricidad, ni
dejan residuos, sin embargo al ser ligeramente tóxicos después
de su uso los lugares deben ser ventilados.
En el pasado se usaba el tetra cloruro de carbono y el bromuro
de metilo, pero en la actualidad son prohibidos en todo el mundo
por su alta toxicidad.
55
2.9 EQUIPOS UTILIZADOS EN LA EXTINCION DE UN INCENDIO
Son varios los equipos que se utilizan para extinguir un incendio,
descritos a continuación:
2.9.1 ROCIADORES AUTOMÁTICOS
Es un sistema fijo de enfriamiento de agua pulverizada que se
instala con boquillas distribuidas para garantizar un enfriamiento
uniforme en toda la superficie externa del tanque.
La activación de este sistema podrá ser de forma manual o
automática, y será diseñado con una tasa de aplicación tal de 0,60
m3/h x m2 (0,25 gpm/pie2) de superficie del tanque.
La operación simultánea del sistema de enfriamiento del tanque
que se esté incendiando y de los que estén adyacentes al mismo,
determinara el consumo de agua, al que se le debe agregar 170,35
m3/h (750 gpm) los cuales serán aplicados a partir de monitores o
hidrantes, con el fin de poder determinar el requerimiento de agua
total.
2.9.2 EXTINTORES
Son aparatos portátiles que contienen un agente extintor, el mismo
que cuando es accionado, es emanado bajo presión, lo que permite
maniobrarlo correctamente para enviarlo directamente al fuego.
El primer elemento utilizado en la extinción del fuego, es el extintor,
ya que se lo usa en los primeros minutos del inicio de un incendio y
56
son muy efectivos si se los usa correctamente. El tiempo de
descarga es solo de pocos segundos, de esta manera evita que el
fuego se extienda.
Figura 13: Extintores
(Manual del Bombero, 2000)
2.9.3 GABINETES CONTRA INCENDIO
Se dividen en dos tipos:
2.9.3.1 Carretes de mangueras
Son dispositivos que guardan una manguera enrollada en un
soporte o carrete rotatorio metálico, lo que permite la aplicación
rápida de agua por parte del operador. Su uso es principalmente
57
para control de fuegos en áreas con presencia de personal. Sus
características son:
a) Una manguera debe ser de 15 o 30 m de largo y 63,5 mm
(2,5plg) de diámetro, de neopreno u otro material aprobado,
con una presión mínima de 18 kg/cm2 (256 lb/plg2) y debe
ser no colapsable de forma que permita la salida del agua
aunque esta se encuentre enrollada.
b) El pitón de la manguera será una combinación de una
válvula de cierre hermético con un chorro de niebla. El
material será de bronce.
c) La válvula debe ser de bronce de 50 mm (2plg) con
conexión a un carrete a la red de agua contra incendio.
Estos dispositivos se instalan en el interior de áreas de proceso,
donde no alcanza la protección de monitores, o sistemas fijos de
agua pulverizada. Se ubican en pasillos y/o vías de escape
preferentemente. Se instalaran en otros lugares si son
necesarios, y esto se determinara por medio de un análisis de
riesgo.
2.9.3.2 Gabinetes de mangueras
Estos dispositivos se instalaran en el interior de depósitos,
almacenes y edificios. Se componen de un gabinete o cajetín
metálico contiguo a las paredes, conjuntamente con un porta
mangueras y una puerta de vidrio. La altura entre el piso y el
marco inferior será entre 0,8 y 1 m. La manguera de 15 a 30 m
de longitud, 37,5 mm (1,5 plg) de diámetro, Deberá estar
siempre conectada a la toma de agua y tendrá un pitón cromado
58
o de bronce, con una combinación de una válvula de cierre
hermético y chorro de niebla.
Los gabinetes de mangueras podrán contener también un
extintor portátil y se ubicarán en vestíbulos, o pasillos,
asegurándose que no constituyan un obstáculo a las vías de
escape.
2.9.3.3 Hidrantes
Estos son equipos conectados a la red contra incendios para
transportar al agua mediante mangueras o monitores y usarla en
situaciones de emergencia.
En la Figura 14 se puede observar un tipo de hidrate que
actualmente tiene la Envasadora de GLP en Shushufindi.
Figura 14: Hidrante
59
Existen dos tipos de hidrantes, y cada uno de ellos se utiliza en
diversas circunstancias:
Hidrante Seco
Conocido también como “a prueba de congelamiento”, este es el
más conocido, posee una válvula de control en la base, por debajo
de la línea de congelamiento y entre la zapatilla y el cuerpo del
hidrante. Estos son montados en una base de grava o piedras para
facilitar su drenaje y evitar el congelamiento, por lo que un pequeño
drenaje se abre cuando el hidrante es cerrado, y viceversa.
Los hidrantes de columna seca están compuestos por:
Cabeza, es la parte superior del hidrante situada por encima del
suelo, tendrá un mecanismo de accionamiento y las bocas de
salida.
Cuerpo de válvula, esta se conecta por bridas a la red general de la
instalación, puede ser de conexión vertical u horizontal con un
codo.
Carrete, es la unión entre la cabeza y el cuerpo de la válvula, su
función es ajustar la distancia entre estos dos componentes.
Los hidrantes secos que sean ubicados en áreas donde podrían
ser golpeados por distintos vehículos, son equipados con bridas de
seguridad en el vástago y cuerpo, ya que si un vehículo se
impactara directamente con el vástago de seguridad, el impacto lo
60
podría romper así como también al cuerpo, aunque la válvula del
hidrante no sea afectada, puesto que se encuentra bajo tierra.
Hidrante Húmedo
Es utilizado muchas en lugares donde no hay peligro de
congelamiento de agua, tiene una válvula tipo compresión en cada
salida, por lo que el agua se encuentra hasta la válvula de salida.
La parte interna de un hidrante no tiene agua. Para activar un
hidrante se opera una tuerca de maniobra que se encuentra en la
parte superior del mismo, a fin de abrir la válvula situada en la
base, estos dos componentes se encuentra conectados mediante
un vástago.
Si los hidrantes no tienen bridas de seguridad, estos pueden
romper la tubería enterrada a la que se encuentran conectados.
La válvula principal de un hidrante está compuesta por:
Mecanismo de accionamiento, es una rueda de accionamiento
manual sobre el eje para abrir y cerrar el paso del agua.
Conjunto de cierre, es un componente que impide el paso del agua,
consta de una válvula tipo de asiento.
Eje, es el que une el mecanismo de accionamiento con el elemento
móvil de cierre.
61
La válvula de drenaje o vaciado, es un dispositivo que llevan los
hidrantes de columna seca para poder vaciar el agua de la columna
y evitar la rotura de tubería por el congelamiento del agua, pues
cuando el agua se convierte en hielo, esta se expande. Después de
su uso en algunos modelos esta válvula se abre automática cuando
se cierra el hidrante.
Nivel de rotura, es un elemento horizontal que debido a unos
elementos de fijación debilitados, se produce la separación de la
cabeza y el carrete o el cuerpo de la válvula, cuando el hidrante
padece un impacto mecánico que puede dañar la instalación.
METODOLOGÍA
62
3. METODOLOGÍA
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
La obtención de la información necesaria para la presente investigación
es realizada por medio de una INVESTIGACIÓN TECNOLÓGICA: pues,
las ciencias de la ingeniería tienen varias características que se vinculan
naturalmente con la innovación tecnológica, lo cual fomenta la innovación
en nuestro país. Con innovación tecnológica se designa la incorporación
del conocimiento científico y tecnológico, propio o ajeno, con el objeto de
crear o modificar un proceso productivo, lo cual en la actualidad es de
suma importancia para incorporarnos en los avances tecnológicos que se
presentan día a día.
La identificación del problema es realizada a través del uso de
información de la empresa, todo esto con el fin de conocer y expandir la
información relevante de la institución.
3.2 EQUIPOS UTILIZADOS
Los principales equipos a utilizarse dentro del levantamiento de
información son:
Flexómetros
Distanciómetros
Cintas métricas
Cámara fotográfica
Kit de calibración para detectores de gas.
Lámpara UV/IR de prueba.
63
3.3 PROCEDIMIENTO
Determinar el ruteo correcto de cada una de las líneas de tubería de
agua que forman parte del S.C.I. de la Envasadora.
Realizar las mediciones respectivas de cada tramo de tubería así como
de su posicionamiento dentro de cada área del sistema operativo de la
envasadora de GLP.
Calcular los requerimientos del S.C.I
Realizar una inspección visual de cada componente y accesorio de las
líneas de agua.
Obtener un registro fotográfico de todos los elementos mecánicos que
conforman los S.C.I. de agua.
Tabular la información obtenida.
3.4 DETERMINACIÓN DE REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA
Las áreas a ser protegidas fueron determinadas inicialmente, se evaluó
el nivel de riesgo a los que encuentran expuestas y para complementar
dicho análisis se expuso las normas que aplican específicamente para
empresas de almacenamiento y envasado de GLP, a continuación se
detallara el proceso para elaborar adecuadamente un sistema contra
incendios.
El análisis del riesgo que se realiza en cada uno de los Sistemas a
escogerse, debe ser detallado y meticuloso, para de esa forma poder
establecer las soluciones a distintos aspectos de una instalación, tal
como se indica en la Figura 15, de un esquema orientativo para
evaluación de abastecimiento de agua contra incendios y sistema de
distribución basado en el análisis del riesgo de incendio.
64
Figura 15: Esquema orientativo para evaluación de abastecimiento de
agua contra incendios y sistema de distribución basado en el análisis del
riesgo de incendio
(Álvarez Diego, 2008)
3.5 MÉTODOS DE SUPRESIÓN UTILIZADOS EN LA PROTECCIÓN
CONTRA INCENDIOS.
El elegir de un método de supresión adecuado o de una combinación
de métodos exige un análisis profundo de las condiciones existentes
mediante el levantamiento de información adecuada.
La eliminación de uno de los elementos en la combustión (combustible,
comburente, energía de activación y reacción en cadena), daría lugar a
65
la extinción del fuego. Según el elemento que se elimine, tendremos
distintos mecanismos para la extinción del fuego:
3.5.1 MÉTODO DE SUPRESIÓN POR ENFRIAMIENTO
Casi en todos los casos, el fuego se extingue si la superficie del
material en combustión se enfría, sin embargo el enfriamiento
superficial no es efectivo sobre productos gaseosos y líquidos
inflamables con un punto de inflamación inferior a la temperatura del
agua aplicada, es decir 100 ºF (37,8 ºC).
La cantidad de agua que sea necesaria para la extinción de un
incendio es determinada por varios factores, entre ellos tenemos la
cantidad y la rapidez de aplicación del agua, caudal y tipo aplicado,
entre otros, los mismo que no se pueden controlar por lo que no se
puede realizar cálculos exactos en el momento de un incendio.
El agua absorbe al máximo calor cuando esta se transforma en
vapor, la forma más efectiva de lograr esto es aplicando agua
pulverizada en vez de un chorro compacto como se pensaría.
Tamaño de gota: Estudios demuestran que el diámetro óptimo de
una gota de agua es de 0,01 a 0,04 plg. (0,3 a 1,0 mm), así como
también se conoce que entre más uniforme sean las gotas, mejores
resultados se obtendrán, por esta razón las gotas deben ser
suficientemente grandes para alcanzar el punto de combustión
deseado a pesar de todos los factores independientes (resistencia
del aire, la fuerza opuesta a gravedad, o cualquier corriente de aire y
penacho de llama) que existan en cada distinto incendio. Sin
embargo, si las gotas fueran demasiado pequeñas, estas pueden ser
66
desviadas por cualquier factor antes nombrado o evaporarse antes
de llegar a la base del fuego para extinguirlo.
3.5.2 MÉTODO DE SUPRESIÓN POR SOFOCACIÓN
Si se genera suficiente vapor, el aire puede ser desplazarse e incluso
eliminarse para conseguir la sofocación de una combustión
específica, y esto ocurre con mayor rapidez si se logra confinar el
vapor en la zona de combustión, ya que el este cede calor en la
transformación que ocurre cuando el proceso de calor termina por la
condensación de vapor, dicha transformación produce nubes de
vapor de agua visibles. Si dicho proceso ocurre encima del fuego el
material en combustión no se enfriara, pero el vapor absorberá calor
al disiparse nubes de vapor de agua.
Se debe tener en cuenta que en aquellas combustiones que se libere
oxígeno, la sofocación no será posible.
3.5.3 MÉTODO DE SUPRESIÓN POR EMULSIFICACIÓN
Una emulsión se consigue al agitar dos líquidos inmiscibles y lograr
que uno de ellos se disperse en el otro, por ende este procedimiento
se logra aplicando agua a líquidos viscosos inflamables, ya que el
enfriamiento de estos líquidos da como resultado una espuma
espesa, la misma que retrasa que vapores inflamables se emitan.
El problema que se puede presentar este proceso es relacionado con
la profundidad de los líquidos, ya que la esfumación puede producir
derrames del líquido ardiendo por fuera del recipiente que lo
67
contiene, por ello la mayoría de veces se emplea una pulverización
de agua fuerte y gruesa, evitando empleo de chorros compactos que
producirían violentas espumaciones.
3.5.4 MÉTODO DE SUPRESIÓN POR DILUCIÓN
El método de dilución varía ampliamente en su efectividad, en
algunos casos, los fuegos causados por materiales inflamables
hidrosolubles pueden extinguirse, sin embargo el resultado varía
dependiendo del volumen de agua y tiempo necesario para la
extinción.
Se debe tener en cuenta en las instalaciones de Gas Licuado de
Petróleo la capacidad de agua necesaria para enfriar el tanque
afectado, más la cantidad necesaria para enfriar los tanques
adyacentes, más otros tres chorros de agua de enfriamiento de 250
gpm (950 lpm) cada uno que se aplican directamente sobre la zona
donde se produce el escape del gas y la llama.
La aplicación de agua de enfriamiento a los tanques de GLP con
capacidad de agua de 2.0 m3 ó más, deberá contar con un sistema
fijo de enfriamiento con una densidad de enfriamiento no menor a
10.2 Lpm/m2 (0.25 gpm/pie2) conectado a la línea de agua contra
incendio de la instalación, la misma que deberá asegurar
alimentación a presiones no mayores de 12.304 kg/cm2 (175 psi)
por un mínimo de 4 h, considerando un caudal adicional de agua
no menor de 750 gpm (2,850 Lpm) para utilización de monitores y
mangueras portátiles de chorro-niebla para nebulización y
enfriamiento complementario.
68
Los densidad de aplicación del agua de enfriamiento a los tanques
de GLP, varían según el método de aplicación, pero en ningún
caso serán menores a 0.25 gpm/pie2 (10,2 Lpm/m2). Aplicaciones
de hasta 0.50 gpm/pie2 (20,4 Lpm/m2) deben ser considerados
para compensar las pérdidas por viento y ocasionales obturaciones
de las boquillas o rociadores.
En la curva área densidad de la Figura 15, se observa que la
aplicación de agua de enfriamiento para riesgos extraordinarios
grupo 1 y 2 va desde 0,20 a 0,40 gpm/pie2, pero para las
instalaciones con GLP este valor puede incrementarse hasta
0,5gpm/pie2.
Figura 16: Curva Área / Densidad
(Norma NFPA 13, 2009)
69
En la selección del Método, se realiza una evaluación de la eficacia de
cada uno de ellos, se comparo un Método de supresión con agua por
Diluvio, un Sistema con aplicación de agua por medio de monitores fijos,
Un sistema de agua pulverizada y Extintores portátiles.
Según la misma norma los métodos de extinción con espuma para
plantas de almacenamiento y envasado de GLP no son recomendadas.
Con estos antecedentes el método de Supresión seleccionado fue una
aplicación de Agua Diluvio.
