UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA...
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I UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA: TECNOLOGÍA EN PETRÓLEOS “ESTUDIO DE UN PROCESO DE AUTOMATIZACIÓN EN EL SISTEMA CONTRA INCENDIOS (SCI) DE LA ESTACIÓN DE BOMBEO BAEZA N° 4 SOTE (EP-PETROECUADOR)” TESIS DE GRADO PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE TECNÓLOGO EN PETRÓLEOS AUTOR: PAUL SANTIAGO TRÁVEZ CORRALES DIRECTOR: ING. RAUL BALDEON, MSC. Quito, Enero 2014
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I
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA: TECNOLOGÍA EN PETRÓLEOS
“ESTUDIO DE UN PROCESO DE AUTOMATIZACIÓN EN EL
SISTEMA CONTRA INCENDIOS (SCI) DE LA ESTACIÓN DE
BOMBEO BAEZA N° 4 SOTE (EP-PETROECUADOR)”
TESIS DE GRADO
PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
TECNÓLOGO EN PETRÓLEOS
AUTOR: PAUL SANTIAGO TRÁVEZ CORRALES
DIRECTOR: ING. RAUL BALDEON, MSC.
Quito, Enero 2014
II
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014
Reservados todos los derechos de reproducción
III
DECLARACIÓN
Yo PAUL SANTIAGO TRÁVEZ CORRALES, declaro que el trabajo aquí
descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para
ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
_________________________
Paúl Santiago Trávez Corrales
C.I. 050265155-7
IV
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “ESTUDIO DE UN
PROCESO DE AUTOMATIZACIÓN EN EL SISTEMA CONTRA
INCENDIOS (SCI) EN LA ESTACIÓN DE BOMBEO BAEZA No. 4 SOTE
(EP PETROECUADOR)”, para aspirar al título de Tecnólogo de Petróleos,
fue desarrollado por Paul Santiago Trávez Corrales, bajo mi dirección y
supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las
condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos
18 y 25.
__________________________
Ing. Raúl Baldeón
DIRECTOR DEL PROYECTO
V
DEDICATORIA
A Dios y a la Virgen María por haberme dado salud y vida para poder
realizar con éxito este proyecto de tesis.
A mi esposa Gabriela Granja y a mi hijo Sebastián, que con concejos, amor
y cariño supieron guiarme para poder terminar la carrera.
A mis padres Manuel Trávez e Inés Corrales por haber confiado en mí, por
su apoyo incondicional, por todo el amor y el cariño que me brindan, a mi
hermano que a su corta edad sabia darme concejos para no decaer en cada
momento difícil de mi vida, a mis abuelitos y a toda mi familia.
A mis amigos, por todo el apoyo que me brindaron para terminar mi carrera,
por los concejos que me supieron impartir en los momentos difíciles de mi
vida.
Paúl Santiago Trávez Corrales
VI
AGRADECIMIENTO
A dios por lo que se tiene, allí comienza el arte de vivir.
A mis padres Inés Corrales y Manuel Trávez por el apoyo incondicional que
me dieron a lo largo de la carrera.
A mi esposa Gabriela Granja y mi hijo Sebastián Trávez por estar cerca de
mí y apoyándome en todo momento.
A mis hermanos Mariela e Iván por el apoyo incondicional que me dieron
durante a lo largo de la carrera.
A mi tío, Jaime Corrales, por darme donde vivir en una ciudad tan hermosa,
a mi esposa por su ayuda y apoyo en muchos de los procesos que aquí
tuvieron lugar.
Al Ing. Raúl Baldeón por su asesoría y dirección en el trabajo de
investigación.
A mí querida Universidad con sus respectivos profesores de los cuales llevo
las mejores enseñanzas y los más bellos recuerdos.
A todos aquellos amigos que de una u otra forma, colaboraron o participaron
en la realización de este trabajo, hago extensivo mis más sinceros
agradecimientos.
Paúl Santiago Trávez Corrales
VII
RESUMEN
En el presente proyecto se enfoca en el estudio del diseño del sistema
automatizado de detección de incendios para la estación Baeza #4 del
Sistema de Oleoductos Trans-Ecuatoriano operado por la empresa EP-
PETROECUADOR, este sistema debe ser confiable, seguro y con tecnología
de punta, capaz de alertar al personal en forma clara, de la existencia de
fuego o presencia de incendio (condiciones anormales) en la estación Baeza
#4, con el fin de salvaguardar la vida y salud del personal, minimizar el
impacto ambiental en caso de explosiones y precautelar los bienes
materiales.
Para un mejor entendimiento del presente proyecto, se lo ha dividido de la
siguiente forma:
En el marco teórico; se detalla los fundamentos básicos de los sistemas
contra incendios dentro de los cuales se encuentran los sistemas de
detección de fuego y de extinción de incendios, además se describe la
terminología básica para estos sistemas y la normativa que rige, se
complementa con la teoría de todo lo que concierne al fuego, e incendios y
finalmente se presenta una revisión en lo que se refiere a la prevención y
control de incendios.
A continuación en la metodología, se describe detalladamente al Sistema de
Oleoducto Transecuatoriano y como está estructurado desde su tramo inicial
en Lago Agrio hasta las monoboyas ubicadas costa afuera en el Terminal
Marítimo de Balao, seguidamente se describe en forma detallada la estación
Baeza#4 los sistemas que la conforman y equipos que posee así como
también sus cuartos de control, y finalmente se realiza un análisis detallado
del sistema contra incendios en su situación actual de la estación.
VIII
El análisis de resultados, abarca el diseño del sistema automático de
detección y extinción de incendios, se describe además las bases y criterios
principales del diseño, se especifica la filosofía de control al igual que la
matriz causa y efecto, y posteriormente se define la arquitectura de control,
se propone la ubicación de los detectores en puestos estratégicos y se
finaliza con la zonalización de las distintas áreas de acuerdo al tipo de fuego
que podría presentarse y que agentes son los más recomendables para
combatirlos.
Finalmente en el capítulo 5 se enumeran las conclusiones y
recomendaciones realizadas durante la ejecución de este estudio, además
se presenta la referencia bibliográfica utilizada junto a los anexos.
IX
ABSTRACT
The present project focuses on the study of the design of the automated
system for fire detection in Pipeline System Trans- Ecuadorian station Baeza
# 4 operated by EP-Petroecuador company, this system must be reliable,
safe and with the last technology, and have to be able to alert staff clearly,
the existence of fire (abnormal conditions) in Baeza station # 4, in order to
safeguard the life and health of personnel, minimize environmental impact if
explosions take place, and safeguarding the property.
For a better understanding of this project, it has been divided as follows:
In the theoretical framework, are detailed the basic fundamentals of fire
systems in the second part the fire detection systems and fire suppression
are explained, further s showed the basic terminology for these systems and
the international standards, as a complement is described the theory of
everything related with fire, and finally a review about the prevention and
control of fires is presented.
As the methodology is The Trans-Ecuadorian Pipeline System is described in
detail, secondly we show how it is structured from its initial stretch in Lago
Agrio to monobuoys located offshore in the Marine Terminal of Balao,
besides a detailed description of The Baeza # 4 station is presented focused
in the systems and equipment that conforms it, and finally a detailed
description about the fire system in the present situation is performed and
analyzed.
The analysis of the results, is covering the design of automatic fire detection
and suppression, further describes the basis and key design criteria, control
philosophy is specified as in a cause and effect matrix, and then the
architecture is defined control the location of the proposed detectors in
strategic positions, and this chapter ends with the zonation of different areas
X
according to the type of fire that might arise and that agents are the most
recommended to combat them.
Finally in chapter 5, are presented the conclusions and recommendations
made during the execution of this study, along with the bibliographic
reference, and the appendix used is presented.
XI
ÍNDICE DE CONTENIDOS
Pág.
DECLARACIÓN ...................................................................................................................... III
CERTIFICACIÓN .................................................................................................................... IV
RESUMEN ............................................................................................................................. VII
ABSTRACT ............................................................................................................................. IX
INTRODUCCIÓN. .................................................................................................................... 1
1.1. OBJETIVOS: ............................................................................................................... 3
1.1.1. OBJETIVO GENERAL. .................................................................................... 3
1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. ........................................................................... 3
FUNDAMENTOS TEÓRICOS. ................................................................................................ 4
2.1 ASPECTOS GENERALES ............................................................................................ 4
2.2 NORMATIVA INTERNACIONAL ................................................................................... 5
2.2.1 NFPA 1, FIRE CODE. EDITION 2009 ................................................................... 5
2.2.2 NFPA 54, NATIONAL FUEL GAS CODE. EDITION 2009 ..................................... 5
2.2.3 NFPA 70, NATIONAL ELECTRICAL CODE. EDITION 2008 ................................ 6
2.2.4 NFPA 72, NATIONAL FIRE ALARM AND SIGNALING CODE. EDITION 2010 ... 6
2.2.5 NFPA 101, LIFE SAFETY CODE, EDITION 2009 ................................................. 6
2.2.6 NFPA 170, STANDARD FOR FIRE SAFETY AND EMERGENCY SYMBOLS.
EDITION 2010 ................................................................................................................. 7
2.3. ELEMENTOS BÁSICOS DEL FUEGO ......................................................................... 8
2.4. ¿QUÉ ES UN INCENDIO? ........................................................................................... 9
2.5. ¿QUÉ ES EL FUEGO? ................................................................................................. 9
2.5.1. CLASES DE FUEGO ............................................................................................ 9
2.6. TEORÍAS SOBRE EL FUEGO ................................................................................... 15
2.6.1. EL TRIÁNGULO DEL FUEGO ............................................................................ 15
2.6.2. EL TETRAEDRO DEL FUEGO ........................................................................... 16
2.7. FACTORES NECESARIOS PARA QUE SE PRODUZCA UN INCENDIO ................ 17
2.7.1. MATERIAL COMBUSTIBLE ................................................................................ 18
2.7.2. COMBURENTE ................................................................................................... 19
XII
2.7.3. ENERGÍA DE ACTIVACIÓN ............................................................................... 20
2.7.4. REACCIÓN EN CADENA ................................................................................... 22
2.8. EL DESARROLLO DE UN INCENDIO .................................................................. 23
2.8. LA ACTUACIÓN CONTRA LOS INCENDIOS ............................................................ 25
2.8.1. ETAPAS DE LA POSIBLE ACTUACIÓN CONTRA INCENDIOS ....................... 26
2.8.2. LA ACTUACIÓN INTEGRAL CONTRA LOS INCENDIOS ................................. 27
2.9. LA PREVENCIÓN DE INCENDIOS ........................................................................... 29
2.10. LA EXTINCIÓN DE INCENDIOS .............................................................................. 30
2.10.1. MEDIOS DE EXTINCIÓN .................................................................................. 31
2.11. AGENTES EXTINTORES ......................................................................................... 32
2.11.1. AGUA ................................................................................................................ 32
2.11.2. ESPUMA FÍSICA ............................................................................................... 33
2.11.3. POLVOS QUÍMICOS SECOS BC Y ABC ......................................................... 34
2.11.4. POLVOS QUÍMICOS ESPECIALES ................................................................. 35
2.11.5. ANHÍDRIDO CARBÓNICO ............................................................................... 35
2.11.6. HIDROFLUOROCARBUROS Y OTROS AGENTES GASEOSOS DISTINTOS
DEL CO2 ....................................................................................................................... 36
2.12. ADAPTACIÓN DEL AGENTE EXTINTOR A LA CLASE DEL FUEGO ................... 39
2.13. MEDIOS DE EXTINCIÓN ......................................................................................... 40
2.13.1. EL ESQUEMA DE PRINCIPIO.......................................................................... 41
2.14. SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE DETECCIÓN Y ALARMAS .................................. 44
2.14.1 COMPONENTES DEL SISTEMA ...................................................................... 44
2.14.2 DETECTORES DE INCENDIO .......................................................................... 45
2.14.3 DETECCIÓN DE GASES EXPLOSIVOS ........................................................... 48
2.14.4 TECNOLOGÍAS PARA MONITOREO DE GASES EXPLOSIVOS .................... 50
METODOLOGÍA. ................................................................................................................... 53
3.1. DESCRIPCIÓN DEL OLEODUCTO TRANSECUATORIANO (SOTE) ...................... 53
3.2. LÍNEA PRINCIPAL DEL OLEODUCTO TRANSECUATORIANO (SOTE) ................ 54
3.3. ESTACIONES DE BOMBEO DE LA LÍNEA PRINCIPAL SOTE ................................ 56
3.2.1. LAGO AGRIO ...................................................................................................... 57
XIII
3.3. ESTACIONES DE BOMBEO BAEZA SALADO, BAEZA, PAPALLACTA .................. 62
3.4. ESTACIONES REDUCTORAS DE PRESIÓN ........................................................... 66
3.4.1. PUNTOS FIJOS DE OPERACIÓN...................................................................... 66
3.4.2. ALINEACION DE LAS VALVULAS ..................................................................... 68
3.5. TERMINAL PETROLERO MARÍTIMO DE BALAO .................................................... 69
3.6. DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES DE LA ESTACIÓN BAEZA#4 ............... 71
3.6.1. TRAMPA DE ENTRADA MÚLTIPLE DE VÁLVULAS ......................................... 71
3.6.2. TRAMPA DE SALIDA MÚLTIPLE DE VÁLVULAS ............................................. 72
3.6.3. STRAINER PRINCIPAL ...................................................................................... 73
3.6.4. PLACA DE ORIFICIO .......................................................................................... 74
3.6.5. UNIDADES DE BOMBEO ................................................................................... 74
3.6.6. SISTEMA DE ALMACENAMIENTO Y PURIFICACIÓN DE CRUDO
COMBUSTIBLE. ............................................................................................................ 76
3.6.7. SISTEMA GENERADOR DE NITRÓGENO ....................................................... 77
3.6.8. SISTEMA BOOSTER DE COMBUSTIBLE ......................................................... 77
3.6.9. TANQUE DE ACEITE LUBRICANTE ................................................................. 78
3.6.10. SISTEMA DE RECEPCIÓN Y ENTREGA DE DIESEL .................................... 78
3.6.11. TANQUE DE GASOLINA .................................................................................. 79
3.6.12. SISTEMA COLECTOR Y SEPARADOR DE AGUA ACEITE ........................... 79
3.6.13. SISTEMA DE AIRE ........................................................................................... 80
3.6.14. SISTEMA CONTRA INCENDIOS ..................................................................... 81
3.6.15. SISTEMA DE FUERZA ELÉCTRICA ................................................................ 82
3.6.16. SUBESTACIÓN ELÉCTRICA ........................................................................... 83
3.6.17. SISTEMA DE ALIVIO ........................................................................................ 83
3.6.18. SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA ........................................................ 84
3.6.19. SALA DE CONTROL ......................................................................................... 85
ANÁLISIS DE RESULTADOS. .............................................................................................. 86
4.1. ANÁLISIS Y MEJORAS PARA EL SISTEMA CONTRA INCENDIOS ACTUAL DE LA
ESTACIÓN BAEZA #4 DEL SOTE .................................................................................... 86
4.1.1. DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO ......................................................... 87
4.1.2. DESVENTAJAS .................................................................................................. 88
XIV
4.1.3. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y POSICIONES ................................................. 89
4.2. DISEÑO DEL SISTEMA AUTOMÁTICO DE DETECCIÓN DE FUEGO Y GAS ........ 96
4.3. ARQUITECTURA DE CONTROL Y CONDICIONES DE ALARMA ........................... 96
4.2.1. ALARMA DE FUEGO .......................................................................................... 97
4.2.2. ALARMA DE GAS ............................................................................................... 98
4.2.3. PRESENTACIÓN DE ALARMAS ........................................................................ 98
4.2.4. SEÑALES DE APAGADO (SHUTDOWN) .......................................................... 99
4.2.5. RECONOCIMIENTO DE ALARMAS ................................................................. 100
4.3. SPECIFICACIONES DEL SISTEMA ........................................................................ 100
4.3.1. CONTROLADOR DEL SISTEMA F&G ............................................................. 101
4.3.2. EXTENSORES DE RED ................................................................................... 102
4.3.3. MÓDULO DE 8 CANALES DIGITALES (EDIO) ................................................ 102
4.3.4. MÓDULO DE 8 RELÉS (RM) ............................................................................ 103
4.3.5. FUENTE DE ALIMENTACIÓN (PS) .................................................................. 104
4.3.6. MONITOR DE FUENTE DE ALIMENTACIÓN (PSM)....................................... 105
4.3.7. ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS DE CAMPO ........................................... 105
4.4. UBICACIÓN Y EQUIPOS DE CAMPO A INSTALARSE EN CADA ZONA ............. 110
4.4.1. ÁREA 1: TANQUES DE CRUDO ...................................................................... 110
4.4.2. ÁREA 2: TANQUES DE DIESEL, GASOLINA .................................................. 111
4.4.3. ÁREA 2A, 2B: SALA DE MÁQUINAS Y SALA DE GENERACIÓN .................. 111
4.4.4. ÁREA 3: SALA DE VÁLVULAS ......................................................................... 112
4.4.5. ÁREA 4: SALA DE CONTROL .......................................................................... 113
4.4.6. ÁREA 5: CAMPAMENTO HABITACIONAL ...................................................... 113
4.4.7. ÁREA5A: BODEGA DE MATERIALES Y REPUESTOS .................................. 113
4.4.8. ÁREA 6, 6A, 6B: COMEDOR Y COCINA, SALA DE JUEGOS ........................ 114
CONCLUSIONES. ............................................................................................................... 115
RECOMENDACIONES. ....................................................................................................... 117
GLOSARIO DE TÉRMINOS ................................................................................................ 118
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................... 122
ANEXOS .............................................................................................................................. 124
XV
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 2.1. Tanques e Intercambiadores ................................................................................. 8
Figura 2.2. Agua presurizada ................................................................................................. 11
Figura 2.3. Espumas .............................................................................................................. 12
Figura 2.4. Gas Carbónico ..................................................................................................... 14
Figura 2.5. Triangulo de Fuego. ............................................................................................. 15
Figura 2.6. Tetraedro del Fuego. ........................................................................................... 16
Figura 2.7. Diagrama de Reacción en Cadena...................................................................... 22
Figura 2.8. Desarrollo de un Incendio (Combustible Sólido). ................................................ 23
Figura 2.9. Desarrollo de un Incendio (Combustible Líquido y Gaseoso). ............................ 24
Figura 2.10. Propagación de un Incendio. ............................................................................. 25
Figura 2.11. Etapas de la Actuación Contra Incendios. ......................................................... 26
Figura 2.12. Medidas de Seguridad Contra Incendios. ......................................................... 29
Figura 2.13. Medidas de Extinción. ........................................................................................ 31
Figura 2.14. Esquema Plan de Emergencia. ......................................................................... 42
Figura 2.15. Esquema Plan de Emergencia. ......................................................................... 43
Figura 2.16. Espectro de radiación del fuego ........................................................................ 47
Figura 2.17. Espectro ultravioleta del fuego .......................................................................... 48
Figura 2.18. Rango de explosividad del Metano.................................................................... 50
Figura 2.19. Sensor de gas catalítico. ................................................................................... 51
Figura 2.20. Operación de sensor de gas infrarrojo. ............................................................. 52
Figura 3.1. Instalaciones del SOTE. ...................................................................................... 54
Figura 3.2. Línea Principal del SOTE. ................................................................................... 55
Figura 3.4. Instalaciones Estación Lago Agrio SOTE. ........................................................... 57
Figura 3.5. Instalaciones Estación de Bombeo Quininde SOTE. .......................................... 62
Figura 3.6. Instalaciones Estación Reductora La Palma SOTE. ........................................... 66
Figura 3.7. Diagrama Terminal Marítimo de Balao SOTE. .................................................... 69
Figura 3.8. Monoboya Terminal Marítimo de Balao SOTE. ................................................... 70
Figura 3.9. Trampa de Entrada Estación Baeza SOTE. ........................................................ 72
XVI
Figura 3.10. Trampa de Salida Estación Baeza SOTE. ........................................................ 73
Figura 3.11. Filtro (Strainer). .................................................................................................. 73
Figura 3.12. Medidor Placa orificio. ....................................................................................... 74
Figura 3.13. Unidades de Bombeo. ....................................................................................... 75
Figura 3.14. Sistema de Almacenamiento de Crudo Combustible. ....................................... 76
Figura 3.15. Sistema de Generación de Hidrogeno. ............................................................. 77
Figura 3.16. Sistema de Lubricación de Motores. ................................................................. 78
Figura 3.17. Sistema de Compresión de Aire. ....................................................................... 81
Figura 3.18. Sistema Contraincendios. .................................................................................. 82
Figura 3.19. Generadores de Energía. .................................................................................. 83
Figura 3.20. Sistema de Alivio. .............................................................................................. 84
Figura 3.21. Sala de Control de La Estación. ........................................................................ 85
Figura 4.1. Motor Diésel. ........................................................................................................ 90
Figura 4.3. Lanzaespumas y Monitores. ................................................................................ 91
Figura 4.4. Boquilla y Mangueras. ......................................................................................... 92
Figura 4.5. Sistema de Bombeo Espumógeno. ..................................................................... 93
Figura 4.6. Tanque de Almacenamiento de Agua. ................................................................ 94
Figura 4.7. Equipos de protección personal. ......................................................................... 95
Figura 4.7. Arquitectura de Control. ....................................................................................... 97
Figura 4.8. Controlador Eagle Quantum Premier (EQP). .................................................... 101
Figura 4.9. Extensores de Red ............................................................................................ 102
Figura 4.10. Módulo de entradas/salidas digitales EDIO ..................................................... 103
Figura 4.11. Módulo de relés (RM). ..................................................................................... 104
Figura 4.12. Fuente de alimentación La Marche. ................................................................ 104
Figura 4.13. Detector de Fuego 3IR, Protect•IR X3301 ....................................................... 106
Figura 4.14. Detector de humo FENWAL ............................................................................ 106
Figura 4.15. Detector de gas PIRECL ................................................................................. 108
Figura 4.16: Esquema del panel de control sugerido. ......................................................... 109
XVII
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 2.1. Focos de Ignición Frecuentes. .............................................................................. 21
Tabla 2.2. Acciones Preventivas y Factores de Incendios. ................................................... 30
Tabla 2.3. Gases de Extinción. .............................................................................................. 37
Tabla 2.4. Adecuación del Agente Extintor a cada Clase de Fuego. .................................... 39
Tabla 2.5. Clases de Fuego y su Respectivo Agente Extintor. .............................................. 40
Tabla 2.6. Medios de Extinción para cada Tipo de Instalación. ............................................ 40
Tabla 2.7. Rangos de explosividad de gases.. ...................................................................... 49
Tabla 4.1. Zonificación de La Estación Baeza #4. ............................................................... 110
XVIII
ÍNDICE DE ANEXOS
Pág.
