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ZONAS DE PLANIFICACIÓN PARA ACCIDENTES GRAVES DE TIPO TÉRMICO. (en el ámbito del Real Decreto 1254/99 (Seveso II)) - PDF
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Josefina Ávila Rivas
1 ZONAS DE PLANIFICACIÓN PARA ACCIDENTES GRAVES DE TIPO TÉRMICO (en el ámbito del Real Decreto 1254/99 (Seveso II))2 3 Enrique González Ferradás (Coordinador) Francisco José Ruiz Boada (Coordinador) Agustín Miñana Aznar Joaquín Navarro Gómez José Ruiz Gimeno Jesús Martínez Alonso ZONAS DE PLANIFICACIÓN PARA ACCIDENTES GRAVES DE TIPO TÉRMICO (en el ámbito del Real Decreto 1254/99 (Seveso II)) DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA UNIVERSIDAD DE MURCIA DIRECCIÓN GENERAL DE PROTECCIÓN CIVIL MINISTERIO DEL INTERIOR 20024 Edita: Dirección General de Protección Civil. Ministerio del Interior Servicio de Publicaciones. Universidad de Murcia I.S.B.N.: Depósito Legal: MU Fotografías portada cedidas por: Protego, Fike Iberica y Dreams Wizards Impreso en España - Printed in Spain Imprime: F.G. GRAF, S.L.5 Índice general Presentación Prólogo Capítulo 1. Introducción Los incendios en la industria química Referencias bibliográficas Capítulo 2. Tipología de los incendios Incendios en charco o depósito Desarrollo del incendio Factores que influyen en la radiación térmica Mecanismos de la evaporación durante el incendio Geometría de la llama Bolas de fuego Definiciones de BLEVE y bola de fuego Formación de la nube de vapor Desarrollo de la bola de fuego Factores que influyen en la radiación térmica Propiedades características de las bolas de fuego Dardos de fuego Definición Formación y desarrollo del dardo de fuego Factores que influyen en la radiación térmica Incendios flash Referencias bibliográficas... 326 8 ZONAS DE PLANIFICACIÓN PARA ACCIDENTES GRAVES DE TIPO TÉRMICO Capítulo 3. Efectos de la radiación térmica Efectos sobre las personas Quemaduras de primer grado: Tipología y valores umbral Quemaduras de segundo grado: Tipología y valores umbral Quemaduras de tercer grado: Tipología y valores umbral Factores que condicionan la mortalidad por quemaduras de segundo y tercer grado Efectos sobre los materiales El concepto de dosis de radiación térmica aplicado a los materiales Intensidad crítica de radiación Referencias bibliográficas Capítulo 4. Modelos de cálculo de la intensidad y de la dosis de radiación térmica El modelo de fuente puntual (MFP) La potencia total generada en los incendios Incendios en charco o depósito Bolas de fuego Dardos de fuego Coeficiente de transmisividad atmosférica El modelo de llama sólida (MLLS) Factores de visión Incendios en charco o depósito Bolas de fuego Dardos de fuego La potencia de emisión de la radiación térmica Incendios en charco o depósito Bolas de fuego Dardos de fuego Dosis de radiación térmica Propuesta para determinar las dosis de radiación térmica Referencias bibliográficas Capítulo 5. Valores límite para establecer las zonas de planificación en los accidentes de tipo térmico Referencia normativa... 797 ÍNDICE 9 Capítulo 6. Ejemplos de cálculo de zonas de planificación El programa EFFECTS Incendios en charco Bolas de fuego Dardos de fuego Ejemplos de cálculo para incendios en charco Descripción de los escenarios accidentales Datos de entrada al programa EFFECTS Resultados proporcionados por el programa EFFECTS Tratamiento de los resultados Zonas de planificación Ejemplos de cálculo para bolas de fuego Descripción de los escenarios accidentales Datos de entrada al programa EFFECTS Resultados proporcionados por el programa EFFECTS Tratamiento de los resultados Zonas de planificación Validación del procedimiento para determinar la dosis de radiación térmica para bolas de fuego Ejemplos de cálculo para dardos de fuego Descripción de los escenarios accidentales Datos de entrada al programa EFFECTS Resultados proporcionados por el programa EFFECTS Tratamiento de los resultados Zonas de planificación Referencia Capítulo 7. Nomenclatura Índice de Tablas Índice de Figuras Anexo. La función PROBIT aplicada a los accidentes de tipo térmico I.1. Referencias bibliográficas8 9 Presentación La Dirección General de Protección Civil, a través del Ministerio del Interior, tiene asumidas las funciones que, como Autoridad Competente, le corresponden a nivel nacional y ante la Unión Europea, para la transposición, aplicación y seguimiento de la Directiva del Consejo 96/82/CE, de 9 de