Detección de fugas - Críticamente importante en la planta de llenado de aerosoles
En las operaciones de llenado de aerosoles, la detección de propelentes hidrocarburos se realiza normalmente con detectores de LPG fijos en el área de gasificado y posiblemente en el área de tanques estacionarios. Son caros estos instrumentos que leen en porcentaje de LEL (“LEL = límite inferior de explosividad”) y son altamente recomendables.
La detección de fugas depende de los instrumentos portátiles. La mayoría no lee en porcentaje de LEL, sino que simplemente usan luces intermitentes y notificaciones de sonido (“tick tocks” o zumbadores). Cuando las luces comienzan a parpadear y los tick tocks se acercan a una alarma continua, la concentración de LPG es alta. Estos también son muy recomendables para uso como detectores de fugas; dado que son bastante económicos, a menudo se pueden usar como detectores de gas rudimentarios.
En esta primera parte, describiremos la necesidad de estos para luego, en un segundo tramo, indicar cómo se usan.
Características de los Propelentes de Hidrocarburos:
Los propelentes de hidrocarburos que la Industria del Aerosol utiliza ampliamente son N-butano, Isobutano y Propano. Los tres propelentes de hidrocarburos son líquidos a presión moderada a 21 grados centígrados. Las mezclas de los HC se encuentran normalmente en el rango de presión media entre Isobutano y Propano; con dos de los más comunes son aquellos con presiones de 46 psig. y 70 psig. (3.0 y 4.5 barras) a 21° centígrados.
Aunque los hidrocarburos son bastante livianos como líquidos (con densidades que varían de 0.508 a 0.584 gramos / ml., como gases, son más pesados que el aire por un margen considerable (Propano = 1.5; Isobutano = 2.0; N butano = 2.8; = 1.0). Esto significa que, en caso de una fuga en un área de llenado de aerosoles, de almacenamiento de tanques estacionarios, el HC no se elevará, sino que se extenderá a lo largo del piso, debido a que la diferencia de densidad entre el aire y los hidrocarburos es considerable, es necesario un movimiento de aire bastante fuerte para disipar los hidrocarburos una vez filtrados. Este es el factor más importante que debe tomarse en cuenta en el diseño de la planta.
Los propelentes de hidrocarburos son inflamables en el aire cuando están presentes en concentraciones de 1.5 a 9.5% (los límites reales son 1.8 a 8.5% para N-butano, 1.8 a 8.4% para Isobutano y 2.2 a 9.5% para Propano). El límite inferior de inflamabilidad, o explosividad, conocido en la industria del petróleo como el "límite explosivo inferior" o, aún más corto, "LEL". es muy importante y siempre debe ser considerado.
Los propelentes hidrocarburos son prácticamente sin olor en su forma gaseosa cuando se mezclan con el aire. Los propelentes de hidrocarburos en estado líquido tienen un olor muy leve característico de las parafinas saturadas, pero una vez que se fugan y se convierten al estado gaseoso mezclado con aire, este olor se disipa por completo. La falta de olor es un factor extremadamente importante en el diseño de la planta.
Consideraciones de inflamabilidad
Se necesitan tres cosas para provocar un incendio de explosión con propelentes de hidrocarburos: una proporción adecuada de hidrocarburo, la presencia de aire y una fuente de ignición.
La seguridad de la planta con propelentes de hidrocarburos depende de que no se den estas condiciones. Como el aire siempre está presente, controlamos el escape de gas y la presencia de fuentes de ignición, de modo que, si de alguna manera se cumple una de estas condiciones, la ausencia del otro lo hará más improbable que suceda un accidente.
Con respecto a la fuente de ignición, aquí basta con decir implemente que NO se puede permitir ninguna fuente de ignición cerca del área donde se maneja el propelente.
Por lo tanto, ahora podemos ver que es de extrema importancia evitar el escape de hidrocarburos, y más aún, evitar un escape suficiente para alcanzar el límite explosivo inferior.
Consideraciones LEL
Obviamente, si no hubiera posibilidad de escape de hidrocarburos, no existiría ningún problema. En una típica planta de aerosoles, se hacen todos los intentos para evitarlo. No obstante, las tuberías y las mangueras se romperán, incluso si se les da un mantenimiento perfecto; y siempre hay algunas "fugas", por ejemplo en latas que tienen válvulas defectuosas o donde el adaptador de gasificación de la máquina de llenado ha dañado la válvula.
Además, la operación de llenado rutinariamente permite que escape algún propelente. Típicamente, cuando la presión se llena a través de la válvula, esto asciende a aproximadamente 0,9 ml. por lata llena. Cada mililitro de propelente líquido que se escapa se convierte en aproximadamente 250 ml. de gas, y esto es inflamable a menos del 2% de concentración.
Se deben tratar dos factores más aquí. Obviamente, cualquier fallo de lata o válvula que ocurra en el área de llenado libera cantidades relativamente grandes de hidrocarburo inmediatamente en el aire. Además, las fugas de propelente no se distribuyen uniformemente por toda la zona de gasificación, ya que el propelente tenderá a moverse al nivel del piso.
Debemos recordar que la seguridad de la planta depende evitando por completo las llamas o chispas por un lado y, al mismo tiempo, en ninguna circunstancia concebible, permitir que la concentración de hidrocarburos se acerque al límite explosivo inferior. La única respuesta conocida para evitar las concentraciones de gas que se aproximan o exceda LEL es la ventilación.
GENO NARDINI ha realizado consultoría de seguridad de plantas en aerosol en más de 400 empresas en más de 30 países, trabajando para el Banco Mundial y las Naciones Unidas, así como varios gobiernos.
Es autor de varios libros y folletos sobre seguridad en aerosol y coautor, con Dr. Montfort A. Johnsen, de la “Guía Técnica para el Manejo Seguro de Hidrocarburos.”
Geno tiene 59 años en aerosoles, es pasado presidente de IMAAC (Instituto Mexicana de Aerosoles) tres veces y pasado presidente de FLADA (Federación Latinoamericano de Aerosoles) dos veces.
Es también presidente / Director General de:
Terco Latín América
ITW Sexton, Oficina en México
Nayala, S. A. de C. V.
Aerosol La Revista
GENO NARDINI has done aerosol plant safety consulting in more than 400 companies in over 30 countries, working for the World Bank and United Nations, as well as various Governments
He is the Author of several books and phamphlets on aerosol safety and Co-author, with Dr. Montfort A. Johnsen, of the “Technical Guidebook for the Safe Handling of Hydrocarbons.”
Geno has 59 years in aerosols, past President of IMAAC (the Mexican Aerosol Institute) three times and past President of FLADA (the Latin American Federation of Aerosol Associations) twice.
He is also President / Managing Director of: