Manual del Buque Tanque 19

MEZCLAS INFLAMABLES Y NO INFLAMABLES. LIMITES DE INFLAMABILIDAD.

Cuando dos molculas, una de oxgeno y otra de gas, entran en contacto con una fuente de igni- cin se combinan desprendiendo calor, el cual acta sobre el resto de las molculas dando lugar a la formacin de la llama, teniendo en cuenta que lo que arde son los gases que se desprenden y no el producto, y este desprendimiento de gas depende de la volatilidad, siendo los productos voltiles de mayor riesgo que los no voltiles, aunque estos pueden desprender ms gas que los anteriores si se calienta suficientemente.

Pero no todas las mezclas son inflamables: Cuando una mezcla de gaslaire tiene un porcentaje de gas menor del 1 % del LEI, se considera

una mezcla "muy pobre" por tener poco gas y mucho oxgeno como para que se produzca la com- bustin.

Cuando una mezcla/aire tiene un porcentaje de gas mayor del 10% del LES, se considera una mezcla "muy rica" por tener muchq gas, y poco oxgeno como para que se produzca la combustin.

La zona comprendida entre ambos lmites de inflamabilidad, es decir, entre la condicin "muy pobre" y la condicin "muy rica", es el Margen Inflamable o Margen Explosivo.

Estos lmites del 1 % y el 10% son aproximados y orientativos, no debiendo considerarlos como lmites de seguridad, pero dan una indicacin de la concentracin existente, ya que varan con 10s diferentes productos y con el mismo producto bajo distintas condiciones, y tambin con el volumen del tanque, con la temperatura y con la presin de la mezcla, con la concentracin de oxgeno y con la direccin de la propagacin de la llama, ya que las condiciones del laboratorio donde se deter- minan estos valores, no son las mismas que en el tanque.

En la figura 137, del captulo dedicado al gas inerte, se explica grficamente la evolucin de las mezclas cuando se suministra gas inerte y el efecto del mismo en la inflamabilidad.

Por lo tanto, se puede resumir lo anterior:

PORCENTAJE DE GAS > 10% LES - MEZCLA "MUY RICA" - ATMOSFERA NO INFLAMABLE

MARGEN INFLAMABLE O EXPLOSIVO

PORCENTAJE DE GAS < 1 % LE1 - MEZCLA6'MUY POBRE" - ATMOSFERA NO INFLAMABLE

De ello se deduce que, en un tanque nos podemos encontrar con una atmosfera "muy rica", con una ah'nosfera "muy pobre", con una atmosfera incontrolada y, finalmente, con una atmosfera inerte.

3 Una atmosfera "muy ricaw es segura mientras no entre aire, pero no es una garantia en todas las

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I d. Viaje en lastre. El buque sale del puerto de descarga con los tanques inertizados y presurizados, y hay que com-

probar el porcentaje de oxgeno antes de comenzar la limpieza de tanques, y una vez limpios, se pur- 1 i gan con gas inerte antes de desgasificarlos, hasta que el contenido de gases de hidrocarburos sea del 1 2%. (Figura 136).

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Figura 136 - Purgado del tanque antes de desgasificar.

EFECTO DEL GAS INERTE EN LA INFLAMABILIDAD.

Antes de la obligacin de instalar un sistema de gas inerte, se puede decir que los petroleros navegaban la mayor parte del viaje, tanto en lastre como en carga, con una atmsfera en los tanques dentro del Margen Inilamable. Por otra parte, durante el proteso de ventilacin despus de 1 lim- pieza de tanques, se pasa por dicho margen con el riesgo que ello supone, ya que en este proporcin ideal de gases de hidrocarburos y aire que da lugar a la formacin de una atmsfera inflamable, si se presenta una fuente de ignicin se puede producir la explosin.

Pero este riesgo desaparece cuando los tanques se inertizan, siendo el efecto del gas inerte en la inflamabilidad, de acuerdo con lo expuesto por el IMO, el siguiente:

2.3.1 .- Cuando se aade gas inerte a una mezcla de gases de hidrocarburos y aire, el resultado es que incrementa la concentracin del lmite inflamable inferior y disminuye la concentracin del lmite inflamable superior. Estos efectos se muestran en la figura 137, la cual se debe considerar. como una gua con respecto a los principios concernientes.

