NFPA 30 Codigo de Liquidos Inflamables y

NFPA 30 Código de Líquidos Inflamables y Combustibles.
Propuesta de Árbol de Decisión para facilitar el uso del Código
Experiencias en industria Oil & Gas en Colombia.
ECOPETROL S.A.
Dirección HSE – Unidad de Seguridad Industrial y Seguridad de Procesos
Calle 37 No 7-43 Piso 5 Edificio Guadalupe. Bogotá D.C.
Ing. Oscar Mauricio Barajas Pinzón.
E.mail: [email protected] (2014)
•
Introducción:
En todo el Mundo, la Industria en general, pero
particularmente el sector petrolero y petroquímico, ha
venido generando y desarrollando de forma masiva
diferentes productos y sustancias que se mantienen en
estado líquido a temperatura y presión atmosférica y a su
vez tienen características inflamables y combustibles.
Este código tiene 94 referentes normativos de
diferentes instituciones de estandarización tales como:
•
•
•
El entendimiento de los riesgos de incendio y explosión
que estas sustancias tienen por naturaleza y las
estratégicas de contención, control y extinción de
incendios generadas por las mismas dio origen (desde
hace más de un siglo) al desarrollo del Código NFPA 30
“Líquidos Inflamables y Combustibles”
•
•
•
•
•
El Código NFPA 30 aplica al almacenamiento, manejo y
uso de líquidos inflamables y combustibles, incluyendo
desechos líquidos.
•
•
•
Este código tiene como propósito proveer las
salvaguardas fundamentales para el manejo seguro de
estas sustancias y aplica a usuarios, productores y
distribuidores.
•
•
Este código aplica para el control y extinción de incendios
asociados con sustancias que permanecen en estado
líquido a presión atmosférica (14.7 psi al nivel del mar).
No aplica para las siguientes sustancias:
•
•
•
•
NFPA: National Fire Protection Association.
API: American Petroleum Institute.
ASME: American Society of Mechanical
Engineering.
ASTM: American Society for Testing and
Materials.
CSA: Canadian Standard Asociation.
FM: Factory Mutual.
NMFTA: National Motor Freight Traffic.
NRFC:
National
Railroad
Freight
Committee.
STI: Steel Tank Institute.
UL: Underwriters Laboratories.
UN: United Nations.
El Código tiene los siguientes antecedentes:
Resumen:
•
Uso e instalación de dispensadores base
alcohol para frotarse las manos (BAFM).
Cualquier líquido con punto de fusión de 37,8 °C
o mayor.
Cualquier líquido que no cumpla el criterio de
fluidez (Mayor a 300 de penetración de asfalto
según ASTM D5).
Cualquier líquido criogénico o gas licuado.
Cualquier producto en aerosol.
El almacenamiento, manejo y uso de tanques
contenedores de aceite combustible conectados
con equipos de quemado de combustible.
Más de 100 años de historia.
5 Comités Técnicos:
– Comité de Correlación Técnica en
líquidos inflamables y combustibles.
– Comité en Fundamentos.
– Comité Técnico en Operaciones.
– Comité Técnico en Almacenamiento
de Contenedores y Tanques
Portátiles.
– Comité Técnico en Sistemas de
Tanques de Almacenamiento y
Tubería.
Estos Comités Técnicos requieren de la
participación de 216 miembros y autoridades de
los siguientes sectores:
•
•
1
Sector Académico.
Sector Industrial:
– Fabricantes de contenedores.
–
–
–
•
•
•
•
•
Industria Petroquímica.
Plástico.
Constructores de tanques atmosféricos y
recipientes a presión.
Gobierno.
Cuerpos de Bomberos.
Aseguradores.
Laboratorios de Investigación: Públicos y
Privados.
NFPA.
Componentes del Código NFPA 30:
A grandes rasgos, el código se puede estudiar y
entender si se divide en tres secciones:
 Conceptos generales y entendimiento del
riesgo asociado con el almacenamiento y
manipulación de líquidos inflamables y
combustibles.
 Pequeños almacenamientos de líquidos:
Tambores menores a 119 Galones, Tanques
portátiles menores a 660 Galones y
Contenedores menores a 793 Galones.
 Grandes Almacenamientos.