ANEXO 1
DIAGRAMA DE AREAS DE LA ESTACIÓN BAEZA # 4 SOTE ......................................... 124
ANEXO 2
MATRIZ DE RIESGOS ESTACIÓN BAEZA # 4 SOTE ...................................................... 125
ANEXO 3
MATRIZ DE SISTEMA CONTRA INCENDIOS ACTUAL ESTACIÓN BAEZA # 4 SOTE ... 126
ANEXO 4
LSTADO DE EQUIPOS Y MATERIALES PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL SISTEMA
CONTRA INCENDIOS ESTACIÓN BAEZA # 4 SOTE ........................................................ 127
1
INTRODUCCIÓN.
La Estación de Bombeo Baeza #4, al igual que todas las estaciones de
producción de petróleo, está expuesta potencialmente a riesgos de incendios
por el tipo de operaciones con líquidos inflamables (petróleo crudo) que
existen en éstas. Los incendios son destructores, cuestan vidas y empleos,
inhabilitan a las personas y destruyen propiedades. Muchos incendios
pueden prevenirse o extinguirse antes de que ocurran daños irreversibles.
El diseño de un Sistema de Protección Contra Incendios Automatizado para
la Estación de Bombeo Baeza #4 tiene el objeto de minimizar los riesgos de
desastre en caso de existir un incendio en ésta, la tecnología actual nos
posibilita diseñar un Sistema de Detección y Control más seguro, preciso y
capaz de operar con los sistemas de instrumentación electrónicos existentes
en la estación.
Para el diseño de un Sistema de Protección Contra Incendios, y con mayor
razón para una estación de bombeo de petróleo, el técnico o diseñador debe
sustentarse en normas que sean probadas y aceptadas por entidades tanto
nacionales como internacionales que tengan relación con la Seguridad
Integral y la Protección Contra Incendios.
Las normas que se utilizan en el diseño serán las que actualmente rigen
para el sistema Petroecuador, ya que el diseño será para una estación de
bombeo perteneciente al Sistema de Oleoductos Transecuatoriano operado
por la empresa estatal EP-Petroecuador, además se utilizarán normas
internacionales como las de la NATIONAL FOAM y la NFPA; por lo tanto es
conveniente aclarar que la mayoría de los sistemas de Protección Contra
Incendios en el sistema Petroecuador existentes al momento no cumplen
2
con las normas internacionales ni nacionales, haciendo que estos sistemas
sean vulnerables a fallas o simplemente no operan en el momento más
deseado debido a su obsoleta tecnología.
El presente trabajo consiste en dar los lineamientos fundamentales para el
rediseño de la mayoría de sistemas de protección contra incendios en las y
bombeo de petróleo y reducción de presión del Sistema de Oleoductos
TransEcuatoriano, cumpliendo con las normas actualizadas y utilizando
tecnología actual tanto para la detección como para el control de éstos
sistemas, a pesar de que para cambiar el sistema de instrumentación de
estas estaciones se necesita hacer otro estudio de la misma magnitud; para
la implementación de una mejor y más eficiente tecnología, con el presente
trabajo se emplearán sistemas de última generación en detección y control
que serán capaces de adaptarse a nuevas implementaciones en la
instrumentación de estas estaciones en el futuro.
El Sistema de Oleoducto TransEcuatoriano por ser el ramal más importante,
que sirve como medio para transportar el petróleo producido en los campos
de petrolíferos hacia el terminal marítimo de Balao donde se lo comercializa,
lo que lo constituye la arteria principal que mueve la industria
hidrocarburífera del país a través del cual diariamente fluyen más de
200000bpd de petróleo crudo, a pesar de esto la estación de producción
actualmente tiene un sistema de Protección Contra Incendios obsoleto con
equipos que tienen aproximadamente de 15 a 20 años de vida, por esta
razón la necesidad de diseñar un Sistema de Protección Contra Incendios
Automatizado para salvaguardar la producción proveniente de los campos
petrolíferos, como los activos del oleoducto, los activos ambientales que se
encuentran dentro de la zona de influencia de la estación, y lo más
importante la vida de las personas que laboran en dicha estación o que se
encuentran dentro del área de influencia de la estación Baeza #4.
3
1.1. OBJETIVOS:
1.1.1. OBJETIVO GENERAL.
• Realizar un estudio sobre la automatización el Sistema Contra
Incendios (SCI) en la Estación de Bombeo Baeza No 4 Sote
(EP-PETROECUADOR), con la utilización de sensores para
disminuir los riesgos de accidente e incidentes que puedan
ocasionar pérdidas humanas y materiales.
1.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
• Analizar la automatización en el Sistema Contra Incendios
(SCI) en la Estación de Bombeo Baeza No 4 Sote EP-
Petroecuador.
• Examinar las áreas de la Estación de Bombeo Baeza No 4 Sote
EP-Petroecuador mediante una matriz de riesgo, con el fin de
automatizar el Sistema Contra Incendios y optimizar su función.
• Establecer tecnológicamente un nuevo sistema dentro de la
Estación de Bombeo Baeza No 4 Sote EP-Petroecuador para
evitar el mal uso de las instalaciones y así prevenir accidentes
que pueda ocasionar pérdidas humanas y materiales.
4
FUNDAMENTOS TEÓRICOS.
2.1 ASPECTOS GENERALES
La protección contra incendios es un sector en auge dentro del campo de la
seguridad en todo tipo de instalaciones. Este hecho exige a las personas,
que intervienen en esta área, tener el conocimiento necesario y estar al día
en cuanto a la aplicación de normas relacionadas al tema, y así ofrecer un
trabajo de calidad en cualquier actividad que implique actuar en la
prevención de riesgos de incendios o explosiones.
Hoy en día, tanto en el país como en todo el mundo va tomando impulso la
implementación de sistemas que permitan minimizar los riesgos dentro de
las plantas industriales, entre éstos se encuentran:
• Sistemas de monitoreo de gases explosivos.
• Sistemas de detección de incendios.
• Sistemas de supresión de incendios, que combinan los dos
anteriores y adicionalmente realizan la liberación de agentes
extintores para combatir al fuego.
Esto principalmente obedece a la conciencia que se va creando tanto en los
trabajadores como en las personas que tienen la decisión de implementar un
sistema de seguridad; además responde a una disminución de las primas de
seguros que deben pagar si la planta industrial tiene un sistema contra
incendios.
5
2.2 NORMATIVA INTERNACIONAL
Durante todo el proceso se aplicarán normas prácticas de ingeniería,
fabricación, adquisición y construcción, vigentes y aceptadas en la industria
internacional, prevaleciendo siempre la norma más exigente en caso de
conflicto entre ellas.
La National Fire Protection Association (NFPA) es el principal impulsor
mundial de prevención de incendios y una fuente autorizada en seguridad
pública, la NFPA desarrolla, publica y difunde más de 300 códigos y
normativas de consenso destinadas a minimizar la posibilidad y efectos del
fuego y otros riesgos. De la normativa vigente se ha tomado la última
revisión y se menciona a continuación las principales que aplican para el
presente proyecto:
2.2.1 NFPA 1, FIRE CODE. EDITION 2009
Para tener un enfoque global e integrado al fuego la norma NFPA 1, Código
de Fuego (Fire Code) edición 2009 se convierte en la mejor guía para la
gestión de riesgos.
Aprobado internacionalmente, esta puerta de entrada a la seguridad contra
incendios contiene extractos de los y las referencias a más de 130 códigos
NFPA® y las normas que abarcan la gama completa de protección contra
incendios y en temas de seguridad de vida.
2.2.2 NFPA 54, NATIONAL FUEL GAS CODE. EDITION 2009
La aplicación del Código Nacional de Gas Combustible (National Fuel Gas
Code) permite tener instalaciones más seguras y una mejor protección
contra los incendios y explosiones. Además de estar al día con las técnicas
actuales, los productos, materiales y prácticas de construcción, el Código
6
Nacional de Gas Combustible proporciona un medio más eficaz para
garantizar la seguridad en las instalaciones que poseen gases combustibles.
Basado en los resultados de las propuestas de los usuarios del Código, se
presenta los criterios de última generación para la instalación y operación de
sistemas de tuberías de gas, electrodomésticos, equipos y accesorios
relacionados.
2.2.3 NFPA 70, NATIONAL ELECTRICAL CODE. EDITION 2008
El propósito de este Código es la protección práctica -de personas y bienes-
de los peligros provenientes del uso de la electricidad. Este Código se aplica
a la instalación de conductores eléctricos, equipos, señalización,
comunicaciones, cables de fibra óptica y canalizaciones.
2.2.4 NFPA 72, NATIONAL FIRE ALARM AND SIGNALING CODE.
EDITION 2010
Este código tradicionalmente abarcaba el diseño, aplicación, instalación,
ubicación, desempeño, inspección, pruebas y mantenimiento de los sistemas
de alarmas de incendios, y desde la edición 2010 al alcance se ha
expandido más allá del enfoque básico -sobre los sistemas de alarma contra
incendios- para incluir también requisitos para los sistemas de notificación
masiva utilizada para emergencias climáticas, acontecimientos terroristas,
ataques químico biológicos, situaciones de emergencia nuclear; y en general
todo tipo de amenazas.
2.2.5 NFPA 101, LIFE SAFETY CODE, EDITION 2009
El punto de referencia para la seguridad en todo tipo de estructuras ha sido
actualizado con nuevas exigencias y revisado para minimizar el peligro a la
vida desde los efectos del fuego y riesgos relacionados. El Código de
7
Seguridad Humana (Life Safety Code) establece un umbral mínimo de
seguridad, tanto en estructuras nuevas como en existentes; también
contiene una opción de cumplimiento basado en el rendimiento y
proporciona criterios distintos, más flexible para la rehabilitación de edificios
frente a la nueva construcción y permite fomentar la reutilización adaptativa
de edificios sin sacrificar la seguridad.
2.2.6 NFPA 170, STANDARD FOR FIRE SAFETY AND EMERGENCY
SYMBOLS. EDITION 2010
Esta norma para la seguridad contra incendios y emergencias presenta
símbolos estándar utilizados para la seguridad contra incendios, emergencia
y servicios conexos. Está diseñado para el público en general, así como para
la arquitectura, dibujos de ingeniería, diagramas de seguros, operaciones de
lucha contra incendios y bocetos de planificación antes del incidente.
Otros organismos que aportan con normas o regulaciones sobre el tema
son:
• ANSI, American National Standards Institute.
• API, American Petroleum Institute.
• ISA, International Society of Automation.
• NEMA, National Electrical Manufactures.
8
2.3. ELEMENTOS BÁSICOS DEL FUEGO
Previamente es necesario realizar un análisis de todos los fundamentos para
la extinción del fuego, en vista de que en la estación Baeza existen lugares
dentro de los cuales, están presentes los riesgos de incendios en sus varios
tipos de fuegos.
Al ser una estación por la cual pasan diariamente más de 300.000 barriles
de petróleo y para lo cual, necesitan equipos que funcionan igualmente con
crudo combustible y otros combustibles como, diésel, gasolinas, etc., es
necesario identificar los tipos y categorías del fuego, para tener claro su
mejor y confiable control. Debido a eso, la importancia de este capítulo lo
cual lo detallamos luego en una matriz de riesgo de la estación, la misma
que se constituye el Anexo 2.
Figura 2.1. Tanques y Manifolds de Válvulas Estación Baeza #4.
(Curso de Campo, 2009)
9
2.4. ¿QUÉ ES UN INCENDIO?
Un incendio es un fuego incontrolado. Sus efectos son generalmente no
deseados produciendo lesiones personales por el humo, gases tóxicos y
altas temperaturas, y daños materiales a las instalaciones, productos
fabricados y edificios.
2.5. ¿QUÉ ES EL FUEGO?
El fuego es una reacción química de combustión, basada en fenómenos de
"Oxidación-reducción" fuertemente exotérmicos, que se manifiestan por un
gran desprendimiento de luz y calor. Esta reacción exige la presencia de un
material "oxidante" y otro "reductor". El material oxidante más frecuente es el
oxígeno, y los diferentes tipos de combustibles (sólidos, líquidos o gaseosos)
intervienen como reductores. Según la velocidad de reacción, manifestada
por la velocidad de propagación del frente de las llamas, se le dan las
denominaciones siguientes:
• Combustión: Para una velocidad menor de 1 m por segundo.
• Deflagración: Para una velocidad superior a 1 m por segundo.
• Detonación: Para una velocidad mayor que la del sonido.
2.5.1. CLASES DE FUEGO
La importancia del combustible afectado en un incendio es tan destacada
que los incendios se clasifican de acuerdo con el combustible.
En la norma NFPA 70 se distinguen 5 clases de fuego, de acuerdo con el
tipo de combustible, los mismos que son:
• Clase A (sólidos).
• Clase B (líquidos o sólidos licuables).
• Clase C (gases).
10
• Clase D (metales especiales).
• Clase F (derivados de la utilización de ingredientes para
cocinar aceites y grasas vegetales o animales- en los
aparatos de cocina).
2.5.1.1. Clase A
Son los fuegos que involucran a los materiales orgánicos sólidos, en
los que pueden formarse, brasas, por ejemplo, la madera, el papel, la
goma, los plásticos y los tejidos.
Como podemos ver en nuestra matriz de riesgos estos tipos de fuego
encontramos en las áreas de: Cocina y bodega de víveres,
campamento habitacional, comedor, salón de juegos, y dentro del
área técnica en la sala de control y en la bodega de materiales y
repuestos.
Los combustibles clase A son los únicos que muestran dos formas de
combustión. En la etapa inicial, justo después de la ignición, la
destilación de los componentes volátiles del combustible resulta en lo
que es conocido como ―combustión flamable‖. Después de la
destilación de los componentes volátiles el tipo de combustión que
ocurre dentro de la capa de combustibles clase A es conocido como
―combustión candente‖. La combustión ardiente es controlada por la
difusión del vapor combustible de la fuente del oxígeno. La
combustión candente es controlada por la difusión del oxígeno en el
aire hacia la masa de combustible.
El agente extintor más común utilizado en este tipo de fuego es el
agua, el cual enfría el combustible llevándolo por debajo de su punto
de auto ignición.
11
Los fuegos en estos materiales también son apagados por agentes
químicos secos especiales para uso en fuegos clase ―A‖, ―B‖, ―C‖.
Estos agentes proporcionan una rápida extinción de la llama y forman
una capa retardante, la cual ayuda a prevenir la reignición.
Figura 2.2. Agua presurizada
(www.ansul.com, 2013)
2.5.1.2. Clase B
Son los fuegos que involucran a líquidos y sólidos fácilmente
fundibles, por ejemplo, el etano, metano, la gasolina, parafina y la
cera de parafina.
En la estación Baeza encontramos el riesgo de este tipo de fuegos en
áreas como:
Tanques de almacenamiento de gasolina y diésel, tanques de
almacenamiento de petróleo, sala de máquinas y en menor riesgo en
el área de generadores y la bodega de materiales y repuestos como
los identificamos en la matriz de riesgos.
12
Para apagar este tipo de fuegos es necesario un efecto sofocante o
un inhibidor de combustible. Los químicos secos, la espuma, los
halones, el dióxido de carbono, y la nube de agua pueden ser
utilizados como agentes extintores dependiendo de las circunstancias
del fuego.
En los fuegos de Clase ―B‖ existe un riesgo de fuego importante con la
gasolina. La distinción entre los combustibles hidrocarburos y los
solventes polares es más importante cuando se trata de agentes de
espuma extintora porque las soluciones de espuma acuosa se derivan
de proporcionar o pre mezclar concentrados de espuma con agua, los
que mezclados mecánicamente pueden ser disueltos por lo solventes
polares.
El tipo de combustibles que actúan de esta forma son conocidos como
―destructores de espuma‖. Es necesario utilizar un concentrado
resistente en alcohol ARC cuando se intenta extinguir tales
combustibles. Una regla general es si el combustible tiene más de 12
– 15 % de solubilidad en el agua, se requiere ARC especiales para
ser usados en este tipo de substrato de combustible.
Figura 2.3. Espumas
(www.ansul.com, 2013)
13
2.5.1.3. Clase C
Son los fuegos que involucran a los equipos eléctricos energizados,
tales como los electrodomésticos, los interruptores, cajas de fusibles y
las herramientas eléctricas. Para extinguir este tipo de fuegos se debe
utilizar agentes extintores no conductores de la electricidad. Polvo
químico seco, bióxido de carbono y líquidos vaporizantes son los
convenientes. La espuma y el agua (excepto pulverizada) son
conductores de la electricidad por lo tanto no se deben utilizar en
fuegos clase ―C‖.
