Riesgos a considerar en el transporte intermodal del...

Riesgos a considerar en el transporte intermodal del

Riesgos a considerar en el transporte intermodal del gas natural licuado

transporte intermodal del gas natural licuado

Juan A. Vílchez

TIPs – Trámites, Informes y Proyectos, S.L. Dirección TécnicaOctubre 2015

SITUACIONES A CONTROLAR:

– Inflamabilidad. Se trata de un producto extremadamente inflamable, con riesgo de incendio originado por fuentes de ignición convencionales (según UNE-EN 1127-1, capítulo 5)

– Vaporiza fácilmente. Es capaz de generar importantes cantidades de vapor inflamable en caso de escape accidental (evaporación masiva) que se desplazarían a ras de tierra


que se desplazarían a ras de tierra– Líquido criogénico puede ocasionar daños a las personas

(quemaduras por frío) y a estructuras y equipos por fragilización del acero al carbono convencional

– Puede desplazar al aire. No es tóxico, pero puede causar asfixia– Gas pesado. Los vapores de GNL se comportan como un gas frío más

pesado que el aire que se puede dispersarse por gravedad y acumularse en zonas bajas (cubetos, pozos, drenajes, sumideros)

– Derrames de GNL en agua. El GNL flota y se vaporiza violentamente sin acumularse

POSIBILIDADES DE TRANSPORTE INTERMODAL/FERROCARRIL:

Características Contenedor Vagón cisterna

Tipo ISO 20” ISO 40” --

Volumen (m3) 20,3 20,2 20,1 43,5 111

Presión máxima de servicio (bar) 7 7 7 7 7

Presión de diseño (bar) 10 18 24 10 10,4


Presión de diseño (bar) 10 18 24 10 10,4

Presión disparo de la SV 10 18 24 10 7

Tiempo de espera (días) 52 68 75 65 28 - 42

Evaporación de GNL (%·día-1) 0,25 0,2 N.D.

Diámetro SV 2 x 1” 2 x DN65

Temperaturas de diseño -196ºC/+50ºC -196ºC/+50ºC

Tamaño de la conexión mayor líquida 3” DN 80

Tamaño de la conexión mayor gas 2” DN 50

La manipulación de contenedores de GNL en el proceso de transporte lleva relacionado principalmente dos tipologías de riesgo:

• Riesgo de fugas ocasionadas por colisiones durante el transporte o caídas o golpes durante la manipulación de los contenedores. En el peor de los casos (muy improbable dadas las características constructivas del contenedor), la pérdida de contención podría ser total, liberándose toda la carga transportada en un breve


constructivas del contenedor), la pérdida de contención podría ser total, liberándose toda la carga transportada en un breve espacio de tiempo.

• Posibilidad de presurización gradual de los contenedores hasta el punto de disparo de la válvula de seguridad, debido a la vaporización continuada (boil-off) del producto criogénico por transferencia de calor con el ambiente.

ACCIDENTES DE REFERENCIA CON GNL (EN CAMIONES CISTERNA):

y = 1,0864x - 2171R² = 0,9337

14

16

18

20

Acc

ide

nte

s ac

um

ula

do

s


R² = 0,9337

0

2

4

6

8

10

12

14

Acc

ide

nte

s ac

um

ula

do

s

Año

Correlación para la distribución acumulada de accidentes (puntos destacados en azul)

LA ESTADÍSTICA DE CISTERNAS PUEDE NO SER EXTRAPOLABLE A CONTENEDORES. RAZONES:

• Modalidad de transporte diferente: una cisterna en carretera está sometida en mayor medida a los riesgos de conducción. Sin embargo hay que considerar que parte del transporte intermodal de contenedores finalmente trascurrirá


transporte intermodal de contenedores finalmente trascurrirá por carretera, aunque con menos km recorridos por esta vía.

• Criterios de diseño del recipiente. El diseño de un contenedor puede llegar a ser más mucho robusto que el de una cisterna.

• Tecnología del aislamiento: el sistema de aislamiento de un contenedor (aislamiento a vacío) es mucho mejor que el sistema de aislamiento de la mayoría de las cisternas (aislamiento con poliuretano)

ÁRBOL DE EVENTOS (GNL) – ESCAPES LÍQUIDOS:

Suceso iniciador (accidente o TOP EVENT)

Ignición inmediata

Ignición retardada Escenario

Sí Incendio de charco (PFIRE – Pool Fire)


Fuga de GNL

Sí Llamarada (FLASHF - Flash Fire)

No Incendio (PFIRE – Pool Fire)

No Sin consecuencias

(Dispersión inflamable)

• ENSAYO REAL CON GNL: EVOLUCIÓN DE UNA NUBE INFLAMABLE CON RESULTADO DE FINAL DE IGNICIÓN, LLAMARADA E INCENDIO


ÁRBOL DE EVENTOS (GNC) – ESCAPES GASEOSOS

Suceso iniciador (accidente o TOP

EVENT)Ignición Escenario


Sí Dardo de fuego (JFIRE – Jet Fire)

Fuga de GN

No Sin consecuencias(Chorro turbulento inflamable)

(JDISP – Jet )

• ÁRBOL DE EVENTOS (BOLA DE FUEGO/FIREBALL):

Suceso iniciador (accidente o TOP

EVENT)

Incendio que afecta el

contendor

Fallo mecánico del contenedor por exposición al fuego

Escenario

Sí Bola de fuego (FBALL - Fireball)


Explosión por sobrepresión (EXPLO)

Sí

No Sin consecuencias para el contenedor

(fuego externo)

Accidente externo con Incendio

No Sin consecuencias

ALCANCES DE CONSECUENCIAS (ESCAPES OPERACIONALES/PARCIALES):

ESCENARIO4D

Distancias (m)2F

Distancias (m)ZI MAX.