diciembre (Directiva Seveso II), relativa al control de los riesgos inherentes a los accidentes graves en los que intervengan sustancias peligrosas. La promulgación de esta Directiva supuso respecto a la anterior legislación Directiva 82/501/CE y sus modificaciones (Directiva Seveso I) la incorporación de nuevos criterios que afectan entre otros a la definición del ámbito de aplicación, a los requisitos que ha de cumplir el industrial titular del establecimiento afectado, como la definición de la política de prevención de accidentes graves, el desarrollo de un sistema de gestión de seguridad que describa los elementos puestos en juego para aplicar dicha política, la valoración del efecto dominó entre establecimientos próximos, etc. La transposición de la Directiva Seveso II a nuestro ordenamiento legal se llevó a cabo mediante el Real Decreto 1254/1999, de 16 de julio, y recientemente, tras un proceso de consultas en el que han participado las partes implicadas autoridades estatales y autonómicas, representantes de la industria química, técnicos y personal especializado, se ha elaborado la Directriz Básica de Protección Civil para el Control y Planificación ante el Riesgo de Accidentes Graves en los que Intervienen Sustancias Peligrosas. Este documento constituye la herramienta técnica para la aplicación del Real Decreto citado, cuyo objeto primordial es la prevención de los accidentes graves y la limitación de sus consecuencias para el hombre, el medio ambiente y los bienes. Para alcanzar esta finalidad, se estructura en el marco de competencias de las Comunidades Autónomas el desarrollo de planes de emergencia exterior para los establecimientos afectados, debiendo tener en cuenta la ubicación de dichos establecimientos en sus políticas de asignación de suelo, realizar labores de inspección, organizar la información a la población, etc. Ciertos elementos contemplados en el Real Decreto citado necesitan un desarrollo más pormenorizado que el recogido en la propia Directriz Básica. La complejidad, extensión o justificación de aspectos tales como la tipología de los accidentes y las magnitudes que definen los fenómenos peligrosos, los análisis de consecuencias y los índices utilizados para establecer las zonas de planificación, el efecto dominó, etc., demandan por parte de las administraciones competentes, criterios principalmente técnicos, de carácter homogéneo.10 12 ZONAS DE PLANIFICACIÓN PARA ACCIDENTES GRAVES DE TIPO TÉRMICO Por ello, la Dirección General de Protección Civil ha entendido necesario elaborar guías de carácter técnico y recomendatorio, dirigidas a establecer criterios que permitan interpretar y desarrollar determinados requisitos de la Directriz Básica. La elaboración de estas guías precisa de información actualizada sobre aspectos técnicos y científicos que, en una actividad de gran complejidad, como es la industria química, donde se incorporan continuamente nuevas tecnologías y sustancias, requiere de rigor y calidad. Por ello, la Dirección General de Protección Civil cuenta con la labor asesora del Grupo de Investigación de Seguridad e Higiene en la Industria del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Murcia. Ambas instituciones vienen colaborando en temas relativos a la prevención y a la protección frente a los riesgos de accidentes asociados a la industria química. Como consecuencia de ello, el Grupo de Investigación ha realizado diversos informes y trabajos entre los que destaca el programa informático AIDA para la ayuda a la interpretación y aplicación del Anexo I del Real Decreto 1254/1999, de libre acceso a través de Internet. Como resultado del interés por ambas partes de establecer las bases de una cooperación más intensa, se inicia una nueva etapa, en la que se desarrollarán estudios que faciliten la aplicación de los nuevos requerimientos que demanda la normativa, a través de esta serie de Guías Técnicas, elaboradas por expertos de ambas instituciones. Nos sentiríamos plenamente satisfechos si estas publicaciones cumplen su objetivo, que no es otro que servir de ayuda a los sectores implicados o interesados en el complejo ámbito de la seguridad industrial. Octubre, 2002 Juan San Nicolás Santamaría Director General de Protección Civil José Ballesta Germán Rector de la Universidad de Murcia11 Prólogo Entre los accidentes de mayor nivel de peligrosidad que pueden manifestarse en la industria química destacan los diversos