Conceptos Generales:
Para iniciar en el entendimiento del código es
recomendable el repaso de los siguientes conceptos
generales:
•
El código tienen los siguientes capítulos:
(PUNTO DE EBULLICION: La temperatura
más baja a la cual un líquido comienza a generar
vapores a una presión determinada.)
•
PUNTO DE INFLAMACION: La temperatura
mínima de un líquido a la cual se desprende
suficiente vapor para formar una mezcla
inflamable con el aire.
•
PUNTO DE COMBUSTION: Temperatura más
baja a la cual el líquido se incendia y logra
mantener la combustión sostenida.
•
PUNTO DE AUTOIGNICION: Temperatura
más baja a la cual un líquido en un recipiente
entra en ignición espontánea.
•
LIQUIDO: Cualquier material que tiene una
fluidez mayor que el asfalto de penetración 300
cuando es probado en concordancia con ASTM
D5.
•
PRESION DE VAPOR: La presión medida en
libras por pulgada cuadrada, absoluta ejercida por
un líquido como ha sido determinado por ASTM
D 323,
1.
2.
3.
4.
5.
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8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
Qué diferencia existe entre un líquido inflamable y un
líquido combustible?


22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
Un líquido inflamable es aquel cuyo punto de
inflamación es menor a 37.8 grados celcius.
Ejemplo: Gasolina.
Un líquido combustible es aquel cuyo punto de
inflamación es mayor a 37.8 grados celcius.
Ejemplo Diesel.
2
Administración.
Publicaciones de referencia.
Definiciones Generales.
Clasificación de Líquidos.
Requerimientos generales (Reservado).
Prevención de riesgos y control.
Sistemas Eléctricos.
(Reservado).
Requerimientos para almacenamiento de
líquidos en contenedores.
Ocupaciones comerciales.
Ocupaciones industriales.
Ocupaciones de almacenamiento.
Edificios separados no protegidos.
Armarios para almacenamiento de materiales
peligrosos
Almacenamiento en exteriores.
Protección automática contra incendios para
áreas interiores de almacenamiento de
líquidos.
Instalaciones de proceso.
Despacho, manejo, transferencia y uso de
líquidos.
Operaciones Específicas.
(Reservado).
Requerimientos para todos los tanques de
almacenamiento.
Tanques sobre superficie.
Tanques subterráneos.
Edificios para tanques de almacenamiento.
Bóvedas para almacenamiento en tanques.
(Reservado)
Sistemas de Tubería.
Cargue y descargue a granel para vehículos y
carro tanques.
29. Muelles.
30. Anexos y suplementos.
Consideraciones de diseño en NFPA 30:
La calidad del diseño de proceso constituye la primera y
principal capa de protección en instalaciones productivas.
En este orden de ideas, el capítulo 6 del código considera
los siguientes aspectos en diseño de Sistemas de
protección y control de riesgos:
•
Las operaciones que involucran líquidos
inflamables y combustibles deben ser revisadas
para asegurar que los riesgos de incendio y
explosión son abordados por:
– Prevención de Incendio.
– Control del Fuego.
– Planes de Acción de Emergencia.
•
Control de las fuentes de ignición:
– Llamas abiertas.
– Rayos
o
descargas
eléctricas
atmosféricas.
– Superficies calientes.
– Calor radiante.
– Fumar.
– Corte y soldadura.
– Ignición espontánea.
– Calor por fricción o chispas.
– Electricidad estática.
– Chispas Eléctricas.
– Corrientes parásitas.
– Hornos, estufas de secado y equipo de
calentamiento.
•
ADMINISTRACION DE CAMBIOS: Todo
estudio y análisis de riesgos debe ser revisado
cuando:
– Ocurren cambios en los materiales en
proceso.
– Ocurren cambios en equipos de proceso.
– Ocurren cambios en el control de
proceso.
– Ocurren cambios en procedimientos de
operación o asignaciones.
Árbol para toma de decisiones en NFPA 30:
Se plantea el siguiente árbol de decisiones para
facilitar el uso del Código NFPA 30.