De igual manera en la estación Baeza encontramos este tipo de
riesgo en áreas como: Sala de generadores, sala de válvulas, sala de
máquinas, sala de control y en menor riesgo en la bodega de
materiales y repuestos, cocina, campamento habitacional, comedor y
salón de juegos, de la misma manera expresado en la matriz de
riesgos.
Debemos hacer notar y explicar que la designación de la clase de
fuego ―C‖ se refiere a la fuente de ignición y no al combustible como
es el caso de las otras tres clases de fuegos. Todos los fuegos clase
―C‖ cuando se examinan en los términos definidos son del
combustible son de clase ―A‖, clase ―B‖ o clase ―D‖.
Finalmente decimos que antes de iniciar una acción de extinción del
fuego se debe primero tratar de desenergizar o desconectar los
equipos eléctricos.
14
Figura 2.4. Gas Carbónico
(www.ansul.com, 2013)
2.5.1.4. Clase D
Involucran a ciertos metales combustibles, tales como el Magnesio, el
Titanio, el Potasio, el Aluminio, el Circonio, el Litio y el Sodio. Estos
metales arden a altas temperaturas y exhalan suficiente oxigeno como
para mantener la combustión, pueden reaccionar violentamente con el
agua u otros químicos, y deben ser manejados con cautela.
En la estación Baeza encontramos este tipo de riesgo en áreas como.
Sala de máquinas, sala y manifold de válvulas, y en la bodega de
materiales y repuestos. Técnicas especializadas, agentes extintores, y
equipo extintor han sido desarrollados para controlar y extinguir
fuegos de este tipo. No se deben utilizar agentes extintores normales
en fuegos de metales, porque en la mayoría de los casos existe el
peligro de aumentar la intensidad del fuego debido a la reacción
química entre los agentes extintores y el metal encendido. Esto es
particularmente cierto con respecto al agua y a la espuma, los cuales
pueden reaccionar explosivamente con metales reactivos por la
formación de hidrógeno a causa de una reacción química entre el
agua y el combustible.
15
2.5.1.5. Clase F
Es aquel fuego que se produce y se desarrolla en los extractores y
filtros de campanas de cocinas, donde se acumula la grasa y otros
componentes combustibles que al alcanzar altas temperaturas
produce combustión. En la estación Baeza encontramos este tipo de
riesgo en la cocina y bodega de víveres así como también en el
comedor y salón de juegos que se encuentran junto a la cocina.
2.6. TEORÍAS SOBRE EL FUEGO
Los diferentes fenómenos observados según los combustibles ardan con
formación de llamas y/o con formación de brasas, han dado origen a dos
teorías diferentes, que simplificadamente se conocen como:
• Teoría del triángulo del fuego.
• Teoría del tetraedro del fuego.
2.6.1. EL TRIÁNGULO DEL FUEGO
Figura 2.5. Triangulo de Fuego.
(www.ansul.com, 2013)
16
En su concepto más simplificado, el fuego se produce cuando existen
simultáneamente en el tiempo y el espacio los tres factores siguientes:
• Una materia combustible.
• Un comburente, normalmente el oxígeno del aire.
• Calor suficiente, que aporta la energía necesaria para activar la
reacción.
Estos factores pueden asimilarse a los tres lados de un triángulo, cada
uno de los cuales, debe estar siempre en contacto con los otros dos para
que se produzca la combustión.
Este principio es de aplicación general a los fuegos de combustibles
sólidos, que generalmente producen residuos y forman brasas
incandescentes.
2.6.2. EL TETRAEDRO DEL FUEGO
Figura 2.6. Tetraedro del Fuego.
(www.ansul.com, 2013)
17
Según esta teoría, además de los factores anteriores, se considera
necesaria, para la producción de llamas, la existencia de reacciones en
cadena no inhibidas de gases y vapores difundidos en el aire, que se
mantienen por la presencia de radicales activos.
Su origen tuvo lugar al observar el comportamiento del fuego de los
líquidos inflamables y sobre todo el comportamiento de algunos
productos extintores, como el polvo químico seco o los derivados
halogenados, cuya rapidez de extinción no era comprensible por la
teoría del triángulo del fuego.
Los cuatro lados del tetraedro representan a los cuatro componentes del
fuego:
• El calor.
• El combustible.
• El agente oxidante.
• La reacción química en cadena.
Si alguno de estos lados no está presente, el fuego no puede ocurrir. Por
lo tanto existen cuatro métodos de extinción que generalmente
representan la eliminación de uno de los cuatro componentes del fuego.
2.7. FACTORES NECESARIOS PARA QUE SE PRODUZCA UN
INCENDIO
Según lo indicado anteriormente, para que se produzca un incendio son
necesarios los factores siguientes:
• Materiales combustibles.
• Comburente.
• Energía activa (calor).
18
• Reacción en cadena no inhibida.
• Progresión incontrolada de la combustión.
2.7.1. MATERIAL COMBUSTIBLE
Un combustible es una sustancia, generalmente de tipo orgánico,
capaz de combinarse con el oxígeno, de forma rápida y con
producción de luz y calor (combustión). En general, estas sustancias
desprenden vapores al ser calentadas, y son estos vapores los que
reaccionan con el oxígeno.
Los combustibles se dividen en:
• Sólidos
• Líquidos
• Gases
• Metales
La materia combustible es la que mejor caracteriza el tipo de incendio
y la forma en que se desarrolla. Las características más importantes
de los combustibles a considerar son:
• Temperatura de inflamación.
• Temperatura de combustión (ignición).
• Temperatura de autoinflamación.
• Energía mínima de ignición.
• Potencia calorífica.
Para líquidos y gases licuados se consideran además:
• Límites de inflamabilidad (inferior y superior).
• Temperatura de ebullición.
19
Para una mejor comprensión de este concepto cabe decir:
• Un gas combustible arde a cualquier temperatura.
• Un líquido "inflamable" arde a temperatura
ambiente y cualquier foco de ignición puede
prenderlo, ya que su temperatura de combustión
es baja: la gasolina arde a partir de los 40ºC bajo
cero.
• Un líquido "combustible" como el gasóleo,
requerirá un ligero calentamiento, y entonces
cualquier foco de ignición podrá inflamarlo
comportándose entonces como los líquidos
"inflamables".
• Los sólidos combustibles necesitan ser
calentados hasta emitir vapores por destilación y
generalmente su temperatura de combustión se
encuentra por encima de los 100ºC.
• Los sólidos pulverizados, finamente divididos, si
se encuentran en suspensión en el aire se
comportan como gases inflamables, pudiendo
producir explosiones.
2.7.2. COMBURENTE
El comburente aporta el oxidante necesario para la combustión, y en
general es el oxígeno contenido en el aire, en un 21% en volumen.
Debe tenerse en cuenta que otros productos y elementos químicos
pueden actuar como oxidantes, por lo que en condiciones
determinadas puede producirse fuego sin la presencia de aire.
20
2.7.3. ENERGÍA DE ACTIVACIÓN
La mayor parte de las materias combustibles necesitan ser calentadas
a una temperatura superior a la temperatura ambiente para que por
destilación (sólidos) o evaporación (líquidos) desprendan vapores
capaces de mezclarse con el oxígeno del aire en condiciones
apropiadas para la combustión.
El calor necesario para situar la mezcla "comburente - combustible"
en condiciones de temperatura suficiente se denomina "energía de
activación", y es proporcionado por los llamados "Focos de ignición".
El calor o energía de activación necesaria varía según el estado físico
del combustible. Normalmente es suficiente una energía del orden de
0,1 a 0,5 miliJules para los gases y vapores de líquidos combustibles
por lo que supone que cualquier foco de ignición (chispa) es suficiente
para encenderlos.
Para los sólidos combustibles es necesaria la presencia de llama,
generalmente, pero debe tenerse en cuenta que si están en forma de
polvo se comportan como los gases y vapores líquidos inflamables.
Los focos de ignición por su origen se clasifican en:
• Térmicos
• Eléctricos
• Mecánicos
• Químicos
21
Los focos de ignición más frecuentes son:
Tabla 2.1. Focos de Ignición Frecuentes.
Electricidad 18%
Fricción, rozamiento 14%
Chispas metálicas 12%
Fumar y fósforos 9%
Corte y soldadura 8%
Superficies calientes 7%
Chispas de
combustión 6%
Llamas abiertas 5%
Ignición espontánea 4%
Materiales
recalentados 3%
Indeterminados 12%
La electricidad (incluyendo la electricidad estática), la fricción o
rozamiento, las chispas metálicas y el fumar y útiles de fumador
causan el 55% de los incendios.
Ejemplos concretos de focos de ignición son los siguientes:
• Cables eléctricos sobrecargados.
• Instalaciones eléctricas sin protección contra sobre
intensidades.
• Fusibles de protección "puenteados".
• Derrame de combustibles por fugas de la alimentación
en quemadores de calderas.
• Almacenamiento en combustibles líquidos, disolventes,
etc., cerca de estufas.
22
• Trabajadores fumando en zonas de almacenamiento con
combustibles sólidos y/o líquidos.
• Quema de desperdicios y basuras en lugares
inadecuados.
• Ejes de motores y máquinas mal alineados, etc.
• Productos químicos incompatibles entre sí, que entran
en contacto.
2.7.4. REACCIÓN EN CADENA
La reacción en cadena es la forma de la progresión de la combustión
a nivel molecular en combustibles gaseosos y líquidos vaporizados,
por medio de radicales "activos" (moléculas inestables) que actúan de
catalizadores en las etapas intermedias de la combustión para
transformar las moléculas de combustible iniciales hasta los productos
finales de la combustión.
Figura 2.7. Diagrama de Reacción en Cadena.
(www.ansul.com, 2013)
23
2.8. EL DESARROLLO DE UN INCENDIO
Un incendio, en general, tiene un desarrollo diferente según se trate de
materiales sólidos, líquidos o gases.
En un combustible sólido:
• Un período de incubación por oxidación espontánea o
calentamiento, hasta alcanzar la temperatura adecuada, que se
caracteriza por la emisión de vapores y humos en pequeña
cantidad (olor a quemado).
• La aparición de llamas, o contacto de incendio.
• El desarrollo del incendio se produce hasta afectar a toda la masa
combustible, por medio de la propagación del frente de llamas.
Figura 2.8. Desarrollo de un Incendio (Combustible Sólido).
(www.ansul.com, 2013)
24
En un combustible líquido:
• Un período de incubación por calentamiento, si el líquido tiene una
temperatura de inflamación superior a la temperatura ambiente,
con desprendimiento de vapores.
• Aparición de llamas.
• Rápida propagación a toda la superficie libre del líquido, en
contacto con el aire.
En un combustible gaseoso:
• La presencia de un foco de ignición suficiente, inflama
instantáneamente toda la masa de gas presente, pudiendo llegar a
producir detonaciones y explosiones.
Figura 2.9. Desarrollo de un Incendio (Combustible Líquido y Gaseoso).
(www.ansul.com, 2013)
25
La propagación se fundamenta en las formas de transmisión del calor:
• Radiación.
• Convección.
• Contacto directo (propagación de la llama).
• Conducción.
Figura 2.10. Propagación de un Incendio.
(www.ansul.com, 2013)
2.8. LA ACTUACIÓN CONTRA LOS INCENDIOS
La evidencia y naturaleza del riesgo derivado para las personas en caso de
incendio exige la adopción de medidas necesarias para evitar su aparición -
en lo posible- y, si se produce, conseguir que sus consecuencias sean las
menores posibles y, en todo caso, salvaguardar la vida de las personas que
sean afectadas por ellos.
26
2.8.1. ETAPAS DE LA POSIBLE ACTUACIÓN CONTRA INCENDIOS
Hay tres posibilidades de actuación contra los incendios que son:
• Prevención.
• Protección/Extinción.
• Reparación: Emergencias y Evacuación.
Figura 2.11. Etapas de la Actuación Contra Incendios.
(www.ansul.com, 2013)
Podemos apreciar que, si bien las tres posibilidades pueden y deben
ser aplicadas en cada caso, la más importante y efectiva en el tiempo
y sobre la gravedad del riesgo es la prevención activa sobre las
causas del incendio.
27
La actuación contra los incendios debe ser enfocada de una manera
completa e integrada en el conjunto de las actividades de la Empresa,
conocida hoy en día como gestión de Riesgos.
2.8.2. LA ACTUACIÓN INTEGRAL CONTRA LOS INCENDIOS
La actuación contra los incendios debe ser integral y tiene lugar cuando
se contempla en el marco general de la administración o gestión, es
decir, cuando se ponen en marcha todas las acciones tendentes a:
• IDENTIFICAR la exposición al fuego.
• EVALUAR LOS RIESGOS identificados.
• Adoptar el MÉTODO DE ADMINISTRAR el riesgo por:
- Eliminación
- Transferencia
- Tolerancia o aceptación
- Tratamiento
• DESARROLLAR el método de tratamiento.
• SEGUIMIENTO del proceso de gestión.
La eliminación del riesgo no siempre es posible y la tolerancia, sin
actuar positivamente contra él, no debe ser aceptable nada más que
como método excepcional.
Dentro de este método de tratamiento podemos adoptar las técnicas
específicas siguientes como se ilustra además en la Fig. 2.12:
• En primer lugar, considerar la seguridad contra incendios el
proyecto, que garantizará la infraestructura más adecuada para
disminuir el riesgo de instalaciones, materiales y procesos.
28
• La prevención activa de incendios indica la existencia de una
atención continua hacia las causas de incendio para una rápida
eliminación, por medio del:
- Control de las materias primas, en proceso y
productos terminados.
- Control de los focos de ignición.
- Mantenimiento de las instalaciones.
• La detección de incendios tiene por finalidad el descubrimiento
precoz del incendio para disponer de tiempo suficiente para
evacuar la zona y comenzar la extinción.
• La extinción de incendios trata de controlar y extinguir el fuego
producido, en el menor tiempo posible, mediante el uso de
agentes y equipos de extinción diversos.
• El plan de emergencia trata de conseguir, al mismo tiempo que
la detección y extinción o cuando esta última fracasa, la
minimización de los daños a los ocupantes del recinto
siniestrado.
• La "seguridad pasiva", que no actúa sobre el riesgo intrínseco
de incendio ni sobre éste cuando ya se ha producido, se limita
a "oponer resistencia" a sus efectos. Cuando el edificio o
empresa es de nueva construcción, deberá introducirse ya en
el proyecto mediante la utilización de materiales de resistencia
al fuego adecuada en estructuras, muros y demás elementos
constructivos, junto con la compartimentación del edificio en
sectores de incendio para limitar no sólo las posibilidades de
pérdida, sino favorecer la actuación sobre el fuego.
29
• La ignifugación de los elementos constructivos es una técnica
de incremento de la resistencia al fuego que, con frecuencia,
es la última posibilidad de corregir situaciones deficientes en su
origen.
Figura 2.12. Medidas de Seguridad Contra Incendios.
(www.ansul.com, 2013)
30
2.9. LA PREVENCIÓN DE INCENDIOS
La prevención de incendios entendida como una actitud ante el riesgo, que
necesariamente ha de ser activa, y consiste en mantener una atención
continua en relación con las posibles causas de incendio, adoptándose
medidas para la eliminación de las causas. La prevención activa evita la
aparición del incendio.
Tabla 2.2. Acciones Preventivas y Factores de Incendios.
2.10. LA EXTINCIÓN DE INCENDIOS
En caso de que llegue a producirse un incendio, deben adoptarse las
acciones necesarias para tratar de controlar y extinguir el fuego producido,
en el menor tiempo posible, mediante el uso de agentes de extinción
diversos.
31
2.10.1. MEDIOS DE EXTINCIÓN
Los métodos de extinción aplicables se deducen del tetraedro del fuego:
• ENFRIAMIENTO.- eliminando el calor.
• SOFOCACION.- evitando la aportación de oxígeno o reduciendo su
concentración por debajo de la necesaria para la combustión.
• ELIMINACION DEL COMBUSTIBLE.- retirando los combustibles
presentes, diluyendo los líquidos o cerrando las válvulas de
conducciones de gases.
• INHIBICION.- mediante la "neutralización" de los radicales activos.
Figura 2.13. Medidas de Extinción.
(www.ansul.com, 2013)
32
2.11. AGENTES EXTINTORES
Estos efectos se consiguen por medio de los denominados "agentes
extintores" o sustancias extintoras. Se usan los siguientes:
• Agua, a chorro y pulverizada.
• Espuma física.
• Polvos químicos secos BC y ABC (polivalentes).
• Anhídrido carbónico (CO2).
• Hidrofluorocarbonos y otros gases extintores distintos del
CO2.
• Derivados halogenados (halones).
• Polvos químicos especiales.
Para una mejor comprensión de la capacidad, efectos extintores y selección
adecuada, se describen seguidamente las características más destacadas
de cada una de ellas.
2.11.1. AGUA
Es el agente extintor más abundante en la naturaleza, el más barato y
el único que, sólo o combinado con otras sustancias, es utilizable en
los grandes incendios.
• Extingue el fuego por enfriamiento.
• Puede utilizarse en forma de chorro o pulverizada.
• Su aplicación más importante y general es para la extinción de
fuegos de clase A, sólidos.
• También puede utilizarse para fuegos de clase B, líquidos y
sólidos.
33
• Licuables, pero únicamente en forma pulverizada. Además, la
aplicación debe ser tangencial a la superficie para evitar la
proyección del líquido ardiendo.
• Su enorme capacidad de refrigeración la hace muy útil para la
refrigeración de tanques de líquidos y gases expuestos al calor
del incendio y depósitos de gases incendiados, cuando no se
puede cortar la fuga.
• No debe utilizarse sobre instalaciones eléctricas en tensión ya
que es conductora de la electricidad.
2.11.2. ESPUMA FÍSICA
La espuma física se produce por la inyección de aire en una masa de
agua mezclada con una materia espumógena de origen natural o
sintético (espumógeno), formando burbujas que cubren la materia que
arde impidiendo el contacto "combustible -oxígeno del aire",
sofocando el incendio y, además, refrigerándola al estar formada por
agua en más del 95 %.
Es muy eficaz para combatir incendios de la Clase B, líquidos y
sólidos licuables y también para los de Clase A, sólidos.
No se puede emplear para fuegos de líquidos solubles en el agua,
como el alcohol.
En estos casos, debe emplearse un tipo de espuma ESPECIAL que
se conoce como "espuma anti-alcohol" y sirve para todos los líquidos
solubles en agua.
34
2.11.3. POLVOS QUÍMICOS SECOS BC Y ABC
Los polvos extintores son de dos clases fundamentalmente, BC
("normal") y ABC ("polivalente").
El polvo BC, llamado corrientemente "normal" está compuesto por
bicarbonato sódico en un 95-98 % siendo el resto aditivos para evitar
el apelmazamiento, facilitar la fluidez, y proteger contra la humedad y
su posterior inutilización. El polvo BC, extingue por sofocación e
inhibición de la reacción. Su aplicación característica es la extinción
de los fuegos clase B, líquidos y sólidos licuables.
El polvo ABC, conocido en la práctica como "polivalente" o
"antibrasa", está compuesto por bisulfato amónico o fosfato amónico,
asimismo con los aditivos mencionados para mejorar sus
características. El polvo ABC extingue por sofocación e inhibición de
la reacción, pero recubriendo el combustible, si es sólido, impidiendo,
aunque de manera relativa, la reignición de la brasa. No obstante,
siempre será necesario enfriar después con agua el combustible
sólido.
• Se aplica para la extinción de fuegos clase A, sólidos y clase B,
líquidos y sólidos licuables.
• Los dos tipos de polvo BC y ABC sirven para apagar fuegos de
clase C, gases, pero debe advertirse que la extinción no es
aconsejable cuando no se puede controlar posteriormente la
fuga, en ese caso es mejor refrigerar el recipiente pero no
apagar.
35
2.11.4. POLVOS QUÍMICOS ESPECIALES
Para la extinción de fuegos de metales (Clase D) se utilizan diversos
productos específicos, en su mayoría materiales sólidos en forma de
polvo o granulados.
Están basados en formulaciones en las que se utilizan, diversas
marcas comerciales, entre otros productos, cloruro sódico con
aditivos, coque de fundición con aditivos, polvo de cobre, carbonato
sódico con aditivos, grafito, mezcla de cloruros (potásico, sódico y de
bario) y también productos naturales como polvo de talco y arena.
• Como puede deducirse ante la variedad de productos
disponibles, la recomendación más práctica es consultar al
proveedor habitual el agente extintor más adecuado en cada
caso.
2.11.5. ANHÍDRIDO CARBÓNICO
Es un gas, en condiciones normales, más pesado que el aire,
conocido también como "nieve carbónica". Su fórmula química es
CO2.
Se utiliza como gas licuado (se licúa a una presión de alrededor de 62
Kg/cm2 a 21ºC), que se evapora al salir del extintor absorbiendo calor
y provocando un descenso de temperatura. Es muy mal conductor de
la electricidad.
• Extingue el fuego por sofocación.
• No ensucia las instalaciones y penetra por los huecos y
rendijas.
36
• Se aplica para la extinción de fuegos clase B, líquidos
combustibles y para fuegos producidos en instalaciones
eléctricas por su mala conductividad.
• No debe proyectarse directamente contra mecanismos o
componentes electrónicos que pueden resultar dañados por las
bajas temperaturas que se producen al gasificarse en el
momento de su salida.
• En recintos cerrados en los que existan instalaciones
automáticas de extinción de CO2, debe evacuarse el lugar por
riesgo de asfixia.
2.11.6. HIDROFLUOROCARBUROS Y OTROS AGENTES
GASEOSOS DISTINTOS DEL CO2
Son productos químicos (hidrofluorocarburos - HFC) y gases o
mezclas de gases que extinguen el fuego por reducción de la
concentración de oxígeno por debajo de la necesaria para mantener
la combustión y/o la inhibición de la reacción en cadena (los
hidrofluorocarburos).
• Estos agentes se emplean en los sistemas de inundación total.
No conducen la electricidad ni dejan residuos tras la descarga y
no destruyen la capa de ozono.
Dentro de este grupo de agentes gaseosos se incluyen los siguientes:
37
Tabla 2.3. Gases de Extinción.
(www.ansul.com, 2013)
La descarga debe realizarse tras un aviso previo de la descarga para
que las personas puedan abandonar el local, debido al riesgo de
asfixia existente al ser utilizadas en instalaciones de inundación total,
en la utilización de alguno de estos productos.
En el caso de que las concentraciones de diseño habituales no
supongan un riesgo inmediato para la vida de las personas que se
encuentran en la zona de la descarga, para evitar las exposiciones
innecesarias de las personas a los agentes extintores y sus posibles
productos de descomposición, la descarga debe realizarse también
tras un aviso previo de la descarga que se utilizará únicamente para
que las personas puedan abandonar el local y preparar la zona para
la descarga.
Cuando la concentración de descarga pueda producir efectos leves
sobre las personas, la instalación se mantendrá en funcionamiento
manual mientras haya personas en la zona. Y si la concentración
necesaria para algunos productos combustibles estuviera dentro del
rango en el que puede afectar a las personas, deberá disponer de un
dispositivo de bloqueo que impida su funcionamiento mientras las
personas están en la zona protegida.
38
Por ello, estas instalaciones deben diseñarse y realizarse por personal
experimentado y especializado. Y se darán instrucciones a todos los
empleados que trabajen en las áreas protegidas con estas
instalaciones para que conozcan el comportamiento a seguir en caso
de incendio.
No se deberán usar sobre fuegos que involucran los siguientes
materiales, salvo que se hayan ensayado y aprobado para tal uso:
a) Productos químicos que contienen su propio aporte de
oxígeno, como por ejemplo el nitrato de celulosa.
b) Mezclas que contienen materiales oxidantes, como por
ejemplo el clorato o nitrato de sodio.
c) Productos químicos susceptibles de auto descomposición
térmica, como por ejemplo algunos peróxidos orgánicos.
d) Metales reactivos (como por ejemplo el sodio, el potasio, el
magnesio, el titanio y el circonio), hidruros reactivos, o amidas
metálicas, algunos de los cuales pueden reaccionar
violentamente con algunos agentes gaseosos.
e) En aquellos lugares donde existan superficies significativas a
temperaturas más altas que las de disparo del agente,
calentadas por otros medios distintos del fuego.
39
Tabla 2.4. Adecuación del Agente Extintor a cada Clase de Fuego.
(www.ansul.com, 2013)
2.12. ADAPTACIÓN DEL AGENTE EXTINTOR A LA CLASE DEL FUEGO
Cada agente extintor tiene unas propiedades extintoras específicas que lo
hacen adecuado para una o varias clases de fuego. No existe ningún agente
que sea apropiado para todas las clases de fuego, por lo que deberá
seleccionarse el que sea más adecuado para los combustibles presentes en
cada área a proteger.
La Tabla siguiente está basada en la Norma NFPA 170. Y nos muestra,
como se adapta cada agente extintor, a la clase de fuego y al área a
proteger.
En la tabla siguiente se presenta un resumen de los agentes extintores
adecuados a cada clase de fuego.
40
Tabla 2.5. Clases de Fuego y su Respectivo Agente Extintor.
(www.ansul.com, 2013)
2.13. MEDIOS DE EXTINCIÓN
Los equipos de extinción que se emplean para aplicar o proyectar los
anteriores agentes de extinción son:
Tabla 2.6. Medios de Extinción para cada Tipo de Instalación.
(www.ansul.com, 2013)
41
2.13.1. EL ESQUEMA DE PRINCIPIO
Cuando ocurre un incendio, sus consecuencias son más importantes
tanto en lesiones a las personas como en daños materiales cuanto
más tiempo se tarda en actuar contra él. En estos momentos las
instalaciones de detección automática son muy valiosas, incluso si la
actividad es continua durante todas las horas del día. Si hay personas
en el lugar del comienzo del incendio, estas mismas personas pueden
dar la alarma a un centro de control que, a su vez, dará la alarma a
los bomberos y alertará al resto de personas que deben intervenir, de
acuerdo con la organización prevista según las distintas zonas y horas
del día.
Las instalaciones de extinción automática generales (como los
rociadores automáticos de agua) o localizadas (como los sistemas de
extinción por gases en salas de ordenadores), también dan la alarma
al centro de control al mismo tiempo que inician la extinción o, cuando
menos, el control del incendio.
En el caso de que haya personas en el lugar del conato de incendio, y
tras dar la alarma, intentarán la extinción del fuego, si saben utilizar
los extintores portátiles y móviles existentes en la zona. Es el
momento de la acción del Equipo de Primera Intervención. Para la
constitución de este Equipo o Equipos de Primera Intervención
pueden designarse formalmente a personas determinadas. Pero es
recomendable una formación y adiestramiento en el uso de los
extintores portátiles de incendio a todo el personal en general, como
un conocimiento básico e imprescindible de seguridad contra
incendios.
De acuerdo con el tamaño de la empresa y su actividad (riesgo
derivado de la misma) pueden darse orientaciones acerca del número
42
de personas que podrían estar designadas como Equipo de Primera
Intervención.
En muchas empresas pequeñas y medianas de riesgo bajo, es
frecuente disponer solamente de extintores móviles, hablando en
términos muy generales que habría que concretar en cada caso. El
centro de control no existe como tal. Si la comunicación telefónica con
el exterior es a través de una centralita, dicha centralita podría
considerarse como el centro de control.
La instalación automática de extinción más sencilla puede ser un
extintor de disparo automático que protege el quemador de la caldera
de agua caliente o un sistema de extinción por agentes gaseosos en
una sala de ordenadores, mencionado antes.
Figura 2.14. Esquema Plan de Emergencia.
(www.ansul.com, 2013)
43
Se trata, en definitiva, de garantizar la intervención en el lugar del incendio,
bajo la dirección de una persona responsable y con funciones de
coordinación, el Jefe de Intervención, en contacto permanente si es
necesario, según el tamaño y riesgo de la empresa, con un responsable
general o global, denominado Jefe de Emergencia, que controla todas las
acciones desde el denominado Centro de Control incluyendo la evacuación
del personal, la aportación de medios de extinción y auxiliares, las acciones
de control de la energía eléctrica, líquidos y gases inflamables, iluminación y
otras acciones de apoyo a los equipos de intervención, así como la solicitud
de ayudas exteriores, la cooperación con los bomberos, el traslado de
heridos a centros médicos, la regulación del tráfico de vehículos, el acceso
de personas al recinto de la empresa, etc.
Este Esquema de Principio puede desarrollarse y concretarse para definir la
conducta de todas y cada una de las personas que deban intervenir en caso
de emergencia. Cuanto más concreto pueda ser el desarrollo, su resultado
será más eficaz.
Figura 2.15. Esquema Plan de Emergencia.
(www.ansul.com, 2013)
44
2.14. SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE DETECCIÓN Y ALARMAS
El sistema automático de monitoreo de fugas de gas explosivo y detección
de incendios es aquel que descubre y señala inmediatamente, sin
intervención humana, cualquier condición anormal (fuga de gas explosivo,
conato de incendio) y tiene por objeto identificar lo antes posible el evento a
fin de permitir la puesta en marcha de los planes para la lucha contra el
fuego.
2.14.1 COMPONENTES DEL SISTEMA
2.14.1.1. Unidad de control:
Equipo utilizado para la recepción de las señales enviadas por los
detectores, pulsadores o por otros dispositivos interconectados al
sistema que permiten indicar la alarma de forma óptica y acústica, con
la opción por otra parte de poder registrar todas y cada una de las
informaciones suministradas, equipo también denominado como
―Controlador del Sistema‖.1
2.14.1.2. Detector de gas:
Es un dispositivo electrónico que detecta la presencia de gas en el
aire y que, a una determinada concentración emite una señal de
alarma. Esta señal debe alertar de forma óptica y acústica. Además,
debe esta señal poner en funcionamiento un sistema de corte
automático del suministro de gas.
1http://www.bcie.org/spanish/unidades/documentos/CPI_PGLP_001_08/secciones/s
eccion_E_especificaciones_tecnicas_particulares.pdf
45
2.14.3. Detector de incendios:
Componente que dispone de un sensor encargado de controlar de
forma permanente o a intervalos de tiempo prefijados, los fenómenos
físicos o químicos a fin de detectar un incendio en la zona o sector
que le ha sido asignado, adicionalmente envía por algún medio las
señales correspondientes a la unidad de control.
2.14.4. Estación manual de alarma de incendio:
Elemento usado para generar de forma manual la señal de alarma de
incendio y enviar ésta a la unidad de control.
2.14.5. Dispositivo de alarma de incendio:
Componente no incluido en la unidad de control, empleado para
generar la señal de alarma de incendio, como por ejemplo una sirena
o una luz estroboscópica.
2.14.2 DETECTORES DE INCENDIO
Los detectores de incendio deben instalarse en todas las áreas,
compartimientos o locaciones. No deberá instalarse en áreas
inaccesibles, adicionalmente deberá estar protegido cuando esté
propenso a daños mecánicos, se utilizará una guarda mecánica para
proteger un detector de humo, calor o energía radiante misma que
deberá estar listada para su uso con el detector.2
Para mayor información sobre criterios de espaciamiento de
detectores de incendio se debe revisar el Anexo B de la NFPA 72,
2 NFPA 72, CAPÍTULO 17
46
Guía de Ingeniería para el espaciamiento de detectores automáticos
de incendio.
En función del fenómeno que detectan se clasifican en:
2.14.2.1. Detectores de Humo
Detector sensible a las partículas derivadas de la combustión
suspendidas en la atmósfera. Entre estos se encuentran:
• Iónicos, principio que utiliza una porción
pequeña de material radioactivo para ionizar el
aire entre dos electrodos cargados de manera
diferente para reconocer la presencia de
partículas de humo. Las partículas de humo que
ingresan en el volumen ionizado disminuyen la
conductividad del aire al reducir la movilidad de
los iones. La señal de conductividad reducida se
procesa y utiliza para indicar una condición de
alarma cuando alcanza niveles preestablecidos.3
• Figuraeléctricos, principio que utiliza una fuente
lumínica y un sensor Figura sensible sobre los
que se concentra la parte principal de las
emisiones de la fuente. Cuando las partículas de
humo entran en el haz de luz, una parte de dicha
luz se esparce y otra se absorbe, reduciendo por
consiguiente la cantidad de luz que llega al
receptor.4
3 NFPA 72, CAPÍTULO 17
4 NFPA 72, CAPÍTULO 17
47
2.14.2.2. Detectores de Temperatura:
Son dispositivos destinados a captar el incremento de temperatura
que se produce en el ambiente como consecuencia del calor liberado
en una combustión.
Entre estos se encuentran los térmicos (dispositivos que responden
cuando su elemento operador se recalienta a un nivel
predeterminado) y los termovelocimétricos (equipos que responden
cuando se da un incremento brusco en la temperatura del aire que
rodea al dispositivo). Existe en el mercado, detectores de temperatura
que trabajan conjuntamente con los dos modos de operación
descritos.5
2.14.2.3. Detectores de Flama:
Detector sensible a la radiación emitida por las llamas del fuego. A
continuación se muestra el gráfico del espectro de la radiación emitida
por el fuego:
Figura 2.16. Espectro de radiación del fuego6
(www.ansul.com, 2013)
5 NFPA 72, CAPÍTULO 17
6NFPA 72, ANEXO B DE LA NORMA.
48
Este tipo de tecnología ha tenido un gran desarrollo con
el paso del tiempo, llegando a escanear varios estados
en longitudes de onda muy pequeñas, esto gracias al
procesamiento digital de señales, pero debido a costos
principalmente y aplicaciones puntuales todavía se
continúan fabricando equipos de las distintas
tecnologías.
Figura 2.17. Espectro ultravioleta del fuego
(www.ansul.com, 2013)
2.14.3 DETECCIÓN DE GASES EXPLOSIVOS
En la industria petrolera existe gran cantidad de gases explosivos asociados
con la extracción de petróleo, y el monitoreo de estos gases es fundamental
por cuanto se está expuesto permanentemente a fugas.
Además, es necesario recordar, que para cada gas varía el rango en el que
es explosivo. En la tabla que se muestra a continuación se describe el nivel
de explosividad para los principales gases:
49
Tabla 2.7. Rangos de explosividad de gases.7
TIPO DE
GAS LEL UEL
METANO
(CH4) 5% 15%
PROPANO
(C3H6) 2,10% 9,50%
BUTANO
(C4H10) 1,20% 7,70%
ETANO
(C2H6) 3% 12,50%
(www.ansul.com, 2013)
El término LEL se refiere al límite inferior de explosividad, por sus siglas en
inglés (Lower Explosive Limit), al llegar el gas a este nivel en el aire, la
mezcla se enciende cuando se expone a una fuente de ignición o a una
temperatura por encima de la temperatura de ignición, mientras que las
siglas UEL (Upper Explosive Limit) representan el límite superior de
explosividad, al alcanzar o superar la mezcla este nivel quiere decir que ya
no está en capacidad de combustionarse pues la mezcla ha desplazado el
oxígeno requerido para la combustión. Para comprender más claramente a
continuación se detalla el caso del metano, el cual es explosivo entre el 5% y
el 15% del total del volumen:
7 http://es.wikipedia.org/wiki/gases
50
Figura 2.18. Rango de explosividad del Metano.
(www.ansul.com, 2013)
El detector de gas explosivo por ende debe estar en la capacidad de realizar
el monitoreo antes que el gas alcance el nivel inferior de explosividad o
flamabilidad (LEL o LFL).
2.14.4 TECNOLOGÍAS PARA MONITOREO DE GASES EXPLOSIVOS
Para el monitoreo de gases explosivos existe varias tecnologías de las
cuales principalmente las más empleadas son dos, así se detallan:
2.14.4.1. Detectores Catalíticos:
Casi todos los sensores de detección de gas combustible modernos
de bajo costo son del tipo electrocatalítico. Consisten en un pequeño
elemento sensor llamado ―Perla‖, ―Pellistor‖ o ―Siegistor‖, siendo estas
dos últimas marcas registradas para estos dispositivos comerciales.
Constan de una bobina de alambre de platinocalentada
eléctricamente, cubierta por una base de cerámica, y finalmente con
una capa exterior de catalizador.
51
Este tipo de sensores funciona basándose en el principio de que
cuando una mezcla de gas o aire combustible pasa sobre la superficie
del catalizador caliente, se produce la combustión, y el calor
desprendido incrementa la temperatura de la ―perla‖. Esto a su vez
altera la resistencia de la bobina de platino y se puede medir usando
la bobina como un termómetro de temperatura en un circuito de
puente eléctrico. El cambio de resistencia está directamente
relacionado con la concentración de gas en la atmósfera circundante,
y se puede mostrar en un medidor o en cualquier otro dispositivo
indicador parecido. Este tipo de detectores tiene ya tres décadas en el
mercado.8
Figura 2.19. Sensor de gas catalítico.
(www.ansul.com, 2013)
2.14.4.2. Detectores Infrarrojos:
Muchos gases combustibles tienen franjas de absorción en la zona
infrarroja del espectro electromagnético de luz, y el principio de la
absorción infrarroja se ha usado como una herramienta analítica de
laboratorio durante muchos años. Sin embargo, desde los años 80,
los avances electrónicos y ópticos han hecho posible diseñar equipos
8http://www.honeywellanalytics.com/esMX/gasdetection/gasprinciples/Paginas/defa
ult.aspx#Sensoresdegascombustible.
52
con suficiente bajo consumo de energía y pequeño tamaño para que
esta técnica se pueda usar también en los productos de detección de
gases industriales.9
Como principal ventaja esta tecnología ofrece una alta velocidad de
respuesta, generalmente a 10 segundos, mantenimiento mínimo y una
comprobación muy simplificada con la utilización del principio que los
gases productos de hidrocarburos son transparentes a la luz visible
pero opacos a la luz infrarroja, por lo cual se envía una onda y se
compara con una referencial, por medio de una resta de éstas en
base a esta diferencia se proporciona una medida de la concentración
de gas.
Figura 2.20. Operación de sensor de gas infrarrojo.
(www.ansul.com, 2013)
9http://www.honeywellanalytics.com/esMX/gasdetection/gasprinciples/Paginas/default.aspx#Detectordegasinfrarrojo
53
METODOLOGÍA.
A continuación se describe de manera detallada lo que actualmente
comprende el Sistema de Oleoductos Trans-Ecuatoriano. Y de manera
detallada se describe todas las instalaciones, sistemas y equipos que
comprenden la Estación de Bombeo Baeza #4 SOTE.
