La carga y descarga de camiones cisterna que contienen productos inflamables o combustibles ha sido reconocida desde hace mucho tiempo como uno de los riesgos más graves de incendio y explosión en las operaciones industriales peligrosas. Por ejemplo, un estudio realizado por el Instituto Americano del Petróleo en 1967 identificó las descargas estáticas como responsables de más de 60 incidentes en las operaciones de carga de camiones cisterna. Desde entonces, se han desarrollado normas preventivas más estrictas y se han logrado avances significativos en la tecnología de prevención de descargas eléctricas estáticas. Sin embargo, todavía se producen accidentes debidos a descargas eléctricas estáticas, con resultados a veces trágicos.
La presencia natural de electricidad estática durante las operaciones de transferencia de productos, combinada con los riesgos de ignición asociados, garantiza que los reguladores tomen muy en serio las precauciones de control de estática para los camiones cisterna. Las pautas principales se detallan en tres estándares principales: NFPA 77, API RP 2003 y CLCTR: 50404. La comprensión de estos estándares y de la tecnología actual en la prevención de descargas estáticas puede contribuir en gran medida a prevenir incidentes de transferencia de carga de camiones cisterna.
Dinámica de la electricidad estática y operaciones de transferencia de productos en camiones cisterna.
Los polvos y líquidos con baja conductividad eléctrica son las principales fuentes de generación de carga estática porque sus propiedades eléctricas no permiten la transferencia de cargas excesivas fácilmente.
En cambio, los líquidos y polvos no conductores y semiconductores retienen y acumulan cargas después de hacer contacto con objetos conductores. La interfaz más común para la carga de productos semiconductores y no conductores es el contacto con una amplia variedad de equipos metálicos de plantas, incluidos tubos, filtros, bombas, válvulas, tambores, tanques, mezcladores y agitadores.
Cuando un líquido (o polvo) cargado electrostáticamente se deposita en un contenedor como un barril o un camión cisterna, la descarga de ese contenedor se producirá si no hay otro lugar por el cual hacer la descarga. En esta situación las cargas son “estáticas”; se acumulan en la superficie del contenedor y crean una diferencia de potencial con respecto a la tierra.
Durante un corto período de tiempo (menos de 20 segundos), se pueden inducir potenciales superiores a 50.000 voltios en un camión cisterna cuando se está cargando a caudales normales con un producto cargado electrostáticamente.
La magnitud del voltaje inducido es directamente proporcional a la cantidad de cargas que hacen contacto con el contenedor. Este voltaje representa la fuente de ignición y la energía potencial disponible para descargar mediante una chispa estática. Para un camión típico, puede ocurrir una descarga típica a niveles de voltaje de 50 kV con niveles de energía superiores a 1250 mJ. La gran mayoría de los vapores inflamables y polvos combustibles pueden encenderse a estos niveles de energía.
Para que se produzcan chispas durante las operaciones de transferencia de productos del camión cisterna, otros objetos conductores deben estar muy cerca del contenedor cargado del camión cisterna. Ejemplos de “objetos” conductores que incluyen, mangueras con alma metálica, tubos de llenado, sistemas de prevención de caídas como escaleras plegables y conductores u operadores que trabajan alrededor del camión cisterna.
Las cargas en el contenedor del camión cisterna atraen cargas opuestas a la superficie del objeto y crean rápidamente un campo eléctrico entre sus respectivas superficies. Es la fuerza de este campo eléctrico la que provoca la «desintegración» del aire entre el recipiente y el objeto. Cuando el aire se «descompone», se crea un camino conductor para que las cargas excedentes se descarguen rápidamente, lo que provoca una descarga de chispa estática. Si en este espacio hay una atmósfera combustible, es muy probable que se produzca una ignición de la atmósfera.
Normas y prácticas recomendadas que rigen el control estático de las transferencias de productos mediante camiones cisterna
Como se indicó anteriormente, los entes regulatorios son extremadamente cautelosos respecto de los riesgos de ignición que presenta la electricidad estática en las operaciones de transferencia de productos mediante camiones cisterna.
Tres normas, en particular, brindan una guía clara sobre qué precauciones se deben tomar: NFPA 77, API RP 2003 y CLCTR: 50404. Las cuales establecen que la puesta a tierra del camión cisterna debe ser el primer procedimiento que se realiza en el proceso de transferencia. La conexión a tierra crea efectivamente un circuito eléctrico
que conecta el camión cisterna a tierra, y es esta conexión es la que evita que
se acumulen cargas estáticas en el contenedor del camión cisterna.
La razón por la que las cargas pueden transferirse desde el camión cisterna a tierra es que la Tierra tiene una capacidad infinita para absorber y redistribuir cargas estáticas, con el efecto positivo de eliminar la fuente de ignición de una atmósfera potencialmente combustible.
La resistencia eléctrica de este circuito desde el camión cisterna hasta la “fuente de tierra” (o “punto de conexión a tierra”), es un indicador clave del rendimiento de la capacidad de todo el circuito para proporcionar una operación de transferencia segura y protegido.
La NFPA 77 y API RP 2003 establecen que la resistencia en un circuito metálico en buen estado nunca debe exceder los 10 ohmios, por lo tanto, se debe medir todo el circuito entre el camión y el punto de conexión a tierra y ser igual o menor a 10 ohmios. Si se mide una resistencia superior a 10 ohmios, esto indicará problemas con partes del circuito de conexión a tierra, incluida la conexión del camión cisterna, la conexión del punto de tierra o el estado del cable conductor.
Como monitorear que las trasferencias se mantenga seguras
El Safe-T-Ground modelo TR-7 provee monitoreo continuo de la conexión a tierra de un camión durante las operaciones de carga y descarga. Los camiones cisterna que entran en el área de carga con frecuencia tienen electricidad estática, Safe-T-Ground modelo TR-7 detiene de inmediato las operaciones de carga si un camión cisterna pierde la conexión a tierra
Para proteger las operaciones de transferencia, el circuito Safe-T-Ground se cablear directamente al control de la bomba y a una alarma sonora o luz de señalización, previendo así cualquier carga peligrosa para el sistema.
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