3.6 SISTEMA DE AGUA PARA CONTRA INCENDIO
El diseño de abastecimiento y distribución de agua, son requeridos por
la norma NFPA 59. “Utility LP-Gas Plant Code”, la que dicta que se
deberá proporcionar agua para el abastecimiento simultaneo de
aquellos sistemas fijos de protección contra incendio, incluyendo las
boquillas monitor a su flujo y presión de diseño, que están involucradas
en el máximo incidente individual esperado en la planta. Deberá haber
disponible un abastecimiento adicional de 750 gpm (47,32 L/s) para los
chorros de mangueras manuales por un periodo no inferior que 2 h.
Deberá permitirse utilizar monitores activados de forma manual para
aumentar los chorros de mangueras manuales [NFPA 59:13.4.2]
Previo a la selección del sistema de protección más adecuado se
trabaja con la Tabla 5 tomada de la norma API 2510 Capitulo 5.
70
Tabla 5: Métodos de Aplicación de Agua
Tabla 5 – Métodos de Aplicación de Agua
Agua Monitores Fijos Sprays de Agua Equipo Portable
Ventajas de Cada Método
La rápida activación. Se puede activar automáticamente. Menos sujetos a daños de nube de vapor explosión. Menos sujetos a conectar. Menos sensible al viento Válvula de accionamiento individual.
Fácilmente activada y dirigida con exposiciones. Se puede activar automáticamente. Menos vulnerables al vapor explosión de nube. Dirige el agua rápidamente a áreas expuestas. Reducción de las tarifas de agua posible cuando sólo buque en parte, se expone al fuego. A partir de (la antorcha) dardos de fuego. Menos sujetos a conectar.
La rápida activación. Puede activarse automáticamente. Reduce preocupaciones acerca humectabilidad y descuido. Menos sensible al viento.
Válvula de accionamiento individual.
Menos vulnerables a explosiones de nube de vapor. Puede dirigir el agua a áreas específicas. Reducción de las tarifas de agua Cuando el buque sólo este expuesto parcialmente al fuego.
Desventaja de Cada Método
Posible problema de humectabilidad y descuido. Es posible que tenga que ser complementado con agua en aerosoles o conexiones de tubería. Para l cilindros horizontales la buena distribución de agua puede ser difícil. Puede no ser efectivo para (antorcha) dardos de fuego.
Activación más lenta si es manual. Riesgo de exposición al personal si están operando manualmente. Afectados por el viento. Agua de limitado alcance. La demanda de agua es más grande para una cobertura total.
Vulnerable a los daños en explosiones de nubes de vapor. Sin perjuicio de taponamiento, que puede dar como resultado desigual aplicación. Es más grande la demanda de agua necesaria para fuego localizado como Peligroso. Puede no ser eficaz para (Antorcha) dardos de fuego.
Más tiempo para despliegue. No automática. Mayor riesgo para el personal. Afectados por el viento.
(Norma API 2510, 2012)
71
Entre los componentes del sistema de enfriamiento tenemos los que se muestran en la Figura 16:
Figura 17: Diagrama de componentes de un Sistema de Agua Contra Incendio
(Osinergmin, 2011)
72
3.7 CISTERNA DE AGUA PARA PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO.
En el caso de plantas envasadoras de GLP el diseño de la cisterna para
contra incendio deberá cumplir lo que señala la norma de seguridad
correspondiente.
3.7.1 EJEMPLO DE CÁLCULO DE CAPACIDAD:
Con el presente ejemplo se puede establecer un sistema para
conocer las capacidades para una reserva de agua contra
incendios.
PRIMER PASO:
Determinar el máximo riesgo que se obtiene del Estudio de
Riesgos. Para nuestro ejemplo será un BLEVE.
Para evitar este tipo de siniestro se tendría que enfriar
(aspersores) el o los tanques de almacenamiento de GLP y utilizar
dos gabinetes para contra incendio.
SEGUNDO PASO:
Determinar el flujo de agua para enfriamiento de los tanques de
GLP.
73
Figura 18: Especificaciones Técnicas
(Osinergmin, 2011)
TERCER PASO:
Determinar el flujo necesario de agua para los gabinetes de
protección contra incendio (2 gabinetes de contra incendio
abiertos simultáneamente a 125 gpm por gabinete). Entonces el
flujo de agua de contra incendio necesario para los gabinetes
de contra incendio es de 250 gpm.
CUARTO PASO:
Determinar la capacidad de la cisterna para protección contra
incendio, considerando el tiempo que señala la norma
correspondiente que está en función del apoyo externo, para
este ejemplo consideramos la de una Planta Envasadora:
• Cuatro (04) horas.
• Dos (02) horas.
• Una (01) hora.
74
• No es necesaria reserva de agua.
Para el cálculo de la reserva de agua en la Planta Envasadora se
tomará en cuenta:
El máximo flujo de agua necesario para el máximo riesgo
posible (SEGUNDO PASO + TERCER PASO: 656.6 gpm).
Apoyo externo que se recibiría: Considerando para el
presente ejemplo que se dispone de un hidrante a menos de
100 m de la planta pero que no tiene el régimen de agua
requerido, y que se dispone cerca de una estación de la
Compañía del Cuerpo de Bomberos del Perú. Entonces se
necesitaría contar con 2 horas de abastecimiento de agua de
contra incendio.
Entonces la reserva de agua de contra incendio mínima
necesaria será de 300 m³.
3.8 BOMBA PARA PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO.
En el caso de plantas envasadoras de GLP las bombas para contra
incendio deberá cumplir lo siguiente:
BOMBAS PARA CONTRA INCENDIO:
Las bombas del sistema de agua contra incendio, incluidos los motores,
controladores y su instalación, deberán cumplir con la Norma para la
Instalación de Bombas Estacionarias de Protección contra Incendios -
NFPA 20, lo cual deberá ser acreditado, o de un organismo extranjero de
acreditación, u homólogo a éste:
75
• IAF (Foro Internacional de Acreditación).
• ILAC (Cooperación Internacional de Acreditación de Laboratorios).
• IAAC (Cooperación Interamericana de Acreditación).
En el cual se indique que el equipamiento cumple con la NFPA 20 y ha
sido puesto a prueba y considerado aceptable por dicha Entidad
Acreditada para el uso contra incendio, o alternativamente podrán ser
listados por UL (Underwriters Laboratories Inc.).
3.8.1 BOMBAS CON UN CAUDAL IGUAL O MENOR DE 500 GPM:
Se permitirá la instalación de bombas (incluidos los motores,
tableros y controladores) distintas a las especificadas en la NFPA
20 y con características de diseño diferentes cuando éstas cuenten
con la certificación de una Entidad Acreditada en INDECOPI o de
un organismo extranjero de acreditación, u homólogo a éste:
IAF (Foro Internacional de Acreditación).
ILAC (Cooperación Internacional de Acreditación de Laboratorios)
IAAC (Cooperación Interamericana de Acreditación).
Que determine que la bomba es apropiada para uso contra
incendio.
76
Figura 19: Bombas
(Osinergmin, 2011)
Una bomba contra incendios es un dispositivo diseñado, fabricado,
instalado y mantenido con el único y solo propósito de salvar vidas
humanas.
Deben ser equipos cuya operación sea “altamente confiables”.
3.8.2 EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA BOMBA:
Para caracterizar la bomba de contra incendio es necesario
calcular:
• Caudal (gpm).
• Presión de descarga de la bomba (psig).
• Potencia (HP)
• Eficiencia (%).
77
3.8.2.1 Caudal:
En la Tabla 5.8.2 de la NFPA 20 – Edición 2007, se señala las
capacidades nominales de las bombas de contra incendio,
entonces para nuestro ejemplo el máximo flujo de agua contra
incendio que se necesita será de 750 gpm.
Figura 20: Capacidades de Bombas Centrifugas contra incendio
(Osinergmin, 2011)
3.8.2.2 Presión De Descarga:
Se obtiene realizando un Balance de Energía o utilizando las
ecuaciones que señala la NFPA, utilizando un software o
manualmente utilizando una hoja de cálculo.
Para el ejemplo dado anteriormente, el cálculo nos dio que la
presión de descarga es de 157.8 psi.
78
3.8.2.3 Potencia:
Se obtiene realizando un Balance de Energía, utilizando un
software.
Para este ejemplo el cálculo nos dio que la presión de descarga
es de 135.7 psi.
3.8.2.4 Eficiencia:
Se obtiene realizando un Balance de Energía, utilizando un
software o manualmente utilizando una hoja de cálculo.
Para este ejemplo el cálculo nos dio que la presión de descarga
es de 70.0 psi.
ANALISIS DE RESULTADOS
79
4. ANALISIS DE RESULTADOS
El siguiente análisis se desarrollara mediante la revisión e inventario del
estado físico y operativo de los equipos mecánicos existentes en el Sistema
Contra Incendio de la Envasadora de GLP Shushufindi que incluye el área
total, dividiéndola en las siguientes partes:
a. Sistema De Distribución De Agua Del S.C.I.
b. Tubería, Equipos Y Accesorios De La Red Hídrica Del S.C.I.
c. Hidrantes, Monitores E Hidrantes-Monitores.
d. Rociadores (Sprinklers)
4.1 RED HÍDRICA DEL S.C.I.
Se divide principalmente en tres partes:
4.1.1 SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA
El agua para el S.C.I. proviene del tanque de almacenamiento de
agua que se encuentra en las instalaciones de la Refinería de
Shushufindi, instalación propiedad de PETROINDUSTRIAL, ubicado
a 2000 metros en dirección sur-oeste de la estación, el cual se
muestra en la figura 20.
80
Figura 21: Reservorio de captación de agua para el S.C.I. de la
refinería de Shushufindi
4.1.2 DISTRIBUCIÓN DE TUBERÍAS
La línea de captación de agua se deriva desde el anillo de
distribución de agua de PETROINDUSTRIAL. El anillo que se genera
en esta instalación se inicia en el tanque reservorio de agua de la
Refinería, continuando con una distribución de tuberías que rodean
completamente la zona de almacenamiento del establecimiento.
La derivación de tubería tiene un diámetro de 6” atravesando los
linderos de ambas instalaciones (Petroindustrial y Petrocomercial),
generando de esta manera un anillo de alimentación para los
hidrantes-monitores y las líneas de enfriamiento de los tanques bullet
de la Envasadora GLP Shushufindi, contando adicionalmente con
otra derivación la misma que alimenta al S.C.I. de la Estación
Cabecera Shushufindi.
81
4.1.3 SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN
El sistema de distribución se utiliza para brindar protección a los
tanques de almacenamiento tipo bullet TGSH01, TGSH02 y para
alimentar a los hidrantes.
Las características de estos tanques se detallan a continuación, junto
con la Figura 17 donde se muestran los tanques de almacenamiento
que se encuentran actualmente en la Envasadora de GLP en
Shushufindi.
TANQUE DE DEPÓSITO DE GLP
IDENTIFICACIÓN: TGSH 01
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO: 226 m³/110 Tn3
Longitud: 19.10 m
DIAMETRO: 4 m
TANQUE DE DEPÓSITO DE GLP
IDENTIFICACIÓN: TGSH 02
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO: 38 m³/20.85 Tn3
Longitud: 12.10 m
DIAMETRO: 2.10 m
82
Figura 22: Tanques de depósito de GLP
En la Tabla 6 se detallan las características de los tanques de
almacenamiento ya nombrados con anterioridad.
Tabla 6: Características Tanques de los Almacenamiento
NOMBRE PRODUCTO AÑO
TIPO DE
TECHO
ACTUADORES
ELÉCTRICOS
CAPACIDAD
TOTAL (bl)
TGSH-01 GLP 1975 CILÍNDRICO 0 1.408
TGSH-02 GLP 1989 CILÍNDRICO 0 240
CAPACIDAD TOTAL: 1.648
(PETROECUADOR, 2012)
En la Tabla 7 se detallan las facilidades de despacho en la
Envasadora de GLP en Shushufindi:
83
Tabla 7: Facilidades de Despacho
(PETROECUADOR, 2012)
4.3.3.1 Distribución de tuberías
El sistema de distribución se constituye por una tubería de 6” que
forma un anillo que se encuentra totalmente enterrado 1,5 metros
aproximadamente. De este anillo se deriva dos líneas de 4” y 3”
de diámetro respectivamente, con las cuales se lleva agua, a
través de una tubería de 2”, hacia los rociadores que dan
protección a los tanques de almacenamiento de GLP.
Figura 23: Tuberías del sistema de distribución
FACILIDADES DE DESPACHO
NUMERO DE BOMBAS 2
NUMERO DE TRENES DE CARGA/DESCARGA 2
NUMERO DE BALANZAS DE ENVASADO 10
84
En la Figura 24, se indica la distribución de tuberías que
alimentan los rociadores de los tanques bullet TGSH 01 y TGSH
02.
Figura 24: Tuberías del sistema de distribución
(PETROECUADOR, 2012)
4.3.3.1 Distribución de accesorios
En la Figura 25 se muestran los accesorios que se encuentran en
la línea de distribución, así:
Figura 25: Accesorios del sistema de distribución
(PETROECUADOR, 2012)
85
Figura 26: Válvula de compuerta del tanque TGSH-01
Figura 27: Válvula de compuerta y válvula para venteo del
tanque TGSH-02
86
4.3.4 SISTEMA DE ROCIADORES PARA LOS TANQUES BULLET
TGSH01 Y TGSH02
En las tuberías de 2” se encuentran instalados dos sistemas de
rociadores, uno para cada tanque, los cuales se detallan a
continuación:
Figura 28: Rociadores de los tanques de almacenamiento de GLP
(PETROECUADOR, 2012)
Figura 29: Sistema de rociadores de los tanques de depósito de GLP
(PETROECUADOR, 2012)
87
4.4 HIDRANTES-MONITORES
En este apartado se realiza una descripción de los hidrantes-monitores
que existen en el terminal, detallando mediante inspección visual el
estado y la ubicación de cada uno de ellos.
Para determinar si el equipo es simplemente hidrante o hidrante con
boquilla monitora se toma como base los conceptos de la norma NFPA
25 (Norma para la inspección, prueba, y mantenimiento de Sistemas
hidráulicos de protección contra incendios), artículos 3.3.9, 3.3.9.2.
ANEXO 4.
En la Envasadora de gas se tienen 3 Hidrantes-Monitores con boquillas
los cuales se detallan en la Figura 30 a continuación:
Figura 30: Características del Hidrante-Monitor 1
(PETROECUADOR, 2012)
88
Figura 31: Hidrante-Monitor 1 con boquilla dañada
Figura 32: Características del Hidrante-Monitor 2
(PETROECUADOR, 2012)
89
Figura 33: Hidrante-Monitor 2
Figura 34: Características del Hidrante-Monitor 3
(PETROECUADOR, 2012)
90
Figura 35: Hidrante con boquilla monitora 3
4.5 EVALUACIÓN DE ESTADO DE OPERACIÓN
La evaluación también comprende el estado de operación de detectores
de flama, detectores de gas, dispositivos de notificación audible, el
controlador del sistema y la interfaz hombre - máquina (HMI). Por lo que
lo dividiremos para el correcto análisis en el siguiente orden:
1. Red de Operación.
2. Controlador del sistema.
3. Detectores de flama.
4. Detectores de gas.
5. Dispositivos de notificación.
6. Interfaz Hombre Máquina (HMI).
91
4.5.1 INSTRUMENTACIÓN
En la instrumentación del sistema contra incendios destinada para el
sistema de detección de fuego y fugas de gas, en la Envasadora
GLP Shushufindi, se pueden citar cinco componentes principales: red
de operación, controlador del sistema, detectores de flama,
detectores de gas y dispositivos de notificación, los mismos que
fueron rehabilitados en el Proyecto: “Rehabilitación del Sistema
contraincendios de la Planta de Gas y Refinería Amazonas”.
Red de operación
El sistema contra incendios de la Envasadora GLP Shushufindi
pertenece a la Planta de Gas del Complejo Industrial Shushufindi. El
sistema de control del CIS se encuentra compuesto básicamente por
un PLC (chasis principal) que se utiliza como cerebro de control y de
dos chasis remotos de marca TRICONEX.
Los chasis remotos que se encargan de recibir y enviar las señales
procesadas del sistema contra incendios se encuentran ubicadas en:
El cuarto de Seguridad de Planta de Gas.
El cuarto de seguridad de Refinería Amazonas.
Los detectores de flama y de fugas de gas que se encuentran en la
Envasadora GLP Shushufindi pertenecen a la Planta de Gas.
La comunicación entre el PLC principal y los chasis remotos se
realiza por medio de una tarjeta de comunicación con cuatro puertos
como se detalla claramente en la Figura 36, donde en el Puerto 3 se
92
conecta la PC, la cual se encarga del monitoreo del sistema de
alarmas contraincendios de la Planta de Gas.
Figura 36: Arquitectura del Control del Complejo Industrial
Shushufindi.
(PETROECUADOR, 2012)
El sistema contra incendios de la Planta de Gas del CIS, en cuanto a
su estructura de control, se encuentra divido en 8 zonas, así:
ZONA 1: Área de proceso, tanques de agua, generadores
eléctricos.
ZONA 2: Tanque de agua tratada, tanque de propano, caseta
de compresores, cuarto de controles eléctricos.
ZONA 3: Esferas de Gas.
ZONA 4: Tanques de almacenamiento.
ZONA 5: Envasadora de GLP.
ZONA 6: Cuarto de control.
93
De las zonas citadas anteriormente, únicamente la Zona 5, forma
parte del levantamiento, conforme al alcance del proyecto.
El cable utilizado para la red de comunicación es armado ALFLEX de
4 conductores calibre 16 AWG. La ruta del cableado, parte de cada
instrumento hasta llegar al cuarto de control, a través de tubería de
conduit rígido de ¾”, cabe recalcar que la mayor parte de tramos de
tubería son enterrados, en la Figura 37 se puede observar un cable
armado con tubería rígida, perteneciente a la Planta Envasadora de
GLP en Shushufindi.
Figura 37: Cable armado y tubería rígida
94
Pruebas de la red de operación
En base a las pruebas realizadas, la red de operación para los
dispositivos pertenecientes a la Envasadora GLP Shushufindi se
encuentra operativa, lo cual se detalla en los ítems posteriores.
Controlador del sistema
En el cuarto de Seguridad Industrial de la Planta de Gas se
encuentra ubicado el tablero con un acabado de pintura color roja
previo tratamiento anticorrosivo y fosfatizado, de dimensiones
180x125x60 cm, doble puerta, al cual llega el cableado de toda la
instrumentación del sistema contra incendios de la Planta de Gas.
Los elementos del tablero son:
Chasis remoto TRICONEX 8112 con tarjetas.
Terminales de conexión de las tarjetas de entradas y salidas.
Fuente de alimentación 24 Vdc-20 A.
Conversor de Fibra óptica a RS-232/422/485.
Elementos de protección.
5 selectores
El ingreso de los cables es por la parte superior y su alimentación
viene desde el cuarto de los tableros de control de la Planta de Gas.
En la Figura 38 se observa el tablero del cuarto de seguridad de la
Planta Envasadora de GLP en Shushufindi.
95
Figura 38: Tablero del cuarto de seguridad de la Planta de gas
Pruebas del controlador del sistema
Durante las pruebas del sistema de detección de flama y fugas de
gas se verificó el estado del controlador ante la presencia de los dos
tipos de alarmas: flama y gas como se detalla en la Tabla 8.
96
Tabla 8: Resumen del estado del controlador durante las pruebas del sistema de detección de flama y fugas de gas.
INTERCONEXIÓN
MODELO CANTIDADANTES DE LA
PRUEBA
DURANTE LA
PRUEBAHMI
ENVASADORA GLP
SHUSHUFINDITriconex 8112 1 STATUS OK
Led´s indicadores no
cambian de estado
ante la presencia de
alarmas
Íconos de los
detectores de flama
y fugas de gas se
activan
En la prueba realizada se procedió a resetear el controlador y el estado del Detector de Gas GD8-1 no cambió.
NOTA:
UBICACIÓN
CONTROLADOR ESTADO
OBSERVACIONES
El detector de gas GD8-1 se encuentra
activado con un 61% de concentración,
debido a falta de mantenimiento del
detector y a posibles fugas de gas
(PETROECUADOR, 2012)
97
Detectores de flama
Como parte del sistema TRICONEX, existen dos detectores de flama
UV/IR, ubicados alrededor del área de envase de GLP.
Algunas características importantes son:
Detector de flama UV/IR.
Equipo para áreas clasificadas como peligrosas.
Cobertura: 120º vertical, 70º horizontal.
Las características técnicas de los detectores de flama son las
siguientes:
Marca: NET SAFETY.
Modelo: UV/IRS-A-SS.
Voltaje de entrada: 10 a 32 Vdc.
Señal de salida: 4-20mA.
Consumo: 35mA.
Rango de sensibilidad del espectro:
UV: 0.185 a 0.260 micrones.
IR: 4.4 micrones.
Rango de temperatura: -40ºC a 75ºC.
98
En la Figura 39 se puede observar un detector de flama, el mismo
que se encuentra ubicado alrededor del área de envasado de GLP.
Figura 39: Detector de flama
Mediante las pruebas de operatividad realizadas, los dos detectores
de flama se encuentran operativos. La Tabla 9 presenta información
sobre el estado inicial de los detectores.
Tabla 9: Detalle detectores de flama
Equipo Ubicación de
ReferenciaEstado
FD5-1Led rojo titilando
No presenta falla
FD5-3 Led rojo titilando
No presenta falla
Área de envase
de GLP
(PETROECUADOR, 2012)
99
Pruebas de los detectores de flama
Durante las pruebas del sistema de detección de flama, se verificó el
estado de cada sensor ante la activación de una alarma de fuego
generada con una lámpara de prueba, como se observa el ejemplo
en la Figura 40.
Figura 40: Activación de detectores de flama
En la Tabla 10 se realiza un resumen del estado de los detectores de
flama durante las pruebas realizadas.
100
Tabla 10: Resumen del estado de los detectores de flama durante las pruebas del sistema.
UBICACIÓN DE
REFERENCIAMODELO
T A GN A M E D E
R EF ER EN C IASERIAL
ANTES DE LA
PRUEBADURANTE LA PRUEBA
Área de envase GLP FD5-1 101456 STATUS OK LEDs PARPADEAN
Área de envase GLP FD5-3 101453 STATUS OK LEDs PARPADEAN
INSTRUMENTO
NET SAFETY
UV/IRS-A-SS
Durante la prueba: Reporta alarma de fuego
al HMI
Durante la prueba: Reporta alarma de fuego
al HMI
OBSERVACIONES
ESTADO
(PETROECUADOR, 2012)
101
Detectores de gas
Continuando con los elementos que forman parte del sistema
TRICONEX, existe un detector de gas puntual como se muestra en la
Figura 36, ubicado en las válvulas de la zona de bombas.
Algunas características importantes de los detectores de gas
puntuales son:
Detector de gas puntual IR.
Equipo para áreas clasificadas como peligrosas.
Permite el monitoreo continuo de concentraciones de gas
hidrocarburo en el rango de 0 a 100% LEL.
Las características técnicas de los detectores de gas puntuales son
las siguientes:
Marca: NET SAFETY.
Modelo: MLP-A-SIR100-SS.
Voltaje de entrada: 10.5 a 32 Vdc.
Consumo de energía: 140 mA
Rango de detección: 0 a 100 % LEL.
Gases predeterminados: metano, propano y butano.
Rango de temperatura: -40 ºC a 75 ºC.
102
Figura 41: Detector de gas
En la Tabla 11 se detalla información sobre el detector de gas.
Tabla 11: Detalle detector de gas
Ubicación de
ReferenciaEstado
Tipo de material del
sensor
Área de BombasAlarmado con 61% de
concentraciónAluminio
(PETROECUADOR, 2012)
103
Pruebas del detector de gas
Conforme al registro fotográfico, el mismo que se muestra en la
Figura 42, el sensor de gas del área de bombas se encuentra
alarmado, debido a la presencia de una concentración de gas
metano del 61% (LEL). El kit de pruebas para detectores de gas
presenta una concentración del 50% (LEL), valor inferior al de la
alarma, pese a ello se ejecutó la prueba sin observar ningún cambio
en el detector a continuación se realiza un cuadro resumen.