3.1. DESCRIPCIÓN DEL OLEODUCTO TRANSECUATORIANO (SOTE)
El Sistema Oleoducto Transecuatoriano, en su etapa inicial, fue construido
entre 1970 y 1972 para transportar 250000 bpd de petróleo de 28° API, con
3 unidades de bombeo y una de reserva. En 1985 la capacidad de transporte
original fue ampliada a 300000 bpd, con la instalación de 1 unidad de
bombeo adicional por estación; luego en 1991 se instala la sexta unidad en
todas las estaciones con lo cual la capacidad del SOTE se incrementó a
325000 bbl por día. En 1987 se inició el transporte de crudo ecuatoriano por
el Oleoducto Transandino (OTA). En junio 24 de 2000 se completó la tercera
y última ampliación con la instalación de una séptima unidad en todas las
estaciones de bombeo del lado oriental, cambio de las válvulas en las
estaciones reductoras excepto La Palma, y la construcción de una nueva
estación de bombeo en Quinindé en el lado occidental lo que amplió la
capacidad de bombeo del SOTE a 355000 bpd para un crudo de 24° API
desde la estación Lago Agrio y de 23.7° API desde el kilómetro 151 (Punto
de inyección de AGIP), sin la utilización de químico reductor de fricción y a
390000 bpd con la utilización de químico reductor de fricción.
54
Figura 3.1. Instalaciones del SOTE.
(Cátedra de Transporte y Almacenamiento, 2010)
El Oleoducto Transecuatoriano se inicia en el manifold de válvulas de los
tanques de 250000 bbl de la estación de bombeo No. 1 en Lago Agrio
(Oriente Ecuatoriano) y termina en las bridas de conexión a los Buque -
Tanques (B/T) de las monoboyas "X" e "Y" del Terminal Marítimo de Balao,
en el Océano Pacífico, Esmeraldas. El SOTE comprende: 497.7 Km. de
línea principal tanto aérea como subterránea, 6 estaciones de bombeo, 4
estaciones reductoras de presión, 3 líneas submarinas (2 de carga de 4.3
millas y 1 de deslastre de 3.3 millas), 1 terminal de carga de Buque -
Tanques con 2 monoboyas fuera de la costa e instalaciones para procesar
agua de lastre de los Buque - Tanques.
3.2. LÍNEA PRINCIPAL DEL OLEODUCTO TRANSECUATORIANO
(SOTE)
La línea principal desde Lago Agrio hasta el manifold de entrada en Balao
Esmeraldas cuenta con 429 kilómetros de tubería de 26 (diámetro exterior) y
69 Km de tubería de 20 (diámetro exterior), API 5 LX-60.
55
Figura 3.2. Línea Principal del SOTE.
(Atlas Petrolero, 2004)
El espesor de las paredes de la tubería en sus diversas secciones, varía en
forma telescópica desde 0.344‖ pulgadas hasta un máximo de 0.812‖
pulgadas. El 64.5% de la tubería cruza por áreas cultivadas y se halla
revestida, forrada y enterrada, el resto se encuentra al descubierto y
colocada sobre bloques de hormigón o en soportes en forma de "hache" (H).
56
3.3. ESTACIONES DE BOMBEO DE LA LÍNEA PRINCIPAL SOTE
Figura 3.3. Recorrido del SOTE y sus Estaciones. (El Comercio, Edición Lunes 17/06/2013)
La estación cabecera ubicada en Lago Agrio y las 4 estaciones de bombeo
del lado oriental: Baeza El Salado, Baeza y Papallacta, cuentan en la
actualidad con 7 unidades de bombeo cada una, conectadas en paralelo,
accionadas con motor ALCO, operando con 6 unidades en línea y 1 en
stand-by. La estación de Quinindé en el lado occidental cuenta con 3
unidades de bombeo conectadas en serie, con motores Caterpillar 3612,
operando con 2 unidades en línea y 1 en stand-by.
A continuación se enumera los principales equipos e instalaciones que se
dispone en cada una de las estaciones de la línea principal.
57
3.2.1. LAGO AGRIO
1 Múltiple de válvulas (manifold), para operaciones de recepción desde los
campos de producción y de despacho del crudo desde los tanques de
almacenamiento al SOTE Y OTA y recirculación de la línea de succión.
6 Tanques de techo flotante, de 250000 bbl de capacidad, para
almacenamiento de petróleo, equipados con:
• Sistema de medición de tanques HTG (Hydrostatic Tank Gauge System).
• Sistema contra incendios tipo agua - espuma.
• Sistema automático de drenaje de agua de fondo.
• 1 válvula de compuerta de 150" #RF WKM con operador eléctrico para
recepción y despacho.
Figura 3.4. Instalaciones Estación Lago Agrio SOTE.
(Cátedra de Transporte y Almacenamiento, 2010)
1 Múltiple de válvulas (trampa de salida), descarga de la estación, con
una cámara con compuerta roscada para envío del raspador.
58
3 Unidades elevadoras de presión (booster) para el SOTE, cada una
equipada con:
• Bomba UCP (United Centrifugal Pump) A-16 X 22 DSVP, de línea interior
(inline) vertical.
• Motor Caterpillar modelo 3508, de 825 HP a 1800 rpm.
• Engranaje de ángulo recto de piñones cónicos (Amarillo Gear SSL –
1000G).
• 2 válvulas y tuberías para succión y descarga de la bomba.
5 Medidores principales: para contabilizar el crudo fiscalizado y bombeado
por el SOTE (5) y OTA (1), los medidores al SOTE están equipados cada
uno con:
• Medidor A.O. Smith K 12 - S 3, con doble contador alternable e impresor.
• Colador metálico.
• 3 válvulas, una de entrada, una de salida del medidor al manifold de
succión de la estación y una de circulación hacia el comprobador de
medidores.
7 Unidades de bombeo, cada una equipada con:
• Bomba UCP (United Centrifugal Pump) 6 X 13 WMSN de 5 etapas
(diámetro del impulsor 12-13/16").
• Incrementador de velocidad Philadelphia cuya relación es de 1:3.64
• Motor Alco modelo 251-F de 16 cilindros, de 2500 HP @ 1050 rpm,
equipado con turbo cargador Napier modelo NA 295 y los siguientes equipos
auxiliares:
Bomba B & A (before & after) para pre y postlubricación de las partes
internas del motor.
Filtro centrífugo de aceite Glaciar, modelo GF-600.
Porta filtros principales del aceite lubricante y colador metálico.
Porta filtros de combustible: 2 primarios y 2 secundarios.
59
2 Intercambiadores auxiliares de calor agua-aceite, para el motor y el
incrementador de velocidad.
Tanque acumulador de agua del motor.
Disipador de calor "Marley", circuito abierto de refrigeración alterno del
aftercooler, accionado con motor eléctrico.
• Intercambiador principal de calor agua-crudo (petróleo), del sistema de
enfriamiento del motor "Alco" marca "Waner Corporation".
• Panel de control y sistema de monitoreo de presiones y temperaturas de
agua, aceites y combustible de la unidad.
• 3 válvulas y tuberías para succión, descarga y recirculación de crudo de la
bomba principal (UCP).
• Sistema de control de operación Delta V.
1 Sistema de purificación, almacenamiento y entrega de crudo
combustible, para motores "Alco, compuesto por:
• Tanque de 10000 bbl de capacidad, para almacenamiento de petróleo
crudo.
• 2 centrifugadoras Alfa-Laval, WSPX-209 y MAPX-309, purificadoras de
crudo combustible con calentadores General Electric, con control automático
de temperatura.
• Medidor A.O. Smith T6/T7, con contador e impresora para control de crudo
combustible centrifugado.
• 3 tanques de 500 bbl de capacidad, para almacenamiento de crudo
combustible.
• 2 bombas eléctricas alternables, 2 calentadores con control automático de
temperatura y 2 portafiltros Fram para suministro de combustible a los
motores.
1 Tanque de aceite lubricante SAE 40 para motores "Alco", de 8000
galones de capacidad, con bomba Viking accionada con motor eléctrico y
medidor Smith Meter INC. Modelo T-11 para alta viscosidad, con contador
sin impresor, para recepción y entrega.
60
3 Tanques de diesel de 5500, 5200 y 3200 galones de capacidad, para
consumo de los motores CAT. Un medidor Smith Meter INC.T-11 con
contador e impresor para recepción y 2 portafiltros para despacho.
1 Tanque de gasolina de 5068 galones de capacidad, para uso de
vehículos, con surtidor - contador eléctrico Tokheim y accesorios.
1 Sistema colector y separador de agua-aceite, compuesto por:
• 3 sumideros con bomba de engranaje Viking L 4125 ubicados en la sala de
máquinas, bombas impulsoras y taller de mantenimiento.
• 2 separadores API en serie, con filtros coalescentes para separar del agua
los residuos de hidrocarburos (aceite, crudo y combustibles).
• Sumidero principal con 2 bombas de doble pistón FWI (Frank Wheatley
Industries), para reinyección a la línea principal de succión de la estación.
Sistema de fuerza eléctrica, compuesto por:
• 2 grupos electrógenos Caterpillar de 1010 kw 480 V. trifásicos, acoplado
con motor CAT Mod. 3512, alternables.
• Subestación eléctrica de 4160 / 480 voltios, 1.500 KVA.
• Un grupo electrógeno Caterpillar de 550 Kw. 480 V, trifásico, acoplado con
motor CAT Mod. 3508, usado como unidad móvil y de emergencia.
1 Sistema contra incendios, para el área de la estación, equipado con:
• Bomba centrífuga ALLIS - CHALMERS de 200 gpm, 210 psi @ 2100 rpm
nominal.
• Motor diesel CAT 3306 B a 2100 rpm.
• Tanque de diesel de 200 galones de capacidad.
• Bomba Viking HL - 4195 con motor eléctrico para inyección de
espumógeno.
• Tanque de químico espumógeno A-FFF de 500 galones de capacidad.
• Tanque de almacenamiento de agua de 2000 bbl de capacidad.
61
1 Sistema de tratamiento de agua potable, equipado con:
• Planta de tratamiento de agua potable provista de filtros, bombas de
suministro, y presión y un tanque de 500 galones para retrolavado.
• Tanque de almacenamiento (agua potable) de 4200 galones de capacidad.
• Tanque de cloro con bomba dosificadora.
• Bomba eléctrica con tanque de presión para distribución de agua potable.
• Tanque de almacenamiento (agua tratada no potable) de 1500 bbl de
capacidad, con 2 bombas eléctricas alternables para suministro.
1 Sala de control.
1 Sala de bombas.
1 Sala de boosters.
1 Caseta de medidores principales.
1 Caseta del comprobador de medidores y oficina de control computarizado.
1 Nave industrial de equipos auxiliares y bodegas.
1 Edificio de oficinas y taller eléctrico e instrumentación.
1 Taller de mantenimiento mecánico.
1 Laboratorio de lubricantes.
1 bodega ENIC.
1 Caseta y torre de comunicaciones.
1 Batería de servicios higiénicos y duchas para personal misceláneo.
2 Garitas de seguridad, entrada de la estación y área de tanques.
62
3.3. ESTACIONES DE BOMBEO SALADO, BAEZA, PAPALLACTA
Figura 3.5. Instalaciones Estación de Bombeo Baeza #4 SOTE.
(Catedra de Transporte y Almacenamiento, 2010)
1 Múltiple de válvulas (trampa de entrada), succión de la estación, con un
colador metálico y una cámara con compuerta roscada para recepción del
raspador.
1 Múltiple de válvulas (trampa de salida), descarga de la estación, con
una cámara con compuerta roscada para envío del raspador.
7 Unidades de bombeo, cada una equipada con:
• Bomba UCP (United Centrifugal Pump) 6 X 13 WMSN de 5 etapas
(diámetro del impulsor 12-13/16").
• Incrementador de velocidad Philadelphia cuya relación es de 1:3.64
• Motor Alco modelo 251-F de 16 cilindros, de 2500 HP @ 1050 rpm en
BAEZA de 12 cilindros con 1850 HP en EL SALADO y de 18 cilindros con
2800 HP en BAEZA Y PAPALLACTA equipados con turbo cargador Napier
y los siguientes equipos auxiliares:
Bomba B & A (before & after) para pre y postlubricación de las partes
internas del motor.
Filtro centrífugo de aceite Glaciar, modelo GF-600.
Portafiltros principales del aceite lubricante y colador metálico.
Portafiltros de combustible: 2 primarios y 2 secundarios.
63
2 Intercambiadores auxiliares de calor agua-aceite, para el motor y el
incrementador de velocidad.
Tanque acumulador de agua del motor.
Disipador de calor AIRCOOLER, circuito cerrado de refrigeración para el
enfriamiento del motor, accionado con motor eléctrico.
• Intercambiador principal de calor agua-crudo (petróleo), del sistema de
enfriamiento del motor "Alco" marca "Waner Corporation".
• Panel de control y sistema de monitoreo de presiones y temperaturas de
agua, aceites y combustible de la unidad.
• 3 válvulas y tuberías para succión, descarga y recirculación de crudo de la
bomba principal (UCP).
• Sistema de control de operación Delta V.
1 Sistema de purificación, almacenamiento y entrega de crudo
combustible, para motores "Alco", compuesto por:
• Tanque de 10000 bbl de capacidad, para almacenamiento de petróleo
crudo.
• 2 centrifugadoras Alfa-Laval, WSPX-209 y MAPX-309, purificadoras de
crudo combustible con calentadores General Electric, con control automático
de temperatura.
• Medidor A.O. Smith T6/T7, con contador e impresora para control de crudo
combustible centrifugado.
• 3 tanques de 500 bbl de capacidad, para almacenamiento de crudo
combustible.
• 2 bombas eléctricas alternables, 2 calentadores con control automático de
temperatura y 2 portafiltros Fram para suministro de combustible a los
motores.
1 Tanque de aceite lubricante SAE 40 para motores "Alco", de 8000
galones de capacidad, con bomba Viking accionada con motor eléctrico y
medidor Smith Meter INC. Modelo T-11 para alta viscosidad, con contador
sin impresor, para recepción y entrega.
64
3 Tanques de diésel: de 5500, 5200 y 3200 galones de capacidad, para
consumo de los motores CAT. Un medidor Smith Meter INC.T-11 con
contador e impresor para recepción y 2 portafiltros para despacho.
1 Tanque de gasolina: de 5068 galones de capacidad, para uso de
vehículos, con surtidor - contador eléctrico Tokheim y accesorios.
1 Sistema colector: y separador de agua-aceite, compuesto por:
• 3 sumideros con bomba de engranaje Viking L 4125 ubicados en la sala
de máquinas, bombas impulsoras y taller de mantenimiento.
• 2 separadores API en serie, con filtros coalescentes para separar del agua
los residuos de hidrocarburos (aceite, crudo y combustibles).
• Sumidero principal con 2 bombas de doble pistón FWI (Frank Wheatley
Industries), para reinyección a la línea principal de succión de la estación.
Sistema de fuerza eléctrica: compuesto por:
• 2 grupos electrógenos Caterpillar de 1010 kw 480 V. trifásicos, acoplado
con motor.
• CAT Mod. 3508 en BAEZAY EL SALADO y CAT Mod 3510 en BAEZA Y
PAPALLACTA. Alternables en BAEZA Y PAPALLACTA.
• Subestación eléctrica de 4160 / 480 voltios, 1.500 KVA. Únicamente en
BAEZA y PAPALLACTA.
• Un grupo electrógeno Caterpillar de 550 Kw. 480 V, trifásico, acoplado con
motor.
• CAT Mod. 3508, usado como unidad móvil y de emergencia.
1 Sistema contra incendios, para el área de la estación, equipado con:
• Bomba centrífuga ALLIS - CHALMERS de 200 gpm, 210 psi @ 2100 rpm
nominal.
• Motor diesel CAT 3306 B a 2100 rpm.
• Tanque de diesel de 200 galones de capacidad.
65
• Bomba Viking HL - 4195 con motor eléctrico para inyección de
espumógeno.
• Tanque de químico espumógeno A-FFF de 500 galones de capacidad.
• Tanque de almacenamiento de agua de 2000 bbl de capacidad.
1 Sistema de tratamiento de agua potable, equipado con:
• Planta de tratamiento de agua potable provista de filtros, bombas de
suministro, y presión y un tanque de 500 galones para retrolavado.
• Tanque de almacenamiento (agua potable) de 4200 galones de capacidad.
• Tanque de cloro con bomba dosificadora.
• Bomba eléctrica con tanque de presión para distribución de agua potable.
• Tanque de almacenamiento (agua tratada no potable) de 1500 bbl de
capacidad, con 2 bombas eléctricas alternables para suministro.
1 Sala de control.
1 Sala de bombas.
1 Sala de generadores.
1 Sala de equipos auxiliares y bodegas.
1 Caseta y torre de comunicaciones.
1 Campamento para el personal operativo y de servicio.
1 Garita de seguridad en la entrada de la estación.
66
3.4. ESTACIONES REDUCTORAS DE PRESIÓN
Figura 3.6. Instalaciones Estación Reductora La Palma SOTE. (Catedra de Transporte y Almacenamiento, 2010)
Diseñadas y ubicadas en sitios estratégicos del declive de la Cordillera
Occidental permiten controlar las presiones en los tramos de tubería del
Oleoducto.
Cuando se incrementa la presión del crudo que se encuentra en la línea
occidental los controles electrónicos e hidráulicos que gobiernan las válvulas
que regulan la presión de salida de las Estaciones actúan inmediatamente,
impidiendo que la presión del crudo sobrepase los valores fijados.
La mayoría de los sistemas de las Estaciones Reductoras funcionan
automáticamente lo que permite un control eficiente las 24 horas del día.
3.4.1. PUNTOS FIJOS DE OPERACIÓN.
Estación unidad de control sistema de alivio:
• San Juan 1390 psi a 777 psi.
• Chiriboga 1380 psi a 800 psi
• La Palma 1030 psi a 700 psi
• Santo Domingo 1420 psi a 760 psi.
Cada estación Reductora de presión está equipada con lo siguiente:
67
a) Edificio de control.- En el interior se encuentra instalado 1
panel, que permiten el control y monitoreo del proceso de
regulación de las presiones de entrada, salida y flujo de la
estación.
b) Trampa de recepción del raspador.- Permite recibir los
raspadores de limpieza que son enviados desde la estación
anterior.
c) Filtro principal de la estación (strainer).- En la entrada de
cada estación se encuentra instalado un sistema de colador
que evita el ingreso de materiales que pueden dañar las
válvulas de control.
d) Sistema de desvío (by-pass).- Cada estación está
equipada con un sistema de desvío permitiendo el paso directo
del crudo para facilitar el mantenimiento de la estación
reductora.
Para activar este sistema es necesario accionar las válvulas "Y"
y "Z" desde el tablero de control hidráulico.
e) Unidad de control maestro.- Realiza el control automático
de 4 válvulas reductoras de 8 pulgadas con las que se regula la
presión de salida de las estaciones.
Adicionalmente a este sistema se tiene un controlador
hidráulico que gobierna la actuación de 4 válvulas de 6
pulgadas conectadas en paralelo que pueden operar
simultáneamente, manejadas independientemente.
f) Sistema de válvulas de alivio.- Permite el alivio de sobre
presiones de la línea principal de entrada a cada estación
68
reductora. El sistema está equipado con 2 válvulas de alivio
Masonei-lan con sus respectivos controles; en paralelo se
encuentra una válvula de alivio Grove de 4 pulgadas en San
Juan y de 6 pulgadas en el resto de estaciones reductoras.
g) Tablero de control para operación hidráulica.- Desde este
tablero de control se puede accionar los actuadores hidráulicos
de las válvulas de toda la estación y también permite la
operación de las válvulas aunque no exista suministro de
energía eléctrica.
h) Sumidero.- Las estaciones cuentan con un sumidero que
facilita el almacenamiento del crudo y los aceites usados por
los generadores y su reinyección a la línea.
i) Grupos electrógenos.- Provistos de transferencia
automática de energía eléctrica, calentadores de agua,
calentadores de combustible, control automático de nivel de
aceite, protecciones y tanques de combustible. Aseguran el
suministro de energía eléctrica para la estación las 24 horas.