tipos de incendios que pueden surgir como consecuencia de fallos técnicos o humanos en la utilización o producción masiva de sustancias combustibles. Dichos incendios no sólo deben considerarse como un accidente aislado, sino que en muchas ocasiones tienen carácter expansivo, generando el denominado efecto dominó, cuyas consecuencias pueden ser más graves que las del incendio precursor. En ésta Guía se describe la tipología de los grandes incendios exteriores en la mencionada actividad, los efectos sobre los seres vivos y los materiales, definiendo las magnitudes peligrosas que producen daños, constituidas por la intensidad de radiación térmica y el tiempo de exposición o duración del incendio, cuya combinación define el concepto de dosis. Se excluye la descripción y valoración de otros posibles fenómenos peligrosos, como la formación de productos tóxicos, dado que, en general, la corriente térmica ascendente los aleja del suelo, disminuyendo así su impacto, salvo la persistencia de condiciones atmosféricas desfavorables que propicien el abatimiento de las emisiones, aspecto que se tratará implícitamente en otra Guía. Además de lo anterior, se exponen los modelos de cálculo internacionalmente más aceptados para determinar las dosis de radiación y se hace un estudio completo de los valores límite propuestos para establecer las zonas de planificación en la Directriz Básica de Protección Civil para el Control y Planificación ante el Riesgo de Accidentes Graves en los que Intervienen Sustancias Peligrosas. Uno de los objetivos básicos de esta Guía es exponer una metodología para evaluar las citadas zonas en los incendios en charco, bolas de fuego y dardos de fuego. A través de diversos ejemplos y a partir de los valores de la intensidad en función de la distancia dados por el programa EFFECTS 4, de probada idoneidad para estas situaciones, se indican los criterios para determinar los perfiles de dosis que establecen el alcance de los daños. La continuada evolución de los conocimientos en este ámbito hace que esta Guía permanezca abierta a los avances que, con seguridad, se producirán en un futuro próximo. Finalmente, agradecemos a Antonia Garcés y a Sonia Román su valiosa colaboración en la elaboración de esta Guía. Los autores12 13 INTRODUCCIÓN 15 Capítulo 1 Introducción 1.1. LOS INCENDIOS EN LA INDUSTRIA QUÍMICA En la industria química se elaboran, utilizan o trasiegan productos inflamables mayoritariamente derivados del petróleo que pueden dar origen a diversos tipos de incendios. Según Crawley (1982) la mayor parte de ellos presentan en general una causa común: La fuga masiva e incontrolada de producto sobre el medio que rodea el depósito de almacenamiento o equipo. El desarrollo posterior del suceso depende de un amplio número de factores: estado físico (gas y/o líquido) y características del producto, velocidad con la que se produce la emisión o vertido, posibilidad inmediata o diferida de ignición, etc., pero en todo caso, y desde el punto de vista de la planificación ante accidentes graves, la radiación térmica es la manifestación más peligrosa de los incendios. No obstante, cabe señalar que pueden producirse otros fenómenos peligrosos, como la generación de sustancias tóxicas, ondas de presión, o formación de proyectiles, estos últimos típicos de las explosiones, dado que los incendios y las explosiones químicas presentan características similares siendo su principal diferencia la velocidad de liberación de energía, mucho menor en los incendios que en las explosiones, pero en esta Guía Técnica sólo se hace referencia al daño provocado por la radiación térmica. En la tabla 1.1 se recoge la tipología de los incendios en función del estado físico de los productos y del momento en que se aporta la energía de activación. TABLA 1.1. Tipos de incendios Denominación Estado físico del producto Ignición Incendio en charco o depósito Líquido Inmediata o diferida Bola de fuego Gas o líquido Inmediata Dardo de fuego Gas o líquido Inmediata o diferida Incendio flash Gas Diferida Resulta ilustrativo comentar algunas estadísticas sobre los incendios acaecidos en ámbitos industriales; en este sentido Planas (1989) recopila datos de diferentes organismos14 16 ZONAS DE PLANIFICACIÓN PARA ACCIDENTES GRAVES DE TIPO TÉRMICO Fire Protection Association (Londres); Industrial Risk Insurers (Chicago) indicados en las tablas 1.2 a 1.7. TABLA 1.2. Causas más frecuentes de la