Árbol de análisis de riesgos:
El siguiente diagrama de decisión facilita el análisis de
riesgos en un proceso productivo que maneja sustancias
inflamables y combustibles en estado líquido:
3
•
Consideraciones para pequeños Almacenamientos:
A continuación relaciono algunos puntos importantes
tratados en el Código que vale la pena resaltar y en donde
es común encontrar errores de diseño en proyectos e
instalaciones reales. (Se recomienda la consulta directa
del Código NFPA 30 para profundizar detalles):
Se permitirán sistemas alternos de protección
contra incendios tales como aspersión de
agua, espumas de alta expansión, PQS y
configuraciones alternas de rociadores si
están aprobados por autoridad competente.
Deberán ser diseñados e instalados siguiendo
los lineamientos de NFPA.
Consideraciones para grandes Almacenamientos:
•
•
•
•
•
•
•
•
Los tanques de almacenamiento de petróleo
crudo con capacidades individuales que no
exceden 480m3 o 3000 bls y que están
localizados en instalaciones de producción
aisladas no necesitarán estar separados por más
de 0,9m o 3 pies.
Para almacenamientos en estantería: La estantería
de una sola fila no debe tener más de 1.4m de
ancho y la estantería de doble fila no debe tener
más de 2.8 m de ancho.
Se debe proveer de un pasillo mínimo de 1.8m de
ancho entre estibas adyacentes o secciones de
estanterías a menos que se especifique otro
criterio en la Sección 16.5.
Los sistemas de protección diseñados y
desarrollados en pruebas de incendio a escala real
realizadas y aprobadas en instalaciones de prueba
se deben considerar como alternativas aceptables
a los criterios de protección establecidos. Estos
sistemas alternativos de protección deben estar
aprobados por la autoridad competente.
Los sistemas de protección contra incendio a
base de agua se deben inspeccionar, probar y
mantener de acuerdo con NFPA 25: “Norma para
la inspección, prueba y mantenimiento para
sistemas de protección contra incendio a base de
agua”.
Los rociadores de techo se deben instalar de
acuerdo con NFPA 13 y se debe permitir que
tenga el siguiente espaciamiento máximo:
• Líquidos Clase I,II y IIIA 9.3 m2 por
rociador.
• Líquidos Clase IIB: 11.1 m2 por
rociador.
Los sistemas de rociadores de espuma deben
tener por lo menos 15 minutos de concentrado de
espuma basado en la tasa de flujo nominal
requerida.
El suministro de agua debe ser suficiente para
cubrir la demanda de la protección fija de
incendio más un total de al menos 500 gpm para
conexiones interiores y exteriores de mangueras
por al menos 2 horas.
Tanque Atmosférico de Techo Geodésico para
almacenamiento de hidrocarburos líquidos inflamables.
•
•
•
•
4
Si se usa, la junta débil entre el techo y el
cuerpo del tanque debe construirse
prefiriendo que esta falle y no cualquiera otra
junta, diseñándolo de acuerdo con la norma
API 650, Welded Steel Tanks for Oil Storage
o ANSI/UL 142.
Se debe proveer o estar disponible un sistema
de extinción de incendios de acuerdo con la
norma NFPA aplicable para tanques de
almacenamiento atmosféricos verticales de
techo fijo de más de 190m3 (50000 gal) que
almacenan líquidos Clase I, si están situados
en un área congestionada donde hay riesgo
inusual de exposición para el tanque desde
instalaciones adyacentes o para la instalación
adyacente desde el tanque.
Los tanques de techo fijo que almacenan
líquidos clase II o Clase III a temperaturas
por debajo de sus puntos de inflamación y
tanques de techo flotante que almacenan
cualquier líquido no requerirán protección
cuando están instalados de acuerdo al
Capítulo 22 de la Norma NFPA 30.
La construcción del tanque debe proveer
protección resistente al fuego. Debe reducir la
transferencia de calor al interior del tanque.
Aumento máximo de temperatura promedio
144°C en las láminas del tanque y un
•
•
•
•
•
•
•
incremento máximo en un punto de 204°C y
prevenir la liberación del líquido, falla del tanque
primario, falla de la estructura de soporte y
deterioro del venteo por un lapso no menor a 2
horas de exposición al fuego.
La capacidad volumétrica del área con dique no
debe ser inferior al volumen mayor de líquido
que puede ser liberado del tanque mayor dentro
del área del dique, asumiendo un tanque lleno.
Cada área con dique que contenga dos o más
tanques debe ser subdividida, preferiblemente por
canales de drenaje o al menos por diques
intermedios, para evitar que derrames menores
desde un tanque pongan en peligro los tanques
adyacentes dentro del área del dique.