3.4.2. ALINEACION DE LAS VALVULAS
Antes de poner en marcha las unidades de bombeo en el sector Oriente, las
válvulas en la línea principal de las Estaciones Reductoras deben estar
alineadas para condiciones normales de operación en sus posiciones
correctas:
Válvula "A", entrada de la estación – abierta.
Válvula "B", trampa de recepción del raspador - cerrada.
69
Válvula "C", desvío del receptor del colador - cerrada.
Válvula "D", entrada al colador - abierta.
Válvula "E", salida del colador - abierta.
Válvula "F", desvío del colador - cerrada.
Válvula "P", salida de la estación – abierta.
Válvula "Q", despacho del raspador - cerrada.
Válvula "R", desvío de la cámara de despacho del raspador - cerrada.
Válvula "Y" desvío de la estación (by-pass) – cerrada.
Válvula "Z" desvío de la estación (by-pass) – cerrada.
Válvulas de seccionamiento de las válvulas de control - abiertas.
Las válvulas de las estaciones reductoras permanecen completamente
abiertas siempre y cuando el valor de la presión de salida sea menor al valor
de presión fijado en el controlador.
3.5. TERMINAL PETROLERO MARÍTIMO DE BALAO
El Terminal de Balao recibe el crudo de entrada en 10 tanques con
capacidad de 322000bbl cada uno, construidos sobre una colina que se
encuentra aproximadamente a 3 km de la playa y a 183 msnm, lo que
permite cargar los B/T por gravedad.
Figura 3.7. Diagrama Terminal Marítimo de Balao SOTE.
(Catedra de Transporte y Almacenamiento, 2010)
70
En el terminal de Balao existen dos monoboyas (SPM, Single Point
Mooring), ubicadas a 44 m sobre el lecho marino y capaces de recibir B/T de
hasta 100.000 D.W.T. (Tonelaje de Peso Muerto). La monoboya "X" está
conectada a las instalaciones terrestres por una tubería submarina de 42" de
diámetro y aproximadamente 7 km con un caudal máximo de carga de
84000 bph. La monoboya "Y" conectada a la playa por una tubería
submarina de 36" de diámetro y aproximadamente 6.5 km, con un caudal
máximo de carga de 56000 bph. Actualmente ambas monoboyas están
limitadas a un caudal de entrega de 32000 y 28000 bph respectivamente.
Figura 3.8. Monoboya Terminal Marítimo de Balao SOTE.
(Catedra de Transporte y Almacenamiento, 2010)
El lastre de los B/T es bombeado a la costa desde la monoboya "Y"
mediante una tubería común submarina de 30" de diámetro, hasta las
piscinas de lastre, en donde la mezcla agua-petróleo se separa por flotación
del petróleo y éste se recupera mediante desnatadores fijos hacia dos
tanques de slop de 5000 bbl (de acuerdo al convenio MARPOOL el terminal
no recibe B/T con lastre en tanques de carga).
El agua de lastre y de formación (drenaje de los tanques) es procesada a
través de un sistema de filtros y luego enviada al mar, a una profundidad de
18.29 m y a una distancia de 2.0 km desde la playa, por una línea submarina
de 30" de diámetro, en una condición de pureza (menor a 15 ppm de
71
hidrocarburos) dentro de las normas internacionales para la protección del
medio ambiente marino.
3.6. DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES DE LA ESTACIÓN
BAEZA #4
3.6.1. UBICACIÓN DE LA ESTACIÓN BAEZA #4
La estación Baeza #4 del Sistema de Oleoducto Transecuatoriano se
encuentra ubicada a 150km desde la ciudad Quito, atravesando
Papallacta; dentro del sistema de oleoducto se encuentra a 164,07
Km. de la estación de Lago Agrio y a 52,3547 Km. de la estación El
Salado a una altura de 2.002 msnm, en la parroquia Baeza del
cantón Quijos. La tubería de entrada y salida es de 26 pulgadas de
diámetro externo. Al igual que las demás estaciones de bombeo,
dispone de siete unidades para bombeo de crudo.
3.6.2. TRAMPA DE ENTRADA MÚLTIPLE DE VÁLVULAS
Se encuentra ubicada en la succión de la estación y está compuesta
por:
• Una cámara con tapa rosca para recepción del raspador.
• Manifold de válvulas para la alineación del raspador, con dos
válvulas de 26", que son manipuladas por un operador rotor y
dos válvulas manuales de 8".
• Sensor de llegada (pig-sig).
• Válvulas de alivio.
• Drenajes.
72
Figura 3.9. Trampa de Entrada Estación Baeza #4 SOTE.
(Archivo Fotográfico Curso de Campo, 2009)
3.6.2. TRAMPA DE SALIDA MÚLTIPLE DE VÁLVULAS
Se encuentra ubicada en la descarga de la estación y está compuesta
por:
• Una cámara con tapa rosca para envío del raspador.
• Manifold de válvulas para la alineación del raspador.
• Sensor de llegada (pig-sig).
• Válvulas de alivio.
• Drenajes.
73
Figura 3.10. Trampa de Salida Estación Baeza #4 SOTE.
(Manual de operaciones Estación Baeza #4 EP-Petroecuador, 2010)
3.6.3. STRAINER PRINCIPAL
Es un filtro, encargado de retener las impurezas del crudo, constituido
por:
• Un filtro metálico de 26 " con tapa rosca en la parte superior.
• Un juego de válvula para by-pass.
Figura 3.11. Filtro (Strainer) Estación Baeza #4 SOTE.
(Manual de operaciones Estación Baeza #4 EP-Petroecuador, 2010)
74
3.6.4. PLACA DE ORIFICIO
Es un elemento primario para la medición de flujo y consta de:
• Un sensor de flujo de la estación (bph).
Figura 3.12. Medidor Placa orificio Estación Baeza #4 SOTE.
(Archivo Fotográfico Curso de Campo, 2010)
3.6.5. UNIDADES DE BOMBEO
Las tres unidades de bombeo cada una consta de:
• Bomba centrífuga horizontal Sultzer Bingham, 257.1 bpm, una
etapa.
• Incrementador de velocidad Lufkin Gears con una relación: 1-
4.026.
• Motor Caterpillar modelo 3612 de 4280 hp a 1000 rpm con su
equipo auxiliar de tres filtros centrífugos Glacer GF 200"10
• Skid de aceite de lubricación de 230 galones para enfriamiento
del incrementador y chumaceras de la bomba.
• Purificadora Alfa Laval modelo LOPX-705 para centrifugar el
aceite de las unidades Caterpillar.
10
Tomado de: CATERPILLAR, Handbook 31
75
Figura 3.13. Unidades de Bombeo Estación Baeza #4 SOTE.
(Archivo Fotográfico Curso de Campo, 2010)
• Enfriador Smithco a base de aire (2 ventiladores) con 2 tanques
de expansión uno para el agua de las chaquetas (JW) y otro
para el agua de intercambiadores de aire / aceite (AC/OC.)
• Enfriador Young a base de aire para retorno de combustible del
motor.
• Enfriador Young a base de aire para el enfriamiento de las
puntas de los inyectores del motor.
• Dos filtros y a la vez calentadores Vokes de combustible del
motor.
• Tres válvulas y tuberías para succión, descarga y by pass de
crudo de la bomba principal (Sultzer)
• Sistema de control de operación Allen Bradley y Panel de
Control de la unidad.
76
3.6.6. SISTEMA DE ALMACENAMIENTO Y PURIFICACIÓN DE
CRUDO COMBUSTIBLE.
Para las unidades de bombeo este sistema consta de:
• Un tanque de techo fijo de 5480 bls. para almacenamiento de
crudo.
• Dos bombas alternables con motores eléctricos Realience
Electric. de 17.5 gpm y 125 hp para inyectar el crudo del
tanque de alivio a la succión.
• Una centrifugadora Alfa-Laval MOPX-310 purificadora de crudo
combustible con un tanque de lodos (slugge) de 250 litros y
tablero de control.
• Dos calentadores Elmess Exde, con cuatro unidades de 30 KW
cada uno.
• Medidor Veedfr Root, con contador e impresoras para control
de crudo combustible centrifugado.
• Bomba eléctrica para recirculación de crudo combustible de 2.2
gpm.
• Un tablero de control.
Figura 3.14. Sistema de Almacenamiento de Crudo Combustible Estación
Baeza #4 SOTE.
(Archivo Fotográfico Curso de Campo, 2010)
77
3.6.7. SISTEMA GENERADOR DE NITRÓGENO
Este sistema forma parte del sistema de purificación de crudo
combustible y consta de:
• Un generador de nitrógeno con una capacidad de 0.94 m3/h,
purificación 99 +/- 0.5 %.
• Un tanque de almacenamiento de 500 litros de capacidad.
• Filtro suplidor de aire.
• 20 botellas de nitrógeno con una capacidad total de 200 m3.
Figura 3.15. Sistema de Generación de Nitrógeno Estación Baeza #4 SOTE.
(Manual de operaciones Estación Baeza #4 EP-Petroecuador, 2010)
3.6.8. SISTEMA BOOSTER DE COMBUSTIBLE
Este sistema consta de:
• Dos tanques de 1000 barriles de capacidad, para
almacenamiento de crudo combustible (centrifugado).
• Dos bombas de alimentación de 19.7 gpm, 58 psi.
• Dos bombas de recirculación de 48.2 gpm, 145 psi.
78
• Recibidor de 80 litros de capacidad.
• Ocho calentadores de crudo combustible.
• Dos filtros de crudo filtración: 10 micrones nominal.
• Tablero de control.
3.6.9. TANQUE DE ACEITE LUBRICANTE
Este sistema de entrega aceite a las unidades de bombeo y consta de:
• Un tanque de almacenamiento de aceite SAE-40 de
2500 galones de capacidad.
• Una bomba accionada por un motor eléctrico.
• Medidor Brooks Instrument División, con un contador sin
impresión para recepción y entrega a los motores.
Figura 3.16. Sistema de Lubricación de Motores Estación Baeza #4 SOTE.
(Archivo Fotográfico Curso de Campo, 2010)
3.6.10. SISTEMA DE RECEPCIÓN Y ENTREGA DE DIESEL
Está formado por:
• Un tanque de 9240 galones de capacidad para
almacenamiento de diesel.
• Bomba de engranaje Viking con motor eléctrico de 3 hp,
para recepción auxiliar.
79
• Skid para recepción y entrega, compuesto por: Medidor
Brooks Instruments División mod. B-036A, con contador
e impresor para recepción.
• Dos coladores metálicos alternables
• Dos bombas de transferencia de 25 gpm, con motor
eléctrico de 5 hp alternables.
• Dos porta filtros, con una filtración de 5 micrones
alternables.
• Un filtro separador de agua.
3.6.11. TANQUE DE GASOLINA
Consta de:
• Un tanque con capacidad de 1050 galones para
almacenamiento de gasolina para los vehículos.
• Un surtidor controlador.
3.6.12. SISTEMA COLECTOR Y SEPARADOR DE AGUA ACEITE
Este sistema de sumideros consta de:
• Sumidero vertical de 2900 galones de capacidad con
una bomba vertical de 40 gpm, para la sala de máquinas
y centrífugas.
• Separador API de 2400 galones, con filtros coalescentes
para separar del agua los residuos de hidrocarburos
(aceite, combustibles y crudo).
• Sumidero principal con dos bombas verticales de 100
gpm, para enviar al tanque de alivio.
80
• Separador API de 60000 galones con dos bombas
verticales de 20 gpm para reingresar el agua
contaminada al separador API.
3.6.13. SISTEMA DE AIRE
Este sistema dota de aire para arranque de las unidades, para
instrumentos y aire útil, consta de:
• Dos compresores de aire Ingersoll- Rand, de tres
etapas, de 299.5 psi de capacidad, accionados por
motores de 50 hp cada uno, equipados con:
• Un tanque acumulador de agua.
• Sistema de enfriamiento a base de aire de 13.1 gpm de
capacidad.
• Tanque de expansión de 8.8 galones de capacidad.
• Un secador de aire, capacidad 1505 cfm a 600 psi.
• Botella de pre almacenamiento, de 13 galones de
capacidad a 550 psi.
• Cuatro tanques acumuladores de aire de 3250 litros. de
capacidad a 310 psi.
• Secador de aire para instrumentos, capacidad 145 cfm a
130 psi. este trabaja individualmente con dos botellas
con disecante alternadamente que está controlada por
medio de un timer.
• Dos filtros de aire de 25 micrones.
81
Figura 3.17. Sistema de Compresión de Aire Estación Baeza #4 SOTE.
(Manual de operaciones Estación Baeza #4 EP-Petroecuador, 2010)
3.6.14. SISTEMA CONTRA INCENDIOS
El sistema contra incendios consta de:
• Un tanque de techo fijo de 11300 barriles de capacidad
para almacenar agua.
• Tres bombas: dos con motor eléctrico y una con motor
Caterpillar.
• Una bomba eléctrica Jockey M15 y bomba eléctrica
F700 contra incendio
• Una bomba centrífuga marca Mth – Pumps modelo
163GBF.
• Motor eléctrico marca U.S. motores de 15 hp. a 1750
rpm.
• Tablero de control marca Metron Inc. modelo M15A-15-
460.
• Una bomba centrífuga marca Peerless Pump modelo
6AEF10 de 3600 rpm.
82
• Un motor eléctrico marca US, motores de 200 hp, a 3560
rpm.
• Un motor marca Caterpillar modelo 3208 de 280 hp.
• Una bomba centrífuga marca Peerless Pump 6AEF12 de
2800 rpm
• Un tablero de control marca Metron Inc. modelo FD2 – J.
Figura 3.18. Sistema Contraincendios Estación Baeza #4 SOTE.
(Manual de operaciones Estación Baeza #4 EP-Petroecuador, 2010)
3.6.15. SISTEMA DE FUERZA ELÉCTRICA
• Grupo electrógeno trifásico Carterpillar de 725 kW.480 V
a 1800 rpm, acoplado con un motor Caterpillar modelo
3508, de 1089 hp.
• Un tanque de almacenamiento de diesel para el motor
de 1050 galones.
83
Figura 3.19. Generadores de Energía Estación Baeza #4 SOTE.
(Archivo Fotográfico Curso de Campo, 2010)
3.6.16. SUBESTACIÓN ELÉCTRICA
• Dos transformadores Vantrn de 1200 kVA 13800/480
voltios.
3.6.17. SISTEMA DE ALIVIO
Compuesto por:
• Un tanque de techo fijo de 5480 barriles de capacidad
nominal para alivio de la estación.
• Dos bombas de tornillo Imo Pumps de 242 bph, con
motor eléctrico Reliance Electric de 125 hp, alternables
para inyectar el crudo a la línea de succión.
• Válvula manual de cuatro pulgadas para reinyección de
crudo a la línea de succión.
• Dos válvulas de alivio Daniel de 10‖ para succión y
descarga.
• Ocho botellas de nitrógeno, cuatro de succión y cuatro
de descarga, para accionamiento de válvulas de alivio.
84
Figura 3.20. Sistema de Alivio Estación Baeza #4 SOTE.
(Manual de operaciones Estación Baeza #4 EP-Petroecuador, 2010)
3.6.18. SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA
Este sistema de agua consta de:
• Una bomba electro sumergible con una capacidad de 60
gpm.
• Un tanque de aireación y oxidación.
• Un tanque de almacenamiento de 1500 galones.
• Dos bombas de agua (A y B) de 50 gpm, 10 hp.
• Tanque de presurización de agua de 1000 galones, 95
psi a 250 °F.
• Planta de tratamiento con capacidad de 25 gpm y 20
m3
/día.
• Filtros de arena y carbón activado.
• Tres bombas dosificadoras (sulfato, pH y cloro).
• Un tanque de almacenamiento de agua fresca de 90
barriles de capacidad.
• Dos bombas de agua fresca (A y B) de 50 gpm cada una
de 10 hp.
85
• Un tanque de presurización de agua fresca para
consumo, 90 psi a 250 °F.
3.6.19. SALA DE CONTROL
Compuesta por:
• Dos computadoras con impresoras.
• Un controlador Delta V redundante PLC (Controlador
Lógico Programable.
• Cables de comunicación redundantes.
• Tres cajas negras (BLACK BOX) uno para cada unidad y
sirven para transmitir la señal entre el PLC y unidades.
• Software y accesorios.
• Torre de comunicaciones.
• Bodega y taller mecánico.
• Campamento para personal operativo y de servicio.
• Garita de seguridad a la entrada de la estación.
Figura 3.21. Monitor de Control de La Estación Baeza #4 SOTE.
(Archivo Fotográfico Curso de Campo, 2010)
86
ANÁLISIS DE RESULTADOS.
4.1. ANÁLISIS Y MEJORAS PARA EL SISTEMA CONTRA INCENDIOS
ACTUAL DE LA ESTACIÓN BAEZA #4 DEL SOTE
Actualmente la Estación de bombeo Baeza cuenta con un Sistema Contra
Incendios que fue construido y montado a la par de la construcción en sí de
la misma estación; sin embargo la estación ha sido remodelada en cuanto a
aumento de equipos y maquinaria y la protección contra incendios se ha
mantenido tal cual se diseñó en el principio.
El presente estudio, consiste en modernizar y automatizar los
procedimientos para detectar y controlar los posibles incendios por medio de
la utilización de recursos como:
• Detectores
• Alarmas
• Aspersores
• Monitores
• Lanza espumas
• Mangueras
• Boquillas
• Controladores
• Y, de ser necesario activar el inicio de la actividad inmediata
para la supresión y extinción del fuego.
Para la estación Baeza, es necesario renovar tecnológicamente los equipos
y así se podría obtener un nuevo sistema contra incendios, que llegue a
realmente solventar una contingencia y dar mayor seguridad a todos los
actores y componentes de la estación.
87
4.1.1. DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO
La estación de Baeza en la actualidad cuenta con un sistema contra
incendios que funciona de la siguiente manera:
En el momento en que uno de los trabajadores visualmente detecta un
fuego, inmediatamente activa uno de los tres pulsadores de parada de
motores, que tiene la estación, ubicados en puntos estratégicos: al interior
de la sala de máquinas, al interior de la sala de control y en la entrada
principal de la estación respectivamente.
• Automáticamente se paran todas las unidades y se cierran todas
las válvulas, luego el Técnico de mantenimiento de la estación
procede a prender manualmente el motor contra incendios y
ponerlo en su máxima potencia. El motor está acoplado a una
bomba, donde existe un sistema de mezcla de agua espuma y
está también acoplado, mediante tuberías internas, a los cinco
monitores lanza espuma de la estación.
• Los demás trabajadores de la estación proceden a abrir las
válvulas de los lanza espumas y dirigirlos al fuego que se esté
produciendo; de igual manera otros trabajadores interactúan con
todos los extintores portátiles.
• Así en términos generales es como en la actualidad se encuentra
un plan de contingencia de la estación Baeza.
A continuación detallamos algunas desventajas de este sistema y que
automáticamente con este nuevo estudio se podría suplir y convertir, en
nuevas ventajas, las opciones reales de un nuevo sistema.
88
4.1.2. DESVENTAJAS
• El tiempo de respuesta.- Al no estar por lo menos medianamente
automatizado este sistema, tarda mucho en conseguir una respuesta
adecuada. En la práctica más o menos dos minutos desde la
focalización visual del fuego hasta obtener presión en los lanza
espumas y actores operando los monitores y extintores.
• Los equipos no alcanzan a suplir un flagelo mayor.- Este sistema
no cuenta con una activación inmediata mediante detectores de gas y
flama, de rociadores de agua espuma y válvulas de diluvio, por lo que
al encontrarse con un fuego de grandes proporciones los equipos
existentes ya no abastecerían en su totalidad para el control del
fuego. Cabe indicar que estos equipos como detallaremos
posteriormente se encuentran en estado regular y no brindan una
garantía más eficiente a su operación.
• Mayor riesgo para los trabajadores.- Los trabajadores de la
estación tienen que activar manualmente algunos de los diferentes
equipos, esto pondría en un riesgo mayor su integridad.
• Mayor riesgo para las instalaciones.- El sistema actual, al no contar
con procesos de detección y supresión del fuego, adquiere mayor
riesgo en pérdidas de materiales y equipos de alta valoración dentro
de la estación.
• Mayor riesgo de impactos ambientales.- Pueden generar impactos
ambientales al no contar sobre todo con un sistema inmediato de
detección de gas o de flama y su contigua supresión de los mismos.
89
4.1.3. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Y POSICIONES
Equipos en su totalidad de accionamiento manual y en su mayoría en estado
regular.
4.1.3.1. Motor Diesel Cat 3306 B
Un motor que lo detallamos a continuación y que en nuestro estudio
se lo cambiaría por un motor Cat 3412.
125 A 335 HP AL FRENO - 2000 A 2200 RPM - 93 A 243 KW
Es un motor que está acoplado a la bomba centrífuga ALLIS
CHALMERS y consta de las siguientes características:
- Motor diésel, 4 tiempos, 6 cilindros en línea
- Calibre — mm (pulg.)………………………………………………..…….121 (4,75)
- Carrera — mm (pulg.)…………...………………………………..……….152 (6,00)
- Cilindrada — litros (pulg3)……………………………………..………….10,5 (638)
- Sistema de combustión.……………………………………...…A inyección directa
- Rotación (desde el volante)…………………………………….…….A la izquierda
- Capacidad para líquidos..……………………………………...litros (GAL EE.UU.)
- Sistema de enfriamiento……………………………………………..... (Motor sólo)
- Inyección directa con turbo compresión y postenfriamiento (DITA)…18, 2 (4,8)
- Inyección directa con aspiración natural (DINA) e inyección directa con turbo
compresión (DIT)……………………………………………………...……15,9 (4,2)
- Sistema del aceite de lubricación (reabastecimiento)……………….…27,4 (7,3)
- Peso neto del motor, seco (aprox.) kg (lb) Con turbo compresión (T).980 (2160)
90
Figura 4.1. Motor Diésel.
(www.cat.com, 2013)
4.1.3.2. Bomba Centrifuga Allis Chalmers
Es una bomba centrífuga de un solo impeller con una capacidad de
200 GPM (galones por minuto) 210 psi @ 2100 rpm nominal. En
nuestro estudio, proponemos una bomba de mejores características
con una descarga de 1500 GPM.
Figura 4.2. Bomba Centrífuga Allis Chalmers. (Foto tomada Estación Baeza #4 SOTE, 2013)
91
4.1.3.3. Lanza Espumas Y Monitores
La estación cuenta con tres monitores y lanza espumas ubicados
sobre la sala de máquinas y con dos monitores y lanza espumas
ubicados sobre el tanque de almacenamiento de 10.000 barriles.
Figura 4.3. Lanza Espumas y Monitores.
(Foto tomada Estación Baeza #4 SOTE, 2013)
En nuestro estudio adicionaríamos cuatro monitores lanza espumas;
dos en el área del tanque de almacenamiento de dos mil barriles, uno
al final de la sala de máquinas y uno en el área conjunta de tanques
de combustible diésel y gasolina.
4.1.3.4. Boquilla Y Mangueras De 1 ½"
Únicamente la estación cuenta con tres mangueras de 1 ½‖ cada una
de 15 metros de largo, una boquilla y una sola toma para manguera
de 1 ½‖ sin válvula dentro de la sala de máquinas.
92
En el estudio se propone que estas tomas se reubiquen en el exterior
de la sala de máquinas en vista de que ya no se necesitarían en la
ubicación actual ya que son de ensamblaje manual y se torna
peligroso para los trabajadores.
Figura 4.4. Boquilla y Mangueras.
(Foto tomada Estación Baeza #4 SOTE, 2013)
4.1.3.5. Sistema Bomba Espumógeno
Un sistema que consta de una bomba y un motor eléctrico para
aprovisionamiento de la espuma es decir sistema completo AFFF del
3%.
En el estudio igualmente proponemos un nuevo sistema llamado
Universal Gold con un sistema adicional en espumas resistentes al
alcohol denominado (AR-AFFF del 1 al 3%) que es un concentrado
responsable con el medio ambiente.
93
Figura 4.5. Sistema de Bombeo Espumógeno.
(Foto tomada Estación Baeza #4 SOTE, 2013)
4.1.3.6. Tanques De Almacenamiento De Agua
El sistema cuenta con un tanque de almacenamiento de 2000 barriles,
acoplado directamente a la bomba centrífuga y de un tanque de 2000
barriles que sirve para aprovisionamiento de agua para equipos
auxiliares y en caso de alguna contingencia también como tanque de
reserva para el sistema contra incendios.
La descarga de agua en caso de presencia de incendio de la
estación está diseñada para descargar alrededor de 120 gal/min, y la
capacidad total del sistema asegura que exista abastecimiento de
agua por 12 horas en caso de que se presente un incendio en la
estación.
En el nuevo sistema propuesto se mantienen estos tanques de
almacenamiento de agua con el acoplamiento al nuevo sistema agua
espuma.
94
Figura 4.6. Tanque de Almacenamiento de Agua.
(Foto tomada Estación Baeza #4 SOTE, 2013)
4.1.3.7. Extintores
La estación cuenta con 34 extintores de diferentes tipos y categorías
distribuidos de la siguiente forma.
4.1.3.8. Equipos De Protección Personal
Actualmente la estación cuenta únicamente con cuatro (4) chaquetas de
bombero, cuatro (4) pantalones de bombero y tres (3) cascos de bombero,
que se encuentran en un pequeño gabinete junto a la sala de control.
De igual manera vemos conveniente recomendar en el estudio la adquisición
completa de 5 equipos de Bomberos que consta de: chaquetas, pantalones,
casco, máscara tipo capucha, botas y guantes con una reubicación del
gabinete en la parte posterior de la sala de control y de fácil acceso.
95
Figura 4.7. Equipos de protección personal.
(Foto tomada Estación Baeza #4 SOTE, 2013)
96
4.2. DISEÑO DEL SISTEMA AUTOMÁTICO DE DETECCIÓN DE FUEGO Y
GAS
A partir de esta sección se presenta las bases o criterios del diseño, las
especificaciones y el diseño del sistema de automatización del SCI de la
Estación Baeza #4.
4.3. ARQUITECTURA DE CONTROL Y CONDICIONES DE ALARMA
Para el monitoreo y control de la estación de bombeo Baeza#4 del Sistema
de Oleoducto TransEcuatoriano EP-Petroecuador prevé instalar:
• Sistema de Shutdown de Seguridad (SSS)
• Sistema de Detección de Fuego y Gas (F&G)
Ambos sistemas SSS y F&G son considerados como sistemas de seguridad
críticos, y se dispone de tolerancia a fallas para estos equipos.
Los sistemas de F&G y SSS (sensores, cableado, lógica de programación
software y dispositivos actuadores) se mantienen por separado del sistema
de PCS para asegurar que cualquier eventual falla del PCS no tenga
influencia en la capacidad de respuesta de los sistemas de seguridad.
El sistema F&G se integra al SCADA a través de comunicación Modbus RS-
entre el controlador del sistema F&G y el PLC del SSS, finalmente para el
monitoreo y control se tiene en una PC empleando comunicación Ethernet
desde el PLC del SSS. La arquitectura de a continuación se presenta de
modo gráfico:
97
Figura 4.7. Arquitectura de Control.
(Manual de Funciones Instrumentadas de Seguridad, 2013)
El propósito del sistema de alarma de incendio será primeramente el de
proveer notificación de alarmas de incendio, supervisión, y fallas; alertar a
los ocupantes; suministrar ayuda y controlar las funciones de seguridad
contra incendios.
A continuación se describe las alarmas que generará el sistema F&G.
4.2.1. ALARMA DE FUEGO
Se produce cuando se da una de las siguientes acciones:
• El sensor de flama detecta la presencia de llama.
• Un detector de humo se acciona por presencia de éste.
• Cuando una estación manual de alarma de incendio ha sido
accionada.
98
• Cuando el nivel de temperatura ha superado el máximo
permisible para el detector.
Cualquiera de estos eventos se muestra y registra en el controlador.
4.2.2. ALARMA DE GAS
Se produce cuando el sensor detecta la presencia de gas combustible
y dependiendo de la cantidad de gas que se encuentre en el aire se
dará una de las dos señales las cuales se muestran y registran en el
controlador.
Se utilizará la señal de LOW GAS ALARM para alertar de una fuga de
gas sin que ésta llegue a ser peligrosa.
La señal de HIGH GAS ALARM se empleará para reportar al PLC del
SSS de la zona en la cual la fuga de gas es considerable y
potencialmente peligrosa para una explosión.
4.2.3. PRESENTACIÓN DE ALARMAS
La presentación de alarmas se realiza tanto en el cuarto de control
como en los exteriores del área de la Estación de bombeo Baeza# 4
mediante dos maneras: visual y sonora.
Forma visual, en el cuarto de control la alarma se presenta de una
manera detallada en la pantalla LCD del controlador permitiendo
reconocer que sensor provocó la alarma y el tipo de alerta, igualmente
se enciende el led correspondiente a la alarma accionada en el
controlador, ésta puede ser: FIRE ALARM, HIGH GAS, LOW GAS,
TROUBLE, INHIBIT, etc. Adicionalmente el tablero del sistema F&G
99
que se describe más adelante estará equipado con una luz
estroboscópica mientras que en los exteriores del cuarto de control se
encenderán dos luces estroboscópicas.
Forma sonora, en el cuarto de control la alarma se reconoce ya que
adicional al pitido propio del controlador, el tablero del sistema F&G
contará con una sirena.
En los exteriores la alarma puede ser identificada pues se activan dos
sirenas ubicadas a los extremos del cuarto de control.
La luz estroboscópica únicamente alerta sobre una posible situación
de alarma, pero no permite diferenciar el tipo de alerta (fuga de gas, o
incendio). Por otra parte las alarmas audibles generadas por las
sirenas se distinguen por la frecuencia de las mismas:
• Intermitente: si existe señal de fuga de gas.
• Continua: si existe alarma de fuego.
4.2.4. SEÑALES DE APAGADO (SHUTDOWN)
Las señales de shutdown son el resultado de la detección de gas
explosivo en un nivel peligroso, el cual está establecido en 40% del
nivel LEL o la detección por zonas de los sensores de flama. Estas
señales se envían desde el tablero del sistema F&G hacia el SSS por
medio de contactos secos (contactos normalmente cerrados de relés),
activa toda la secuencia de shutdown de la planta.
Adicional a estas señales se enviará del mismo modo la alarma de
problema general del sistema.
100
Estas señales de estados críticos son necesarias ya que existe la
posibilidad de que la comunicación entre el sistema F&G y el SSS se
caiga, perdiendo de este modo el monitoreo y control del sistema.
4.2.5. RECONOCIMIENTO DE ALARMAS
Los operadores de la planta podrán desactivar los indicadores
sonoros al realizar el reconocimiento de la alarma mediante el selector
tipo llave ubicado en la parte frontal del panel de control, se
encenderá una luz piloto mostrando que las alarmas han sido
reconocidas.
Se permitirá apagar los indicadores luminosos solo si las alarmas
(fuego, gas, problema) están desactivas, esto se realizará
presionando el botón RESET del controlador del sistema F&G.
4.3. SPECIFICACIONES DEL SISTEMA
El sistema F&G deberá cumplir múltiples roles en el monitoreo y protección
de áreas peligrosas y combinar la capacidad de detección de flama con la
capacidad de detección de gases explosivos, integrando todos los
dispositivos en una sola red de comunicación digital en tolerancia a fallas (no
se interrumpe pese a la rotura de un cable de comunicación) y con la
posibilidad de modificar la red dependiendo de las necesidades de la planta.
Por recomendación de Ep-Petroecuador el diseño y especificaciones del
sistema de detección de fuego y gas para la nueva área de generación
eléctrica se realizarán en base a equipos Det-tronics, líder mundial en la
fabricación de equipos certificados para sistemas contra incendios.
101
El sistema F&G estará compuesto básicamente por un sistema de detección
Det-tronics integrado sobre una red LON (red de operación local por sus
siglas en inglés de Local Operation Network); el controlador Eagle Quantum
Premier (EQP) redundante, un tablero de control y equipos de campo
basados en arquitectura distribuida.
4.3.1. CONTROLADOR DEL SISTEMA F&G
El controlador del sistema F&G de nombre EAGLE QUANTUM
PREMIER (EQP), es un módulo microprocesador que se encarga de
ejecutar todas las secuencias lógicas seguras necesarias para
garantizar la integridad de la planta.
Este tipo de controladores se denominan PESC (Programmable
Electronic Safety Controller) el cual se diferencia del PLC,
fundamentalmente por su alta cobertura de diagnóstico.11 Todo PESC
debe estar certificado por un organismo de verificación independiente
como FM o TÜV.
Figura 4.8. Controlador Eagle Quantum Premier (EQP).
(www.det-tronics.com, 2013)
11
RICARDO VITTONI, “Funciones Instrumentadas de Seguridad”.
102
4.3.2. EXTENSORES DE RED
Un extensor de red debe ser instalado cada 40 dispositivos o 2000
metros de longitud de cableado, esto es necesario para garantizar la
estabilidad de la LON.
La longitud máxima de la LON se limita a 10.000 metros y soporta
hasta 246 dispositivos de campo inteligentes, siendo estos dos
parámetros los límites máximos del sistema.
En la fase de diseño de cada proyecto se determina la cantidad de
cable que se requiere para la interconexión de los equipos en la LON
y se determina la necesidad o no de utilizar este tipo de dispositivo.
Figura 4.9. Extensores de Red
(www.det-tronics.com, 2013)
4.3.3. MÓDULO DE 8 CANALES DIGITALES (EDIO)
El módulo Enhanced Discrete Input/Output (EDIO) es una tarjeta
electrónica de ocho canales configurables individualmente, cada canal
se configura ya sea como entrada o como salida con la supervisión
apropiada del estado del cableado.
103
Los detectores de calor, humo o botoneras de alarma de fuego
pueden ser cableados en los canales definidos como entradas,
mientras que las bocinas, luces estroboscópicas, electroválvulas y
solenoides que funcionen con 24 VDC pueden ser cableados en los
canales definidos como salidas.
Figura 4.10. Módulo de entradas/salidas digitales EDIO
(www.det-tronics.com, 2013)
4.3.4. MÓDULO DE 8 RELÉS (RM)
Este módulo está especialmente diseñado para expandir la capacidad de
salida del sistema de detección, cada módulo provee ocho salidas de relés.
104
Figura 4.11. Módulo de relés (RM).
(www.det-tronics.com, 2013)
4.3.5. FUENTE DE ALIMENTACIÓN (PS)
La fuente de alimentación y las baterías proporcionan la energía principal y
de reserva al sistema EQP. El dispositivo incluye muchas características
tales como:
• Regulación del voltaje.
• Gran eficiencia
• Alto factor de energía.
Figura 4.12. Fuente de alimentación La Marche.
(www.det-tronics.com, 2013)
105
4.3.6. MONITOR DE FUENTE DE ALIMENTACIÓN (PSM)
El monitor de la fuente de alimentación es el encargado de monitorear el
estado tanto de la alimentación principal como de la secundaria y comunica
las fallas provenientes del sistema de alimentación al controlador del sistema
F&G, las condiciones de estado supervisadas incluyen: fallas en la fuente de
alimentación, pérdida de corriente alterna, pérdida de energía de batería,
falla de tierra de la energía, voltaje de la CA y de C.C. (nivel de alto/bajo), y
los niveles de carga de la batería de reserva.
4.3.7. ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS DE CAMPO
Los equipos de campo a instalarse son los siguientes:
4.3.7.1. Detectores de fuego
Al momento se tiene una variedad de equipos para la detección de
flama los cuales se describen brevemente a continuación:
• X2200 Detector de flama ultravioleta. UV
• X9800 Detector de flama infrarrojo de frecuencia única. IR
• X5200 Detector de flama ultravioleta e infrarrojo. UVIR
• X3301 Detector de flama infrarrojo de múltiples espectros. 3IR
• X3302 Detector de flama infrarrojo de múltiples espectros para
hidrógeno.
El detector de fuego seleccionado tanto por sus características
técnicas, pero principalmente por su principio de operación es el
PROTECT•IR X3301, este representa en la actualidad el estándar
mundial en detección de llama por desempeño y tecnología en
cualquier tipo de ambiente.
106
Figura 4.13. Detector de Fuego 3IR, Protect•IR X3301
(www.det-tronics.com, 2013)
4.3.7.2. Detector de Humo FENWAL
El diseño típico del detector de humo de 360 grados permite la
entrada del humo al equipo desde cualquier dirección.
Figura 4.14. Detector de humo FENWAL
(www.fenwall.com, 2013)
Un diseño de cámara única de detección permite el funcionamiento en
áreas abiertas con velocidades de aire de 0 a 300 pies por minuto.
La selección del detector de humo principalmente se lo realiza en
base al principio de operación, descritos en el capítulo 2.
107
Para esta aplicación se ha seleccionado los sensores de humo
Figuraeléctricos principalmente por su alto rendimiento, mínimo
mantenimiento y tiempo de vida útil de diez años.
4.3.7.2. Detectores de gases explosivos
El fabricante Det-tronics posee en su catálogo una variedad en equipos
para la detección de gases explosivos, los principales se nombran a
continuación.
• Pointwatch Eclipse® (PIRECL), detector puntual infrarrojo de gas
combustible.
• Open Path Eclipse (OPECL), detector de gas de camino abierto de
principio infrarrojo.
• Catalytic Combustible Gas (CGS) Detector, detector de gases
combustibles por principio catalítico.
El modelo Pointwatch Eclipse® PIRECL, es el detector seleccionado ya
que proporciona el monitoreo continuo de gases inflamables de
hidrocarburo desde 0 al 100% del límite inferior de explosividad (LEL) por
principio infrarrojo en un solo equipo y además posee un auto diagnóstico
avanzado.
El PointWatch Eclipse es capaz de detectar una variedad de gases de
hidrocarburos inflamables como: metano (predeterminado), etano,
propano, butano, etileno y propileno.
108
Figura 4.15. Detector de gas PIRECL
(www.pirecl.com, 2013
4.3.8. ESPECIFICACIONES DEL TABLERO DEL SISTEMA F&G
Funciones:
El tablero del sistema F&G deberá cumplir, como mínimo, las siguientes
funciones:
• Controlar y supervisar sus circuitos internos y las líneas externas de
los dispositivos de detección, alarma y control.
• Recibir las señales de los detectores y generar las alarmas en forma
audible y visual por zonas.
• Dispondrá de dispositivos para silenciar, reponer o indicar cualquier
operación normal o anormal en el sistema.