génesis de incendios de hidrocarburos Causa del incendio Frecuencia (%) Derrame y escape de líquido o gas inflamable 17.5 Sobrecalentamiento, superficies calientes, etc Fallos de tuberías y accesorios 11.1 Averías eléctricas 11.1 Cortes y soldaduras 11.1 Provocados 4.9 Otras 28.7 De estos datos se deduce que las causas más frecuentes de los incendios implican la fuga de sustancias inflamables, que incluyendo los ocurridos por fallos de tuberías y accesorios alcanzan el 28.6% en total. TABLA 1.3. Localización de los incendios Localización del incendio Frecuencia (%) Edificios de fabricación o procesos cerrados 42.2 Estructuras al aire libre 33.3 Almacenes 6.7 Otros 17.8 TABLA 1.4. Origen de grandes incendios en industrias químicas y petroleras Enclave o equipo Frecuencia, (%) Almacenamiento: 42.0 Almacén o lugar abierto 27.0 Tanques 15.0 Equipos: 31.0 Tuberías 19.0 Reactor o mezclador 5.0 Secadero de vapor 2.5 Cabinas de pulverización y vaporización 1.0 Torres de refrigeración 1.0 Sin especificar 2.5 Accesorios: 16.0 Acoplamientos, collarines, juntas 8.0 Equipos eléctricos 8.0 Sin especificar: 11.015 INTRODUCCIÓN 17 Se observa que el 73 % de los incendios tiene su origen en depósitos de almacenamiento y equipos. TABLA 1.5. Tipos de energías causantes de la ignición Tipología Frecuencia, (%) Calor procedente de objetos calientes 29.1 Arco o sobrecarga eléctrica 21.0 Calor procedente de los objetos activados por combustibles 19.0 Calor de origen natural 11.0 Fuegos abiertos o chispas 10.4 Procedente de la acción de fumar 4.2 Calor procedente de fuego exterior 2.8 Explosivos o fuegos artificiales 2.2 Otras formas 2.3 Principalmente intervienen cuatro tipos de fuentes de energía: objetos calientes, electricidad, objetos activados por combustibles y origen natural. TABLA 1.6. Productos involucrados Producto incendiado inicialmente Frecuencia (%) Según el estado físico Gas 13.0 Vapor 20.0 Líquido 25.0 Sólido 29.0 Desconocido 13.0 Según el tipo de producto Hidrocarburos: 29.5 Gas 4.0 Líquido/vapor 23.0 Sólido 2.5 Otros productos orgánicos: 29.0 Líquido/vapor 20.0 Sólido 9.0 Otros productos: 41.5 Sólidos celulósicos 8.0 Hidrógeno 9.0 Azufre 1.0 Desconocido 23.5 Los productos relacionados con el petróleo, sus derivados y otras sustancias orgánicas intervienen en el 60% de los casos. Según Garrison (1986), en una revisión que abarca un16 18 ZONAS DE PLANIFICACIÓN PARA ACCIDENTES GRAVES DE TIPO TÉRMICO periodo de treinta años, los GLP se han visto implicados en el 30% de los accidentes ocurridos en industrias químicas que procesan o almacenan hidrocarburos. TABLA 1.7. Factores que contribuyen a agravar los daños producidos por un incendio en instalaciones de proceso químico Factores Frecuencia (%) Ausencia de sistemas de protección 35.6 Fallos humanos 15.6 Presencia de otros líquidos inflamables 11.1 Rotura de otros recipientes 8.9 Acumulación de residuos 8.9 Sistema de protección inadecuado o deteriorado 6.7 Otros 13.2 De los factores anteriores se destacan la ausencia o inadecuado sistema de protección más del 40% y el fallo humano REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Crawley, F.K.; (1982). The effects of the ignition of a major fuel spillage. I. Chem. E. Symposium Series, 71, The Assessment of Major Hazards Symposium, Garrison, W.G.; (1986). One hundred largest losses-a Thirty-year review of property damage losses in the hydrocarbon-chemical industries. Ninth Edition. M & M Protection Consultant, Chicago. Planas, G.; (1989). La prevención de incendios y explosiones en las instalaciones industriales. Ingeniería Química,17 INTRODUCCIÓN 19 Capítulo 2 Tipología de los incendios 2.1. INCENDIOS EN CHARCO O DEPÓSITO Cuando un combustible líquido arde, lo que realmente se quema es la parte que se evapora desde la superficie del mismo, sobre la que se apoya la base de las llamas; esto es, los vapores emitidos se mezclan con el aire y cuando se sobrepasa el límite inferior de inflamabilidad y se aporta la energía de activación necesaria, se produce el incendio. Si está precedido por una fuga o derrame, el líquido se extiende, ocupando una superficie que depende de la existencia de cubeto u obstáculos que impidan su progresión. El incendio también puede tener lugar inicialmente en el propio contenedor o depósito, pero en muchas ocasiones se produce la rotura del equipo produciendo la formación del charco. Es habitual clasificar el fenómeno descrito como incendio en pared (wall fire) o incendio en charco (pool fire) Joulain, 1996 según que la base del incendio sea alargada o pueda aproximarse a círculos, cuadrados o paralelepípedos con lados no muy diferentes, si bien, como indica Fernández Pello (1991), esta clasificación resulta arbitraria en un buen número de casos por ello, aquí se generalizan estos accidentes como incendios en charco Desarrollo del incendio El desarrollo del incendio puede presentar diferencias según que se produzca en charco confinado o no, o en un depósito. Cada uno de ellos conlleva, en general, las siguientes etapas: Incendio en charco 1ª Etapa: Iniciación. Por sobrellenado o rotura del tanque, de una conexión, de una tubería, etc. Las causas pueden ser variadas, por ejemplo, fallo de los sistemas de control, impacto exterior, fisura provocada por fallo de soldadura, fatiga del material, etc. 2ª Etapa: Fuga del contenido. Vertido del producto sobre el área circundante, limitada o no por un cubeto o por la topografía del terreno. La temperatura del líquido debe18 20 ZONAS DE PLANIFICACIÓN PARA ACCIDENTES GRAVES DE TIPO TÉRMICO ser superior a la de inflamación. Generación de una nube de vapor sobre el líquido. 3ª Etapa: Incendio. La combustión de la nube se produce al encontrar un foco de ignición. Si el incendio tiene lugar en un cubeto se puede propagar al líquido que aun permanezca en el tanque. Incendio en depósito referido a los de techo flotante 1ª Etapa: Iniciación. Rotura del anillo de cierre del techo flotante por desgaste, deterioro o impacto sobre el mismo. 2ª Etapa: Fuga del vapor. Emisión gaseosa de hidrocarburos, con formación de una nube estática sobre el techo. 3ª Etapa: Incendio. Deflagración de la nube e incendio por electricidad estática, fenómeno meteorológico rayo, etc. Incendio perimetral anillo de cierre, fallo de los sistemas de extinción, posterior colapso del techo y extensión del incendio a toda la superficie del combustible. Incendio en depósito boilover Un caso particularmente grave de incendio en depósito es debido al fenómeno denominado boilover o borbollón, que puede producirse sobre todo cuando se almacenan mezclas de hidrocarburos y hay agua en la base del recipiente. Las etapas que sigue este fenómeno son las siguientes: 1ª Etapa: Iniciación. Sobrecalentamiento de la capa superficial debido a la radiación térmica generada en el incendio. 2ª Etapa: Formación de una capa de productos pesados a alta temperatura. El aumento de temperatura de la capa superficial hace que ésta entre en ebullición, experimentando un proceso de destilación, donde los componentes más volátiles son los que en mayor medida se incorporan al incendio. De esta forma, la capa superficial se va enriqueciendo en componentes pesados, lo que provoca el aumento de la temperatura de ebullición. 3ª Etapa: Formación de una onda de calor. A medida que la temperatura de destilación aumenta, la capa de productos pesados crece a mayor velocidad que el descenso de la superficie del líquido, aumentando la temperatura de la fase orgánica. 4ª Etapa: Proyección del líquido al exterior. Cuando la onda de calor alcanza la capa inferior acuosa se produce su vaporización violenta. La expansión brusca proyecta19 TIPOLOGÍA DE LOS INCENDIOS 21 el combustible líquido al exterior que al entrar en contacto con las llamas provoca la formación de bolas de fuego o de charcos que combustionan, extendiendo el alcance del incendio. En cualquier caso, para que se produzca este fenómeno se deben dar tres condiciones: Presencia de agua en el recipiente, generación de la onda de calor lo que supone la existencia de una amplia gama de volatilidades de los componentes y que se alcance una viscosidad de los hidrocarburos que dificulte el paso del vapor generado Factores que influyen en la radiación térmica La magnitud de la radiación térmica emitida depende de numerosos factores que se pueden agrupar de la siguiente forma: a) Propiedades del combustible: Entalpías de combustión y de vaporización, temperatura de ebullición y calor específico del líquido. b) Características de la llama: Temperatura, potencia emisiva específica y geometría altura de la llama y diámetro del charco. c) Otros procesos químicos implicados en la combustión: Formación de humos y productos gaseosos parcialmente quemados que disminuyen la potencia emisiva de la llama. La naturaleza de la sustancia y las características geométricas de la llama juegan un papel