Los diques intermedios no deben tener menos de
450 mm de altura.
La distancia mínima entre los cuerpos de tanques
y el pie de los muros interiores del dique debe ser
de 1.5m.
No debe permitirse dentro del área del dique el
almacenamiento de materiales combustibles,
tambores vacíos o llenos.
El espacio entre tanques adyacentes no debe ser
inferior a 0.9m.
El distanciamiento entre tanque puede variar
entre 1/6 del diámetro y 2 diámetros dependiendo
de la naturaleza de la sustancia y la configuración
de la planta. Tener en cuenta los planteamientos
de los capítulos 22 en adelante.

Consideraciones para tanques subterráneos:
•
•
•
•
El almacenamiento de líquidos Clase II y Clase
III a elevadas temperaturas hasta por encima de
su punto de inflamación debe seguir los
requerimientos para líquidos Clase I.
El tanque no debe sufrir daños durante la entrega,
descarga y colocación en la excavación.
Estos tanques deben tener sistema de protección
catódica con materiales o sistemas resistentes a la
corrosión listados o aprobados.
La distancia desde cualquier parte de un tanque
de almacenamiento de líquido Clase I al muro
más cercano de cualquier sótano o foso no debe
ser menor de 1 pie (0,3m) y a cualquier línea de
propiedad que esté o pueda ser construida no
debe ser menor a 3 pies (0,9 m).
REFERENCIAS
Conclusiones:

industrial que maneja sustancias inflamables
y combustibles que se mantienen en estado
líquido a presión atmosférica hay que tener
las siguientes consideraciones:
o Conocer las propiedades físicas y
químicas de la sustancia involucrada.
o Conocer y entender las variables de
proceso: presión, temperaturas,
caudales y flujos.
o Conocer si el proceso es de
producción,
transporte
o
transformación de la materia.
o Analizar el riesgo en términos de
probabilidades y consecuencias y
determinar si éste es tolerable o no.
o Si es tolerable, adoptar esquemas de
riesgo aceptado.
o Si el riesgo no es aceptable,
considerar la posibilidad de adoptar
esquemas de diseño inherentemente
seguro o adoptar esquemas clásicos
de protección a base de agua,
espuma, agentes limpios o polvo
químico seco, entre otros.
Los sistemas de protección contra incendio a
base de agua que se utilicen como estrategia
de protección en instalaciones de
almacenamiento y manejo de líquidos
inflamables y combustibles se deben
inspeccionar, probar y mantener de acuerdo
con NFPA 25, Norma para la inspección,
prueba y mantenimiento para sistemas de
protección contra incendio a base de agua.
Antes de implementar un sistema de protección
contra incendios en un proceso productivo
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Científica.
Hoja de Vida:
Ing. Oscar Mauricio Barajas Pinzón:
Ingeniero Mecánico - Universidad Nacional de
Colombia 1995. Maestría en Automatización Industrial
- Universidad Nacional de Colombia 2001. MBA
(Maestría en Administración de Negocios) Universidad de Phoenix USA 2008. Especialista en
Respuesta en Emergencias - Universidad de Texas
A&M, USA 2009. Especialista Certificado en
Protección Contra Incendios – CEPI de NFPA 2008.
Certificado en “Industrial Exterior Fire Fighter, Entry
and Andvance levels” de la Universidad de Reno –
Nevada, USA 2010-2011. Ha recibido entrenamiento
especial en Planeación y Respuesta a Emergencias en
Holanda y Francia en el 1998 y 2000. Ha trabajado en
ingeniería, operaciones, mantenimiento y seguridad
industrial en empresas de Sector Petrolero como
Occidental de Colombia Inc. OXY e Independence
S.A. Actualmente es Profesional de la Unidad de
Seguridad Industrial y Seguridad de Procesos de la
Dirección de HSE en ECOPETROL S.A.
Contacto Autor:
Oscar Mauricio Barajas Pinzón.
Teléfono: 00-57-1-4758507.
Celular: 310-8127525.
Oficina: 2345000 Ext. 50252.
Dirección del autor(es)
Avenida Calle 32 No 13-83 Torre 5 Apto 904 Bogotá
D.C.
E. mail: [email protected]
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