• Indicará la condición normal de operación por zonas, cualquier alarma
o avería.
• El tablero del sistema F&G deberá proveer energía ininterrumpible a
todos los equipos del sistema, razón por la cual tendrá una fuente de
alimentación primaria que funciona con un voltaje de 120 VAC, 60 Hz
y una variación de +/- 10% y una fuente de alimentación secundaria
que en este caso es un banco de baterías independiente el cual será
dimensionado más adelante.
• Tendrá circuitos de alimentación individuales de 24 VDC, con su
respectiva protección para cada dispositivo interno del panel.
109
• Contendrá borneras, iluminación interna, protecciones, fusibles,
canaletas, todo correctamente identificado.
• En la parte frontal del Tablero del sistema F&G deberá estar
claramente identificado el panel de control desde el cual el operador
podrá monitorear y controlar el sistema F&G, el panel de control
sugerido se muestra en la figura 4.16.
El esquema del panel de control (parte frontal del tablero del sistema F&G)
sugerido se muestra en la siguiente figura:
Figura 4.16: Esquema del panel de control sugerido.
(Manual de Operaciones Ep-Petroecuador, 2012)
ZONA 1 ZONA 2 ZONA 3
ALARMA
FUEGO
ALARMA
FUEGO
ALARMA
FUEGO
PROBLEMA PROBLEMA PROBLEMA
ALARMA
GAS
ALARMA
GAS
RECONOCER
ALARMA
OPERACIÓN
NOR
ORIFICIO
PARA
CERRADURA
110
4.4. UBICACIÓN Y EQUIPOS DE CAMPO A INSTALARSE EN CADA
ZONA
Para un más claro entendimiento de la descripción de los equipos utilizados,
se ha dividido a la Estación de Bombeo Baeza #4 en zonas, esto se muestra
en detalle a continuación siendo las zonas las siguientes:
Tabla 4.1. Zonificación de La Estación Baeza #4.
Área 1 Tanques de Petróleo.
Área 2 Tanques de Diésel y Gasolina
Área 2A Sala de Máquinas.
Área 2B Sala de Generadores.
Área 3 Sala de Válvulas.
Área 4 Sala de Control.
Área 5 Campamento Habitacional.
Área 5A Bodega de Materiales y
Repuestos.
Área 6 Salón de Juegos.
Área 6A Cocina y Bodega de Víveres.
Área 6B Comedor.
4.4.1. ÁREA 1: TANQUES DE CRUDO
Se tiene junto a los dos tanques de almacenamiento varias válvulas
manuales y de control, las cuales al fallar por estar cerca de bombas
eléctricas podrían iniciar un incendio. Se protege esta sub zona con la
colocación de cuatro detectores de flama.
111
4.4.2. ÁREA 2: TANQUES DE DIESEL, GASOLINA
Los gases inflamables que son emanados en la separación del
combustible, agua y lodos son conducidos por una tubería hacia la
parte exterior por encima de la estructura, donde al final de la misma
se encuentra un arresta llamas que elimina cualquier posibilidad de
incendio, pero el peligro radica en una posible fuga de los gases
inflamables, a través de las bridas o los accesorios mecánicos; estos
gases pueden hacer contacto con los puntos calientes de esta
dependencia e iniciar un incendio. Para el monitoreo de esta área se
requiere la instalación de dos detectores de gas ubicado uno junto a
cada unidad de proceso (Calentador más separador).
Otro elemento que debe considerarse como foco de incendio es el
intercambiador de calor, ya que los gases de combustión que
calientan al aceite térmico están a una temperatura de 300ºC,
suficiente para iniciar la ignición del aceite térmico, en caso de haber
una fuga del mismo dentro del intercambiador. Para proteger esta
zona se emplearán cuatro detectores de flama y la señal de alarma de
fuego se dará al tener al menos dos señales de alarma de fuego de
equipos diferentes.
4.4.3. ÁREA 2A, 2B: SALA DE MÁQUINAS Y SALA DE GENERACIÓN
En la zona de los generadores trifásicos Caterpillar se ha identificado
como posibles puntos de fuga de gases y de combustibles, las
válvulas controladoras de presión ubicadas entre los filtros, esto por
cuanto son las encargadas de reducir la presión excesiva, por lo que
se colocará un detector de gas junto a esta válvula para monitorearla.
112
Adicional, dentro de los contenedores en los cuales se encuentran los
generadores Caterpillar se tienen dos válvulas que permiten el paso
del gas combustible y para ello lo recomendable es colocar dos
detectores de gas para monitorear de manera más precisa y alertar lo
antes posible en caso de fuga de gas o combustibles, esto es
necesario por la existencia de un punto de ignición crítico
(turbocompresor a 200ºC).
Como complemento del monitoreo de gas explosivo se requiere de la
instalación de un detector de flama, el cual debe tener la capacidad de
monitorear todo el interior del contenedor, protegiendo de este modo
al generador.
En el tanque sumidero, por existir manipulación para extraer los
condensados almacenados a un tanquero (vacumm) a través de un
acople mecánico, para minimizar este riesgo es necesaria la
instalación de un detector de gas.
Para la alimentación de todos los equipos de esta zona, se propone la
instalación de tres cajas de distribución, las señales de alarma
provendrán de una sirena y una luz estroboscópica ubicadas en la
mitad de la zona.
4.4.4. ÁREA 3: SALA DE VÁLVULAS
Como es conocido las válvulas con el tiempo son susceptibles a
fugas, y por tratarse de fluidos inflamables existe el riesgo de que los
gases se concentren y desencadenen un incendio. Además existen
válvulas controladoras de presión ubicadas entre los filtros, esto por
cuanto son las encargadas de reducir la presión excesiva, por lo que
se colocará un detector de gas junto a esta válvula para monitorearla.
113
Pero el peligro radica en una posible fuga de los gases inflamables, a
través de las bridas o los accesorios mecánicos. Para el monitoreo de
esta área y mantenerla siempre segura se requieren varios detectores
de gas, y varios detectores de flama.
4.4.5. ÁREA 4: SALA DE CONTROL
En esta área se encuentran ubicados tableros de control y maniobra,
en este tipo de instalaciones por lo general en caso de fallas eléctricas
se generan cortocircuitos los cuales ocasionan incendios, por ello es
ideal instalar detectores de humo. Al ser necesario monitorear un área
total de 310 m2 se requiere instalar quince detectores.
4.4.6. ÁREA 5: CAMPAMENTO HABITACIONAL
Este tipo de instalaciones son susceptibles por lo general a fallas
eléctricas y cortocircuitos, desencadenando incendios que por el tipo
de materiales presentes en esta área dan lugar a una rápida
propagación de las llamas. Siendo imperante el uso de varios
detectores de flama a fin de detectar oportunamente cualquier
presencia de incendio. Y evitar que esta se propague hacia las áreas
más vulnerables de la estación.
4.4.7. ÁREA 5A: BODEGA DE MATERIALES Y REPUESTOS
Es común almacenar en bodegas, químicos que podrían representar
un riesgo para la generación de incendios, los materiales más
comunes que encontramos en las bodegas de la estación son:
plásticos, fibras, y vidrios que podrán aportar para que un posible
114
incendio se propague. Es por tal razón que se hace necesario instalar,
detectores de temperatura, detectores de gases y detectores de
flama. Y además debe contar con dispositivos de alarma y luz
estroboscópica.
4.4.8. ÁREA 6, 6A, 6B: COMEDOR Y COCINA, SALA DE JUEGOS
En el comedor y cocina y sala de juegos, al existir aparatos que
generan vapores, y ciertos materiales en los que el fuego podría
propagarse, se recomienda la instalación de un detector de
temperatura. Además, es necesario instalar dos estaciones manuales
de alarma de fuego, una en cada puerta de emergencia de la planta
alta.
115
CONCLUSIONES.
• Para automatizar un sistema contraincendios es fundamental zonificar
el lugar que requiere la implementación, pues al zonificar se tiene una
mejor visión del proceso a seguir. Para ello es necesario conocer la
clasificación de lugares peligrosos. En el caso del presente proyecto,
la zonificación de la estación de la Estación Baeza #4 ayudó a
conocer las necesidades de cada zona.
• Al conocer que tipo de lugares peligrosos se va a proteger, se facilita
la determinación de equipos y materiales son necesarios, de manera
que todos los equipos y materiales cumplen con normas de
seguridad.
• Se concluye también que un sistema contraincendios debe estar
aislado del proceso al cual el sistema contra incendios protege. Esto
se debe a que un imprevisto en el proceso es más común que un
imprevisto en el sistema contra incendios y si los dos sistemas son
dependientes, un imprevisto puede causar una mala operación de los
dos sistemas.
• La interfaz Humano Máquina de un sistema contra incendios debe ser
lo más simple posible para los operadores ya que ellos serán las
personas que estén relacionados a diario con el sistema.
• La manipulación de combustibles es realmente un asunto serio y
deben tomarse las máximas seguridades sin permitir que el costo
limite la capacidad de un sistema de detección.
116
• La aplicación de normas y estándares internacionales de seguridad
permiten garantizar un adecuado desempeño del sistema así como
alargar su vida útil del mismo.
• Definitivamente el fuego es controlable en su fase inicial, por ello es
de suma importancia alarmar de inmediato, ya que una vez que toma
volumen el incendio puede alcanzar niveles catastróficos.
• Aunque todos los detectores de flama tarde o temprano detectan el
fuego, el real problema son las falsas alarmas, siendo este factor de
suma importancia en una sala de generación, ya que no se está en
capacidad de apagar los generadores por una falsa alarma, puesto
que los costos que implica el apagado.
• Es indispensable revisar las características de los equipos para
garantizar que pueden ser utilizados en áreas de riesgo (explosivas).
• La clasificación de áreas a la que se llegue no debe ser demasiado
conservadora, pero las consideraciones económicas no deben
sobrepasar el juicio profesional, por la importancia y el valor de las
instalaciones y las vidas que están en juego.
117
RECOMENDACIONES.
• Es recomendable complementar este sistema automático de
detección de fuego y gas con un sistema automático de supresión de
incendios con la utilización de los mejores agentes extintores, los
cuales deben cumplir la normativa más exigente.
• Se recomienda tener en stock un listado mínimo de repuestos,
accesorios y equipos con la finalidad de dar una solución rápida en
caso de requerir un cambio por fallas.
• Es recomendable la utilización de un software que, además de facilitar
el diseño, ayude en la elaboración de lista de equipos y materiales, y
de presupuestos.
• En el caso de construcciones nuevas o que se encuentran en fase de
implementación, se recomienda analizar a detalle los planos,
documentos y toda la información referente al proyecto para tener
claro el ambiente en el que se desea diseñar e implementar un
sistema contra incendio.
• Se recomienda para la instalación del sistema F&G, seguir las
instrucciones realizadas en el presente proyecto y revisar los
catálogos de los fabricantes en caso de requerir información adicional.
• El diseño de sistemas de detección de fuego y gas desarrollado en
este proyecto de titulación cumple en gran medida los objetivos
planteados; y es de esperar que este aporte constituya una buena
base para elaborar el diseño definitivo y/o la implementación del
mismo.
118
GLOSARIO DE TÉRMINOS
• AGENTE EXTINTOR.- Sustancia en estado sólido, líquido o gaseoso,
que en contacto con el fuego y en la cantidad adecuada lo apaga.
• BRULOTE.- Mecanismo o aparato, especialmente construido para
originar efectos incendiarios.
• CALOR POR CONDUCCIÓN.- Es la energía calorífica que se
transmite por contacto directo de un cuerpo a otro.
• CALOR POR CONVECINO.- Es la energía calorífica que se transfiere
a un medio circundante, el cual se expande y eleva.
• CALOR POR RADIACIÓN.- Es la comunicación de la energía
calorífica en formas de ondas, viajando por el espacio, a la velocidad
de la luz.
• CALOR.- Es la manifestación de la energía liberada por cualquier
cuerpo, que se somete a condiciones de combustión.
• CLAVE “CRETI”.- Corresponde a la clasificación internacional de los
materiales que tienen la propiedad de ser Corrosivos, Radiactivos,
Explosivos, Tóxicos o Inflamables.
• COMBURENTE.- Es aquella sustancia que al combinarse con otras,
propician la combustión.
• COMBUSTIBLE.- Son los materiales sólidos, líquidos y gaseosos que
arden al combinarse con un comburente y en contacto con una fuente
de calor.
119
• DEFLAGRAR.- Arder súbitamente con llama y sin explosión.
• EQUIPO CONTRA INCENDIO.- Conjunto de aparatos y dispositivos
que se utilizan para la prevención, control y combate del incendio.
• EQUIPO ELÉCTRICO A PRUEBA DE EXPLOSIÓN.- Elementos
eléctricos que forman un circuito hermético, que no permite la salida o
entrada de chispa flama, se aplica solo en las áreas peligrosas,
especificadas en las normas técnicas para las instalaciones eléctricas.
• FACTOR “K”.- Es la propiedad que tienen los materiales para
transmitir por contacto el calor, a través de su cuerpo, en función de
su coeficiente de conductividad térmica.
• “FLAMAZO”.- Es la deflagración de los vapores combustibles, en un
tiempo muy corto.
• “FOCO” DEL INCENDIO.- Es el lugar donde se observan los
mayores daños de fuego directo y se considera el punto de partida
para la propagación de las llamas y el calor radiante, también se
conoce como el ―punto más bajo‖.
• FUEGO.- Es la oxidación rápida de un combustible con
desprendimiento de energía en forma de luz, calor y humo.
• INCENDIO.- Es una combustión sin control, que se propaga
principalmente por las llamas que produce, destruyendo todos los
materiales combustibles que encuentra a su paso.
• IGNICIÓN: La Ignición ocurre cuando el calor que emite una reacción
llega a ser suficiente como para sostener la reacción química. En
120
química, se refiere al material caliente que espontáneamente
combustiona.
• INFLAMABLE.- Es el material combustible líquido o gaseoso que
arde con flama y que su punto de encendido sea menor de 93ºC.
• PAVESA.- Partícula incandescente que se desprende de un cuerpo
en combustión, reduciéndose rápidamente a ceniza.
• PIROFÓRICO.- Es aquel material que al contacto con el aire
reacciona violentamente, con desprendimiento de grandes cantidades
de luz y calor.
• PIRÓLISIS.- Es el proceso en el cual la aplicación de calor inicia la
descomposición química del material combustible, pasándolo del
estado sólido al estado gaseoso, convirtiéndolo así más inflamable.
• PUNTO DE AUTOIGNICION.- Es la temperatura a la cual un material
combustible se incendia espontáneamente, por calor radiante o de
convección.
• PUNTO DE FUSIÓN.- Es la temperatura a la cual un material se
funde.
• PUNTO DE INFLAMACIÓN.- Es la temperatura a la cual el vapor de
un material combustible se enciende, en presencia de una fuente de
calor.
• VELOCIDAD DE COMBUSTIÓN.- Es el tiempo que se tarda en arder
un material combustible por unidad de longitud.
121
• LIMITE DE EXPLOSIVIDAD.- Es el valor numérico, dado en por
ciento ( % ) de volumen de aire, de un solvente o hidrocarburo, por
tanto, se tienen dos valores, uno que se denomina ―límite superior de
explosividad‖ y ―límite inferior de explosividad‖.
• SOLVENTE.- Son aquellas sustancias químicas que tienen la
propiedad de disolver a los sólidos o productos líquidos, para
mezclarlos o disminuir su concentración, los más populares son:
alcohol, tiner, xilol, tolueno, aguaras, etc.
• HIDROCARBURO.- Son los compuestos químicos formados por la
combinación de carbono e hidrógeno, los más conocidos son:
gasolina, diesel, turbosina, pentano, petróleo, etc.
• NFPA.- Siglas de la asociación nacional contra el fuego de Estados
Unidos de Norteamérica.
• MÉTODO.- Modo de decir o hacer una cosa con orden y según
ciertos principios.
• METODOLOGÍA.- Parte de una ciencia que estudia los métodos que
ella emplea.
• MURO CORTAFUEGO.- Tipo de construcción de materiales no
combustibles, con grado de resistencia al fuego de 2 a 3 horas, en
edificios de un piso.
• TÉCNICA.- Conjunto de procedimientos propios de un arte, ciencia u
oficio.
122
BIBLIOGRAFÍA
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Institutional.
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Flame Detector with pulse output X3301, Louissiana, Institucional.
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16. PROCOBRE, (2012), Conductores Eléctricos. Recuperado 14 de
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www.scribd.com/doc/39208592/Detectores-de-fuego
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Operaciones del Sote, Primera Edición, Quito, Institucional.
19. EMERSON A, (2002), Documentación Técnica para Construcción
Proyecto SOTE Fase II, Primera Revisión, Ecuador, Institucional.
124
ANEXOS
ANEXO 1
DIAGRAMA DE AREAS DE LA ESTACIÓN BAEZA # 4 SOTE
Tanques: Gasolina, Diesel.
ÁREA 1A
Sala de Generadores.ÁREA 2A
Sala de Control ÁREA 4
Tanques: Petróleo.ÁREA 1
Sala de Maquinas.ÁREA 2
Sala de Válulas.ÁREA 3
Bodega de Materiales y Repuestos.
ÁREA 5A
Cocina y Bodega de Víveres. ÁREA 6A
Campamento HabitacionalÁREA 5
ComedorÁREA 6B
Salón de Juegos.ÁREA 6
125
ANEXO 2
MATRIZ DE RIESGOS ESTACIÓN BAEZA # 4 SOTE
Tanques: Gasolina, Diesel.
Fuego Clase: B.
Sala de Generadores.Fuego Clase: B y C.
Sala de Control Fuego Clase C y A.
Tanques: Petróleo.Fuego Clase: B
Sala de Maquinas.Fuego Clase: B, C, y D.
Sala de Válulas.Manifold de Succión y
Descarga.Fuego Clase: CyD.
Bodega de Materiales y Repuestos.
Fuego Clase: A, B, C, D.
Cocina y Bodega de Víveres.Fuego Clase: A, C.
Campamento HabitacionalFuego Clase: A, B, C, D.
ComedorFuego Clase: A, C.
Salón de Juegos.
Fuego Clase: C.
126
ANEXO 3
MATRIZ DE SISTEMA CONTRA INCENDIOS ACTUAL
ESTACIÓN BAEZA # 4 SOTE
Tanques: Gasolina, Diesel.
2 monitores, cañones agua - espuma
Sala de Generadores.4 Extintores 50 lbs de
Gas carbónico.
Sala de Control 2 extintores presión permanente 10 lts.
Tanques: Petróleo.5 monitores, cañones
agua - espuma
Sala de Maquinas.2 monitores cañones agua - espuma10 extintores de 35 lbs Polvo Q. Seco
2 extintores rodantes de 150 lbs presurizado polvo Q. Seco
Sala de Válulas.Manifold de Succión y Descarga.
2 monitores cañones agua - espuma3 extintores rodantes de 150 lbs
presurizado polvo Q. SecoBodega de Materiales y Repuestos.
3 Extintores 35 lbs PolvoQuimico seco.
Cocina y Bodega de Víveres. 4 Extintores de 35 lbs de
Polvo Químico Seco
Campamento Habitacional3 extintores de 12 lbspolvo polivalente ABC.
Comedor2 extintores Polvo
Químico Seco
Salón de Juegos.
2 extintores Polvo Químico
Seco
127
ANEXO 4
LSTADO DE EQUIPOS Y MATERIALES PARA LA
AUTOMATIZACIÓN DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS
ESTACIÓN BAEZA # 4 SOTE
128