(m)ZA ZI ZD DL01 ZA ZI ZD DL01

Escenarios en funcionamiento normal, asociados a fuentes de escape de tipo ATEX (orificios de 3 mm)

CONT/FP/GN/JFIRE 2 2 1 1 2 2 2 2 2

CONT/FP/GN/JDISP 2 1 -- -- 2 1 -- -- 1

CONT/FP/GNL/PFIRE 3 2 2 2 3 3 2 2 3

CONT/FP/GNL/FLASHF 18 14 -- -- 20 13 -- -- 14


CONT/FP/GNL/FLASHF 18 14 -- -- 20 13 -- -- 14

Escenarios por fallo operacional, asociados a situaciones de descarga por válvula de seguridad, de interés para aplicar la instrucción 11/2010 SIE

CONT/SV/GN/JFIRE 24 19 15 14 24 19 16 14 19

CONT/SV/GN/JDISP 19 11 -- -- 22 12 -- -- 12

Escapes accidentales (por orificios 10 mm y de 10% del diámetro total de tubería de conexión), de interés para aplicar la instrucción 11/2010 SIE

CONT/FI/GN/JFIRE 8 6 5 5 8 6 5 5 6

CONT/FI/GN/JDISP 6 3 -- -- 6 3 -- -- 3

CONT/FI/GNL/PFIRE 19 16 13 12 23 19 16 14 19

CONT/FI/GNL/FLASHF 62 45 -- -- 139 67 -- -- 67

TUB/FI/GN/JFIRE 4 3 2 2 4 3 3 3 3

TUB/FI/GN/JDISP 3 2 -- -- 3 2 -- -- 2

TUB/FI/GNL/PFIRE 6 5 4 5 9 7 6 4 7

TUB/FI/GNL/FLASHF 36 27 -- -- 78 41 -- -- 41

ALCANCES DE CONSECUENCIAS (ESCAPES TOTALES/CATASTRÓFICOS):

ESCENARIO4D

Distancias (m)2F

Distancias (m)ZI MAX.

(m)ZA ZI ZD DL01 ZA ZI ZD DL01

Escapes accidentales (por orificios del 100% del diámetro total de tubería de conexión)

TUB/FC/GN/JFIRE 35 30 25 23 37 31 26 24 31

TUB/FC/GN/JDISP 48 18 -- -- 50 20 -- -- 20

TUB/FC/GNL/PFIRE 173 141 117 107 176 140 115 106 141


TUB/FC/GNL/PFIRE 173 141 117 107 176 140 115 106 141

TUB/FC/GNL/FLASHF 251 163 -- -- 595 243 -- -- 243

Escapes accidentales (por pérdida de contención total)

CONT/FC/GNL/PFIRE 248 201 166 153 244 195 160 146 201

CONT/FC/GNL/FLASHF 440 316 -- -- 1331 786 -- -- 786

CONT/FC/GNL/FBALL 522 404 314 202 522 404 314 202 404

CONT/FC/GNL/EXPLO 107 61 52 35 107 61 52 35 61

EJEMPLODE CÁLCULO: DISPARO DE 1 VÁLVULA DE SEGURIDAD:


CONCLUSIONES SOBRE LOS PELIGROS:

• Todos los escenarios planteados para le GNL (bola de fuego, dispersión inflamable, dardo de fuego, incendio de charco) pueden también darse en gases extremadamente inflamables que actualmente se transportan de manera habitual por ferrocarril (propano, butano, mezclas GLP, propileno, isobutano, etc.).

• Incluso bajo este punto de vista el GNL presenta menores


• Incluso bajo este punto de vista el GNL presenta menores riesgos (no hay posibilidad explosión al aire libre y es más ligero que el aire a temperatura ambiente, por tanto no se puede acumular en zonas bajas).

• La principal circunstancia diferencial al GNL es la presurización gradual del recipiente por el boil-off, que requiere un gestión muy cuidadosa del tránsito del contenedor o el vagón cisterna, para garantizar que, bajo ninguna circunstancia (¡en la ida y en la vuelta en frío!), dispare la válvula de seguridad.

CONCLUSIONES SOBRE LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE:

• El futuro inmediato está en los contenedores ISO (en Japón parece que es así). Ventajas:

- Pueden utilizar la infraestructura de carga de cisternas- Pueden apilarse (2 alturas máximo, < 5 m, para minimizar el riesgo de caída y roturo catastrófica)- Aprovecha al 100 % la infraestructura intermodal actual de distribución de


- Aprovecha al 100 % la infraestructura intermodal actual de distribución de mercancías ADR/RID sin adaptaciones técnicas (¡Europa al alcance como mercado!)- Puede llegar a zonas de uso sin infraestructura de descarga fijas- Puede aprovecharse como instalación de almacenamiento satélite. Hoy en día es habitual encontrar en plantas químicas contendores ISO que hacen la función de almacenamiento transportable. En cualquier caso para hacer esto hay que realizar cambios reglamentarios.

• Los vagones cisterna transportan más cantidad unitaria, pero requieren una infraestructura de carga/descarga específica y dedicada. Sólo se justificaría para grandes trasiegos entre plantas de regasificación o grandes consumidores fijos.

EPÍLOGO:

EL GNL presenta unos riesgos perfectamente conocidos y que deben ser adecuadamente gestionados en todas las fases del transporte, incluyendo pautas de segregación, de altura máxima (para minimizar los efectos por caída), de tiempos de espera, etc.


etc.

• Estrategia:

1. La seguridad lo primero (safety first)

2. Medio ambiente

3. Mercado

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