fundamental en la intensidad de radiación térmica. La primera porque determina el caudal de vapor que se incorpora al incendio, aunque también depende de los mecanismos de evaporación que tienen lugar durante el evento, y la segunda porque caracteriza las dimensiones del foco emisor. Así, por ejemplo, en el caso de incendios confinados, la superficie de la base de la llama está determinada por el área de confinamiento depósito, cubeto,... ; mientras que, por el contrario, si no hay confinamiento la superficie del charco puede sufrir variaciones importantes desde que se inicia la fuga o derrame hasta que se produce la ignición, alcanzando un máximo, que posteriormente decrece a medida que se consume el producto. Por otro lado, la radiación térmica recibida por un objeto depende también de las características del receptor (tipo, dimensiones, ubicación y orientación respecto de la llama) y de las condiciones atmosféricas (la humedad y el dióxido de carbono disminuyen la transmisividad de la radiación y el viento refrigera el objeto e inclina la llama) Mecanismos de la evaporación durante el incendio Como se ha indicado, para que se produzca la combustión el líquido ha de vaporizarse previamente. Por ello, es importante el conocimiento de los mecanismos20 22 ZONAS DE PLANIFICACIÓN PARA ACCIDENTES GRAVES DE TIPO TÉRMICO mediante los cuales el producto se incorpora a la fase vapor y la velocidad con la que lo hace, distinguiéndose: a) La evaporación normal del líquido debida a su presión de vapor. b) La evaporación forzada, como consecuencia del calor transferido desde las llamas a la superficie del líquido. La contribución de cada uno ellos al total evaporado es función de la fase en la que se encuentre el incendio. Así, cuando alcanza su pleno desarrollo la contribución del segundo mecanismo es determinante, suponiendo en algunos casos el 80% del total del producto evaporado. Sin embargo, en los instantes iniciales, el primer mecanismo tiene un papel importante, sobre todo en incendios de sustancias cuya temperatura de ebullición es inferior a la ambiental. Por ello, se distinguen dos situaciones: a) Si el producto derramado tiene un punto de ebullición inferior a la temperatura ambiente (gas licuado), se produce una vaporización súbita que facilita la formación de la mezcla inflamable combustible-aire. b) Para productos líquidos, el incendio se puede producir si sus puntos de inflamación son inferiores a la temperatura ambiente; si son superiores no se produce Geometría de la llama La geometría de la llama es otro aspecto relevante para estimar la emisión superficial de la radiación térmica. Para definirla se recurre a diferentes modelos, siendo el más simple aquel que considera la llama concentrada en un punto. Otros modelos se apoyan en una descripción más realista, a través de geometrías sencillas, tales como cilindros o laminas. De éstas, la cilíndrica es la más utilizada, siendo las magnitudes importantes el diámetro igual al del charco o tanque y la altura de la llama coincidente con la zona visible de la misma, tal y como se representa en la figura 2.1. FIGURA 2.1. Representación esquemática de un incendio en charco modelizado con forma cilíndrica.21 TIPOLOGÍA DE LOS INCENDIOS 23 Para estimar el diámetro del charco se debe tener en cuenta si está confinado o no. En aquellos delimitados por cubetos, se dispone del diámetro real geometría circular o su equivalente geometría cuadrada o rectangular. Sin embargo, si no existe cubeto, el área total implicada no está siempre claramente definida, sobre todo si la fuga se produce sobre un terreno sin obstáculos que no permita contener el derrame, si bien se puede utilizar el valor máximo de la superficie que puede cubrir el líquido derramado. El diámetro máximo alcanzado por el charco es función, además del tipo de escenario, del caudal o cantidad total fugada y de la velocidad de evaporación. En este sentido Mudan (1984) clasifica las posibilidades en tres categorías dependientes del caudal y la duración del derrame: a) Continuos: Cuando el caudal de fuga es aproximadamente constante durante dilatados períodos. b) Instantáneos: Si el derrame ocurre en un corto periodo de tiempo. c) Discontinuos: Si el caudal de fuga varía ostensiblemente con el tiempo. Este último caso se suele incluir en alguno de los anteriores, aunque, a veces, se plantean dificultades para decidir la calificación. Para derrames continuos el