2.3.2. - Cualquier punto del diagrama representa una mezcla de gases de hidrocarburos, aire Y gas inerte, especificado en trminos de su contenido de hidrocarburos u oxgeno. Mezclas de hidro- carburos y aire se representan en la lnea AB, cuya inclinacin muestra la reduccin del contenido de oxgeno cuando aumenta el contenido de hidrocarburos. Los puntos a la izquierda de la lnea AB, representan mezclas donde el contenido de oxgeno posteriormente se se reduce al aadir gas inerte. Es evidente que de la figura se deduce que cuando se aade gas inerte a una mezcla de hidro- carburos y aire, el margen yiflamable decrece progresivamente hasta que el contenido de oxgeno

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alcanza un nivel aproximado al 11 % en volumen donde la mezcla no puede entrar en ignicin. La cifra del 8% en volumen que se especifica en estas Directrices para una mezcla de gas inertizada ' con seguridad, permite algn mayor margen de este valor.

Figura 137 - Efecto del gas inerte en la inflarnabilidad. (Por cortesa del IMO).

2.3.3. - El lmite inferior y superior de inflarnabilidad de una mezcla de gases de hidrocarburos, en el aire, se representa por los puntos C y D. Cuando aumenta el contenido de gas inerte, cambia el lmite inflamable de la mezcla. Esto est indicado por las lneas CE y DE, las cuales finalmente convergen en el punto E. Solamente aquellas mezclas representadas en el rea sombreada dentro de la superficie CED son las que pueden arder. Los cambios en la composicin debidos al suministro de aire o de gas inerte, estn representados por movimientos a la largo de las lneas rectas. Estas lneas se dirigen hacia el punto A (aire puro) o hacia un punto en el eje del contenido de oxgeno que corresponde a la composicin del gas inerte aadido. Tales lneas se muestran por la mezcla de gas representada en el punto F.

2.3.4. -Cuando una mezcla inerte, como la representada en el punto F se diluye con aire, su com- posicin se mueve a lo largo de la lnea FA y, por lo tanto, entra en la zona sombreada de mezclas inflamables. Esto significa que todas las mezclas inertes situadas por encima de la lnea GA (lnea crtica de dilucin) pasan a travs de la condicin inflamable cuando se mezclan con aire (por ejem- plo, durante el proceso de desgasificacin). Las que estn por debajo de la lnea GA, como la que se representa en el punto H, no se hacen inflamables durante la dilucin. Se observa que es posible pasar de una mezcla, como la representada en el punto F, a otra que se representa en el punto H, por un suministro adicional de gas inerte, es decir, purgando". (1)

(1) "INERT GAS SYSTEMS" - Publicado por el IMO - Edicin 1990 - Apartado 2.3 - Pag 5 I

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En el apartado 2.3.1., se dice que al suministrar gas inerte disminuye la concentracin del LIS y aumenta la del LI 1, y ello es debido a que al disminuir la concentracin de oxgeno, tambin lo hace la zona de mezclas inflamables. Cuando el porcentaje de oxgeno es, por ejemplo, del 15%, el valor del LIS es del 6% y el del LI 1 es del 2%, aproximadamente, y as sucesivamente a medida que dis- minuye el porcentaje de oxgeno, como consecuencia del proceso de inertizacin. (Figura 138)

O 5 10 15 20 2 1 O X ~ G E N O - PORCENTAJE EN VOLUMEN

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Figura 138 - Variacin de los lmites de infamahilidad al inel-tizar:

METODOS DE SUSTITUCION DE GAS.

El IMO establece que la inertizacin, el purgado y la desgasificacin, suponen la renovacin de la atmsfera de los tanques, lo cual se puede hacer por dilucin (que es un proceso de mezcla) y por desplazamiento (que consiste en la separacin de los gases), siendo el proceso de cada uno de ellos el siguiente:

2.6.3. - La teora de la dilucin supone que el gas entrante se mezcla con los gases originales formando una mezcla homognea en todo el tanque. El resultado es que la concentracin del gas original decrece de una forma exponencial. En la prctica, el actual rgimen de sustitucin del gas depende del flujo del volumen del gas entrante, de su velocidad de entrada y de las dimensiones del tanque. Para completar la sustitucin del gas, es importante que la velocidad del gas entrante sea lo bastante alta para que el chorro llegue al plan del tanque. Por lo tanto, es importante confirmar la idoneidad de cada instalacin al seguir este principio, para conseguir el grado requerido de sustitu- cin de gas en todo el tanque. (Figura 139)

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