Figura 42: Detector de gas alarmado. a) Valor de concentración en
pantalla del HMI. b) Ícono alarmado en la pantalla de ubicaciones de
los detectores. c) Valor de concentración en el equipo.
En la Tabla 12 se realiza un resumen de las características del
Detector de gas.
104
Tabla 12: Detalle detector de gas
UBICACIÓN DE
REFERENCIAMODELO
T A GN A M E D E
R EF ER EN C IASERIAL
ANTES DE LA
PRUEBADURANTE LA PRUEBA
Área de BombasMLP-A-SIR100-
SSGD8-1 - ALARMADO ALARMADO
INSTRUMENTO
OBSERVACIONES
ESTADO
Se encuentra en estado alarmado con
61% de concentración
(PETROECUADOR, 2012)
105
Dispositivos de notificación
El sistema de detección de flama y fugas de gas no presenta sirenas
asociadas al Sistema contra incendios automático, sin embargo
existe un accionamiento manual por medio de un switch, el cual se
muestra en la Figura 42, que se encuentra en el tablero del “Chasis
remoto” (ubicado en el cuarto de seguridad de Planta de Gas).
En la Figura 43 se muestra un switch de accionamiento para
alarmas.
Figura 43: Switch de accionamiento para alarma
Pruebas de los dispositivos de notificación audible
No se realiza pruebas porque la sirena no se encuentra dentro de la
Envasadora GLP Shushufindi.
106
Interfaz Hombre Máquina (HMI)
En cuanto a la interfaz hombre máquina (HMI), la Envasadora GLP
Shushufindi posee una computadora dedicada al monitoreo y
visualización del sistema de detección de fuego y fugas de gas,
cuenta con dos ventanas donde se visualiza la ubicación y el estado
de los detectores.
En la Figura 44 se observa el programa que se utiliza para realizar el
interfaz hombre-máquina.
Figura 44: Interfaz hombre-máquina
Pruebas de la HMI
Durante las pruebas del sistema de detección de flama y fugas de
gas, se verificó el reporte del estado de cada dispositivo hacia el HMI
y se constató que en la pantalla del HMI, se presentan en una
ventana los valores de concentración de los detectores de gas y en la
segunda ventana, se indica la ubicación de todos los detectores con
sus respectivos “tagnames”. Por otra parte al presentarse una
alarma, el color del detector cambia de verde a rojo parpadeante
como se observa en la Figura 45.
107
Figura 45: Detector de Fuego alarmado
Software de programación
El programa que permite el monitoreo y control desde el PC a través
del protocolo MODBUS es el FACTORY LINK, en el cual están
configuradas las pantallas de alarmas, seteos de los rangos de
disparo, monitoreo y control.
En la Figura 46 se muestra el software de programación utilizado en
la Planta Envasadora de GLP en Shushufindi.
108
Figura 46: Software de programación
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
109
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
Se cuenta con mano de obra calificada para diseñar, instalar y
arrancar un Sistema Contra Incendio que cumpla la Reglamentación
Nacional.
Un Sistema Contra Incendio no puede ser general para un sector
productivo ya que, cada Sistema es exclusivo de cada planta, porque
intervienen muchas variables en el diseño.
Un método de evaluación del riesgo de incendio, no debe ser
constituido como un modelo de cálculo aislado de otros, pues debe
estar unido a todas las variables que lo rodean, para lograr un
resultado más efectivo.
Cuando se aplican los distintos métodos de evaluación de riesgos de
incendio, enunciados en el Capítulo 2 del presente estudio, a una
serie de compartimentos, es evidente que éstos coinciden en algunos
factores, pero cada método posee parámetros diferentes, por lo que,
al considerar más factores de los posibles riesgos potenciales a los
que se enfrenta, se tiene una visión real de la situación, lo que
permite tomar una decisión más acertada.
El mantenimiento es de suma importancia para un correcto
funcionamiento del S.C.I, por lo que se realizo una completa revisión
e inventario del estado físico y operativo de los equipos mecánicos
existentes, para evaluar lo que debe ser mejorado, cambiado o
implementado, de la que se concluyo:
Las tuberías de 2”, 3” y 4” presentan puntos de corrosión y capas de
pintura en mal estado es recomendable dar el mantenimiento
correspondiente como lo establece la norma NFPA 25, capítulo 5,
artículo 5.2.2.1.
110
Se recomienda cambiar los rociadores que presente señales de estar
pintados, de acuerdo con lo establecido en la norma NFPA 25,
capítulo 5, artículos 5.2.1.1.1 y 5.2.1.1.2.
Los hidrantes y sus boquillas monitoras se deben reparar de acuerdo
con lo establecido en la norma NFPA 25, capítulo 7, artículo 7.2.2.6.
Se verificó que el cableado interno del tablero del Chasis remoto
TRICONEX del sistema de detección de flama y fugas de gas no está
sujeto adecuadamente, no cuenta con etiquetas de identificación
para alguno de sus puntos de conexión y para sus elementos
internos.
Se comprobó que en el tablero del “Chasis remoto” no cuenta con
sus diagramas de conexionado.
Se verificó que la fuente de alimentación para todos los detectores
del SCI no tiene protección para cada punto, si existe algún problema
en cualquier punto de dicha red (sobre voltaje, cortocircuito, pérdida
de energía), no se podría identificar al equipo afectado.
Se verificó que los detectores del sistema F&G (detectores de flama
y gas) no poseen “tagnames” que permitan identificarlos.
Se observó en los detectores de flama que el brazo de montaje se
encuentra en estado de oxidación.
Se verificó que el tablero del chasis remoto no presenta su placa de
identificación.
Se confirmó que no existen planos de la ruta de la tubería enterrada.
111
Se observó que en caso de tareas de mantenimiento o desinstalación
de equipos y cableado, el sistema de detección de flama y fugas de
gas no cuenta con planos de conexionado de equipos y rutas del
cableado de comunicación, control y alimentación, el único dato
disponible es el tipo de cable utilizado para la red de operación y
alimentación (el cable armado ALFLEX de 4 conductores calibre #16
AWG).
Se verificó que la Envasadora GLP Shushufindi no cuenta con un
sistema de perifoneo, que permita la tarea de comunicación de
mensajes y reproducción de tonos de alarmas generales.
Se verificó que el sistema de visualización de alarmas de los
detectores, montados en la Envasadora GLP Shushufindi, no se
encuentra en un lugar cercano para el personal de la Envasadora.
Se comprobó mediante las pruebas realizadas, que los dos
detectores de flama del SCI se encuentran operativos y no reportan
fallas al controlador.
Se comprobó mediante las pruebas realizadas, que el detector de
gas del SCI se encuentra en alarma de fugas de gas.
Se comprobó que existen registros de inspección del sistema de
detección de flama y fugas de gas, con fecha de diciembre del 2008.
Los elementos inspeccionados presentan fallas, sin embargo con el
debido mantenimiento se los puede incluir en el actual diseño del
S.C.I de la envasadora de GLP, implementado el resto de cambios
que se describieron en el capítulo 3, con el cumplimiento de las
respectivas normas.
112
El método que fue escogido para la sofocación del fuego en una
Planta Envasadora de GLP (Agua Diluvio), se realizo a través de una
extensa evaluación y comparación de distintos métodos, como
también obedeciendo la norma que establece que los métodos de
extinción con espuma para plantas de almacenamiento y envasado
de GLP no son recomendadas.
Los sistemas fijos de extinción son los que tienen como objetivo
principal el de extinguir rápidamente un incendio, desde sus inicios y
así evitar que éste adquiera magnitudes difíciles de combatir y que
provoque grandes pérdidas. Comúnmente se instalan en lugares de
mayor riesgo como el área de transformadores eléctricos.
Los sistemas móviles de extinción son los más utilizados para
extinguir incendios en los edificios, pero hay que tomar en cuenta
que la efectividad de éstos sistemas depende en gran parte de un
sistemático y adecuado mantenimiento, de un correcto uso para
combatir incendios dependiendo del tipo de fuego y de un previo
adiestramiento para optimizar su rendimiento. También es importante
tomar en cuenta que los sistemas móviles de extinción tienen una
capacidad limitada para combatir incendios, por lo que su uso es
indicado sólo para pequeños incendios o inicios de estos.
5.2 RECOMENDACIONES
Que sea responsabilidad de ingenieros, arquitectos, diseñadores,
constructores, y propietarios, velar por la correcta aplicación de las
leyes y reglamentos de seguridad, nacionales e internacionales,
garantizando así el cumplimiento de estas para poder brindar a los
usuarios de las edificaciones una mayor tranquilidad en sus trabajos,
hogares, etc., en lo que se refiere al tema de seguridad.
113
Previo a la instalación del nuevo Sistema Contra Incendio, se debe
realizar una revisión de todos los elementos que se decidan
mantener o reutilizarlos.
Continuar con las pruebas semanales al Sistema Contra Incendio y la
capacitación de la brigada, pues esto familiariza y mejora
significativamente la capacidad de respuesta ante un siniestro.
Para mantener la operatividad del Sistema, se debe realizar el
mantenimiento e inspecciones periódicos a toda la red, con el fin de
identificar los elementos que pudieren afectar la eficaz respuesta
ante un siniestro.
Considerar aumentar el diámetro de las tuberías para poder
abastecer el caudal más eficiente que demanda el nuevo sistema
contra incendio.
Reemplazar el sistema de bombeo ya que no se encuentra operativo
y en condiciones de abastecer a toda la planta en caso de un
incendio.
Considerar reubicar los tanques de almacenamiento de GLP para
que tengan las distancia mínima de separación reglamentarías.
En caso de emergencia el sistema contra incendios de la envasadora
requiere ser accionado por el personal de Petroindustrial, lo cual
genera muchos inconvenientes, por lo que se recomienda crear
sistemas independientes de almacenamiento y accionamiento para la
línea del S.C.I. de los tanques de almacenamiento de GLP.
El cableado de un tablero de control debe cumplir la normativa NFPA
70 (Capítulo 4, sección: Tableros y paneles de distribución, párrafo:
408.3), por lo que se debe tener cuidado en las conexiones que
ingresan al panel, deben estar conducidas por manguera flexible en
buen estado y con sellos. Por otra parte, el cableado interno de los
paneles de control debe ser sujetado adecuadamente, pudiendo
114
hacer uso para ello, de canaletas ranuradas o de topes para sujeción
de cables (recomendación por parte de Energypetrol).
Adicionalmente, todos los cables deben ser identificados con
etiquetas plásticas donde conste el punto de inicio y el punto final de
conexión. Esta recomendación está basada en la normativa NFPA 70
(Capítulo 3, sección: Canaletas auxiliares, párrafos: 366.6 y 366.10;
Capítulo 3, sección: Conductores para cableado general, párrafos:
310.120 y 310.110).
Todos los diagramas de conexionado interno de paneles deben ser
actualizados y ubicados al interior de cada panel, adicional a esto se
debe contar con una copia en digital de dicha información.
La red utilizada para alimentar a todos los dispositivos debe ser una
punto a punto en la cual cada equipo cuente con su respectivo
breaker o fusible debidamente identificado, tal como lo mencionan las
normas NFPA 70E (Capítulo 1: Requerimientos Generales para
instalaciones eléctricas, párrafo: 1.7) y NFPA 70 (Capítulo 7, sección:
Sistemas de alarma de fuego, párrafos: 760.43 y 760.45; Capítulo 4,
sección: Tableros y paneles de distribución, párrafo: 408.4; Capítulo
3, sección: Conductores para cableado general, párrafo: 310.110);
esta práctica de instalación permite realizar de una forma más
efectiva las tareas de revisión y mantenimiento pues solo se aísla a
determinado equipo y la red general no se ve afectada.
Todos los equipos deben ser debidamente marcados, con marquillas
metálicas, esto permite una rápida identificación de los mismos en
caso de tareas de mantenimiento, pruebas del sistema y reemplazo
de equipos, tal como se lo recomienda en la norma NFPA 70
(Capítulo 1, sección: Requerimientos para instalaciones eléctricas,
párrafo: 110.21).
Las piezas que se encuentren oxidadas dentro de la instalación de
los detectores deben ser retiradas y en su lugar instalar nuevos
115
reemplazos compatibles con el material del cual están fabricados los
soportes (recomendación por parte de Energypetrol).
Todos los paneles de control deben ser correctamente identificados y
deben poseer su placa de identificación en donde conste su número
de parte, modelo y serial, esto con el propósito de agilitar las tareas
de mantenimiento, reemplazo de partes, cumplimiento de garantías,
tal como se lo recomienda en las normas NFPA 70 (Capítulo 1,
sección: Requisitos para instalaciones eléctricas, párrafo: 110.21) y
NFPA 70E (Capítulo 3: Métodos de cableado, componentes y equipo
para uso general, párrafo: 3-10.3.3.1).
Se deben generar los planos de referencia de la ruta de tubería
enterrada, en caso de que esta tarea no pueda ser ejecutada, se
debe realizar una nueva ruta para el nuevo sistema F&G
(recomendación por parte de Energypetrol).
Es importante poseer un sistema de notificación independiente al
sistema F&G, mediante dicho sistema se podrían notificar (con tonos
de evacuación) o perifonear eventos de evacuación por causas
diferentes a las de un conato de fuego, tal como lo recomiendan las
normas NFPA 72 (Capítulo 10, sección: Funciones del Sistema,
párrafo: 10.7) y Norma PETROECUADOR SHI-022 (Capítulo 6,
sección: Componentes del Sistema, párrafo: 6.4).
La visualización de alarmas del sistema contra incendios tiene que
estar en un lugar accesible para los operadores de la Envasadora
GLP Shushufindi, para que puedan monitorear el estado de cada
detector montado en campo, esta recomendación está basada en la
normativa NFPA 72 (Capítulo 10, sección: Funciones del Sistema,
párrafos: 10.16.6 y 10.16.6.1)
116
BIBLIOGRAFÍA
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de un Sistema de Protección Contra Incendio en una Planta Envasadora de
Gas Licuado de Petróleo. Guayaquil. Tesis de Grado.
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La Refinería De Esmeraldas, Quito. Tesis de Grado.
Creus, A., (2005) Instrumentación Industrial. México. Alfaomega Grupo
Editor.
Calle, L., (2004) Química y Características del Petróleo y Productos
Básicos. Quito. Institucional.
CODIGO PENAL, Ley del Tráfico Ilegal de Combustibles, Art. 367 “de los
delitos relativos de comercialización ilícita de combustibles derivados de
hidrocarburos, incluido el gas licuado de petróleo y biocombustibles”. Quito.
Institucional.
DIRECCIÓN NACIONAL DE HIDROCARBUROS, Ley de Hidrocarburos,
Ley 2007-85 y Artículo 11. Quito. Institucional.
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Una Planta Envasadora De Gas. Quito. Tesina de Seminario.
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Envasadoras de GLP. Quito. Institucional.
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Planta de Gas del Completo Industrial Shushufindi de Petroindustrial. Quito.
Institucional.
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16 de julio, 2012, de Sección Química Nuclear (2005).”
Rastreo de Combustibles Mediante Técnicas Nucleares”. Recuperado 5 de
febrero 2013.
117
Agencia de Regulación y Control Hidrocarburífero (2008). Aditivación de
Trazadores para Fortalecer el Control de la Comercialización de
Combustibles Líquidos Derivados del Petróleo. Recuperado 11 de enero
2013.
118
GLOSARIO DE TÉRMINOS
ADITIVO: Sustancia química agregada a un producto para mejorar sus
propiedades.
ALFLEX: Cable para áreas clasificadas como peligrosas: Clase I, División I,
Grupos C y D.
A.P.I.: Instituto americano del petróleo.
COMBUSTIBLE: Sustancia que reacciona con el O2 del aire. La reacción
permite transformar la energía asociada a la estructura molecular de los
reactantes en energía térmica que soporta a los productos.
CRAQUEO CATALÍTICO: Se basa en el rompimiento de moléculas por medio
de un catalizador en presencia de temperatura.