líquido se extenderá, ampliando la zona del incendio, hasta que la velocidad de fuga se iguale a la velocidad de evaporación. Esta condición permite calcular el diámetro máximo alcanzado. En el caso de derrames instantáneos se alcanza el diámetro máximo rápidamente para ir decreciendo con el tiempo, hasta que todo el producto se haya consumido. En general, las expresiones disponibles en la bibliografía para determinar la extensión del derrame proporcionan diámetros máximos que en realidad sólo se mantienen durante periodos cortos; por ello, a efectos de estimación del área afectada, se recurre al uso de valores promedio, con lo cual se consigue una aproximación más realista. Un inconveniente de la mayor parte de dichas expresiones es que han sido deducidas para terrenos impermeables y planos. Otro factor a tener en cuenta es la acción que el viento produce sobre la geometría de las llamas, que se materializa en dos efectos: El ensanchamiento de la base del incendio en la dirección del viento y la inclinación de las llamas BOLAS DE FUEGO En numerosas instalaciones industriales es común el almacenamiento de gases bajo presión con el fin de mantenerlos en estado líquido, disminuyendo el volumen del contenedor requerido.22 24ZONAS DE PLANIFICACIÓN PARA ACCIDENTES GRAVES DE TIPO TÉRMICO En estas condiciones existe un riesgo potencial de accidente debido a un posible escape del contenido provocado por la rotura parcial o total de los contenedores Prugh (1991a y b) ha recopilado accidentes acaecidos entre los años 1926 y Cuando los gases son inflamables, el escape puede ir seguido de su posterior ignición, produciéndose la bola de fuego. Un caso particular del mismo, especialmente grave, es el denominado BLEVE seguido de bola de fuego, conceptos que conviene definir Definiciones de BLEVE y bola de fuego Estos fenómenos suelen aparecer asociados (Winder y cols, 1992; Melhem y Croce, 1993), si bien cabe reseñar que bola de fuego y BLEVE son fenómenos distintos. Esto queda reflejado en la definición inicial para BLEVE propuesta por Wall (1978) término que utilizó para describir el daño producido por la explosión sufrida por un reactor de una planta química debido a una sobrepresión y la ofrecida por la NFPA (1986), utilizada por otros autores Kletz (1977), Lees (1980), Prugh (1991a, 1991b) o McDevitt (1992) : BLEVE, acrónimo inglés correspondiente a Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion, supone la rotura catastrófica de un contenedor que almacena un gas licuado por encima de su punto de ebullición a la presión atmosférica, produciendo la fuga instantánea y masiva de dicho líquido a la atmósfera. El rápido descenso de la presión a que se ve sometido el producto fugado en el momento de la rotura, provoca un flash explosivo de una parte del líquido que forma una nube de vapor mezcla de aire y material fugado. Si el producto es inflamable y encuentra un punto de ignición puede producirse la combustión de la mezcla, dando lugar al segundo fenómeno peligroso, esto es, la bola de fuego fireball. Este último fenómeno se puede producir, también, a partir de una nube no confinada de vapor inflamable, sin ser precedido por una BLEVE. Los productos que han provocado bolas de fuego incluyendo las BLEVE s seguidas de bola de fuego han sido generalmente gases licuados almacenados bajo presión, como GLP propano y butano, productos de síntesis etileno, propileno, cloruro de vinilo, etc., y, en menor medida, el gas natural. Cabe añadir que la cantidad de sustancia involucrada en una bola de fuego es función de la magnitud de la evaporación inicial de producto fugado. Según Johnson y Pritchard (1990) se puede estimar la cantidad implicada en el flash inicial a partir de datos relacionados con las condiciones de la fuga y la propiedades termodinámicas de la sustancia fugada, fijando el límite del 35%, por encima del cual la totalidad de la masa participa en la bola de fuego, no produciéndose incendio en charco. Un criterio similar ha sido utilizado anteriormente por Hasegawa y Sato (1977), quienes observan experimentalmente que cuando el flash inicial es igual o superior al 36% del total, el incendio desarrollado es una bola de fuego, mientras que si el flash es inferior al 20% se produce un incendio en charco. En el intervalo comprendido entre ambos valores, pueden producirse los dos tipos de incendios. Mostrar más
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