DESTILADO: Los productos de condensación obtenidos durante el proceso de
destilación fraccionada (combustibles gaseosos, nafta, gasolina, queroseno y
gasóleos).
GRAVEDAD ESPECÍFICA: La relación del peso de una unidad de volumen de
una sustancia de referencia, ambas a las mismas condiciones físicas
especificadas.
HIDRODESULFURADORA: Su función principal es eliminar el azufre de la
carga que viene de crudo a través de un horno y un reactor, a alta temperatura
(320 °C) y con una corriente de hidrógeno.
NFPA: La NFPA es reconocida alrededor del mundo como la fuente autoritativa
principal de conocimientos técnicos, datos, y consejos para el consumidor sobre
la problemática del fuego y la protección y prevención.
119
NÚMERO DE OCTANO: Parámetro utilizado para la medición de mayor o
menor tendencia a la detonación
OCTANAJE: Es una escala que mide la resistencia que presenta un
combustible (como la gasolina) a detonar prematuramente cuando se
comprime dentro del cilindro de un motor.
POLIDUCTO: Es el ducto para el transporte de productos derivados del petróleo
crudo desde el punto de carga hasta una terminal u otro poliducto y que
comprende las instalaciones y equipos necesarios para dicho transporte.
PRODUCTOS LIMPIOS: Son derivados del petróleo resultado de un proceso de
destilación, con características diferentes tales como: Gasolinas, Diesel 2,
Diesel 1, Jet A 1, Naftas bases etc.
PUNTO DE CARGA: Es el punto a partir del cual los hidrocarburos a transportar
pasan del sistema del cargador al del transportador.
REGENERACIÓN CONTINUA DE CATALIZADOR (CCR): Es un Planta cuyo
objetivo es producir gasolina de alto octanaje, hidrógeno y LPG, tomando como
carga la nafta liviana.
TRANSPORTE: Es el desplazamiento de hidrocarburos, realizado desde el
lugar de recepción o captación hasta el lugar de entrega o devolución, a título
oneroso, por medio de oleoductos gasoductos o poliductos.
ANEXOS
120
ANEXO N° 1: Plano Isométrico de la Planta Envasadora De Gas Licuado De Petróleo
121
ANEXO N° 2: Descripción de la Instrumentación de Campo de un Sistema
de Detección
122
123
124
125
126
ANEXO N° 3: Descripción de la Instrumentación de Campo de un Sistema
de Extinción
127
128
129
130
ANEXO N° 4: (Normas de los Sistema Contra Incendio)
NORMA NFPA 20
INSTALACIÓN DE BOMBAS ESTACIONARIAS DE PROTECCIÓN CONTRA
INCENDIOS
EDICIÓN 2007
ESPAÑOL
Sistemas de rociadores
5.2* Inspección.
5.2.1 Rociadores.
5.2.1.1* Los rociadores deben inspeccionarse desde el nivel del suelo
anualmente.
5.2.1.1.1* Los rociadores no deben mostrar señales de filtraciones; deben estar
libres de corrosión, materias extrañas, pintura y daño físico; y deben estar
instalados en la orientación correcta (ej., montante, colgante o en pared lateral).
5.2.1.1.2 Cualquier rociador que muestre señales de filtraciones; se haya
pintado, por persona diferente al fabricante, esté oxidado, dañado, o cargado; o
en orientación impropia debe reemplazarse.
5.2.2* Tubería y Accesorios. Las tuberías de rociadores y accesorios deben
inspeccionarse anualmente desde el nivel del suelo.
131
5.2.2.1 La tubería y los accesorios deben estar en buenas condiciones y libres
de daños mecánicos, filtraciones y corrosión.
5.2.2.2 La tubería de los rociadores no debe someterse a cargas externas de
materiales, ya sea apoyados sobre la tubería o colgados de la tubería.
5.16* Supervisión de válvulas.
5.16.1 Supervisada abierta. Cuando se provean, la válvula de succión, válvula
de descarga, válvula de desvío, y válvulas de aislamiento en el dispositivo o
montaje de prevención de contra flujo deberán ser supervisadas en su posición
abierta mediante uno de los siguientes métodos:
(1) Servicios de señalización de estación central, propietario o estación remota.
(2) Servicio de señalización local que provocara el sonido de una señal audible
en un punto constantemente atendido.
(3) Bloqueo de válvulas en posición abierta.
(4) Sellado de las válvulas y una inspección aprobada semanal donde las
válvulas se colocan dentro de gabinetes cerrados bajo el control del dueño.
132
NORMA NFPA 25
NORMA PARA INSPECCIÓN, PRUEBA Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS
DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS A BASE DE AGUA
EDICIÓN 2008
ESPAÑOL
3.3.9* Hidrante de Incendios. Conexión de válvula en un sistema de suministro
de agua que tiene dos o más salidas y se usa para proveer agua para
mangueras y bombas de incendio. [1141,2008]
3.3.9.1* Hidrante de Cilindro Seco (Hidrante a Prueba de Congelación). Este es
el tipo de hidrante más común; tiene una válvula de control por debajo de la
línea de congelación entre la base y el cilindro. Un drenaje está situado en el
fondo del cilindro por encima del asiento de la válvula de control para el drenaje
adecuado después de la operación.
3.3.9.2* Hidrante de Boquilla Monitora. Hidrante equipado con una boquilla
monitora capaz de descargar más de 946 L/min (250 gpm).
7.2 Inspección.
7.2.1 General. Las tuberías principales de servicio privado de incendios y sus
accesorios deben inspeccionarse a los intervalos especificados en la Tabla 7.1.
7.2.2* Procedimientos. Todos los procedimientos deben llevarse acabo de
acuerdo con las instrucciones del fabricante, cuando es el caso.
7.2.2.1 Tuberías Expuestas.
133
7.2.2.1.1 Las tuberías expuestas deben inspeccionarse anualmente.
7.2.2.1.2 Las tuberías deben inspeccionarse, y tomarse la acción correctiva
necesaria según la Tabla 7.2.2.1.2.
7.2.2.2 Tuberías Enterradas. Generalmente, las tuberías enterradas no pueden
inspeccionarse en forma regular. Sin embargo, las pruebas de flujo pueden
mostrar el estado de las tuberías enterradas y deben realizarse de acuerdo con
la Sección 7.3.
7.2.2.6 Boquillas Monitoras. Las boquillas monitoras deben inspeccionarse
semestralmente, tomando la acción correctiva a según la Tabla 7.2.2.6.
134
7.4.2 Hidrantes.
7.4.2.1 Los hidrantes deben lubricarse anualmente para garantizar que todas
las cañas, tapas, cierres y roscas estén en condiciones de funcionamiento
adecuadas.
7.4.2.2 Los hidrantes deben mantenerse libres de nieve, hielo, u otros
materiales y protegidos contra daño mecánico para garantizar su libre acceso.
7.4.3 Boquillas Monitoras. Las boquillas monitoras deben lubricarse
anualmente para asegurar su funcionamiento adecuado.
135
NORMA NFPA 14
HIDRANTES
EDICIÓN 2000
INGLES
2-9.1 Los hidrantes deben ser de tipo aprobado y tener un diámetro no menor 6”
(152 mm) con la red principal. Una válvula debe estar instalada en la conexión
del hidrante. El número, tamaño y disposición del desagüe, el tamaño de la
abertura de la válvula principal, y el tamaño del cilindro será adecuado para la
protección provista y se debe ser aprobada por la autoridad competente.
4-5 Instalación y mantenimiento de hidrantes.
4-5.1* Los hidrantes deben estar ubicados sobre piedras planas o losas de
hormigón y deberán estar provistos de piedras pequeñas (o equivalente)
colocado sobre el desagüe para asegurar el drenaje.
INVENTARIO DE LOS PRINCIPALES COMPONENTES DE LA
ENVASADORA DE GLP SHUSHUFINDI
136
INVENTARIO DE HIDRANTES DEL TERMINAL DE LA ENVASADORA DE
GLP SHUSHUFINDI
NOTA: (SR) Sin registro, no tiene datos de placa
137
ANEXO N° 5: Información Técnica de los Rociadores
