Riesgos a considerar en el transporte intermodal del gas natural licuado

Transcripción

1 Riesgos a considerar en el transporte intermodal del gas natural licuado Octubre 2015 Juan A. Vílchez TIPs Trámites, Informes y Proyectos, S.L. Dirección Técnica

2 SITUACIONES A CONTROLAR: Inflamabilidad. Se trata de un producto extremadamente inflamable, con riesgo de incendio originado por fuentes de ignición convencionales (según UNE-EN , capítulo 5) Vaporiza fácilmente. Es capaz de generar importantes cantidades de vapor inflamable en caso de escape accidental (evaporación masiva) que se desplazarían a ras de tierra Líquido criogénico puede ocasionar daños a las personas (quemaduras por frío) y a estructuras y equipos por fragilización del acero al carbono convencional Puede desplazar al aire. No es tóxico, pero puede causar asfixia Gas pesado. Los vapores de GNL se comportan como un gas frío más pesado que el aire que se puede dispersarse por gravedad y acumularse en zonas bajas (cubetos, pozos, drenajes, sumideros) Derrames de GNL en agua. El GNL flota y se vaporiza violentamente sin acumularse

3 POSIBILIDADES DE TRANSPORTE INTERMODAL/FERROCARRIL: Características Contenedor Vagón cisterna Tipo ISO 20 ISO Volumen (m 3 ) 20,3 20,2 20,1 43,5 111 Presión máxima de servicio (bar) Presión de diseño (bar) ,4 Presión disparo de la SV Tiempo de espera (días) Evaporación de GNL (% día -1 ) 0,25 0,2 N.D. Diámetro SV 2 x 1 2 x DN65 Temperaturas de diseño -196ºC/+50ºC -196ºC/+50ºC Tamaño de la conexión mayor líquida 3 DN 80 Tamaño de la conexión mayor gas 2 DN 50

4 La manipulación de contenedores de GNL en el proceso de transporte lleva relacionado principalmente dos tipologías de riesgo: Riesgo de fugas ocasionadas por colisiones durante el transporte o caídas o golpes durante la manipulación de los contenedores. En el peor de los casos (muy improbable dadas las características constructivas del contenedor), la pérdida de contención podría ser total, liberándose toda la carga transportada en un breve espacio de tiempo. Posibilidad de presurización gradual de los contenedores hasta el punto de disparo de la válvula de seguridad, debido a la vaporización continuada (boil-off) del producto criogénico por transferencia de calor con el ambiente.

5 ACCIDENTES DE REFERENCIA CON GNL (EN CAMIONES CISTERNA): Accidentes acumula ados y = 1,0864x R² = 0,9337 Año Correlación para la distribución acumulada de accidentes (puntos destacados en azul)

6 LA ESTADÍSTICA DE CISTERNAS PUEDE NO SER EXTRAPOLABLE A CONTENEDORES. RAZONES: Modalidad de transporte diferente: una cisterna en carretera está sometida en mayor medida a los riesgos de conducción. Sin embargo hay que considerar que parte del transporte intermodal de contenedores finalmente trascurrirá por carretera, aunque con menos km recorridos por esta vía. Criterios de diseño del recipiente. El diseño de un contenedor puede llegar a ser más mucho robusto que el de una cisterna. Tecnología del aislamiento: el sistema de aislamiento de un contenedor (aislamiento a vacío) es mucho mejor que el sistema de aislamiento de la mayoría de las cisternas (aislamiento con poliuretano)

7 ÁRBOL DE EVENTOS (GNL) ESCAPES LÍQUIDOS: Suceso iniciador (accidente o TOP EVENT) Ignición inmediata Ignición retardada Escenario Sí Incendio de charco (PFIRE Pool Fire) Fuga de GNL Sí Llamarada (FLASHF - Flash Fire) No Incendio (PFIRE Pool Fire) No Sin consecuencias (Dispersión inflamable)

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

9 ÁRBOL DE EVENTOS (GNC) ESCAPES GASEOSOS Suceso iniciador (accidente o TOP EVENT) Ignición Escenario Sí Dardo de fuego (JFIRE Jet Fire) Fuga de GN No Sin consecuencias (Chorro turbulento inflamable) (JDISP Jet )

10 ÁRBOL DE EVENTOS (BOLA DE FUEGO/FIREBALL): Suceso iniciador (accidente o TOP EVENT) Incendio que afecta el contendor Fallo mecánico del contenedor por exposición al fuego Escenario Sí Bola de fuego (FBALL - Fireball) Explosión por sobrepresión (EXPLO) Sí No Sin consecuencias para el contenedor (fuego externo) Accidente externo con Incendio No Sin consecuencias

11 ALCANCES DE CONSECUENCIAS (ESCAPES OPERACIONALES/PARCIALES): ESCENARIO 4D Distancias (m) 2F Distancias (m) ZA ZI ZD DL01 ZA ZI ZD DL01 Escenarios en funcionamiento normal, asociados a fuentes de escape de tipo ATEX (orificios de 3 mm) CONT/FP/GN/JFIRE CONT/FP/GN/JDISP CONT/FP/GNL/PFIRE CONT/FP/GNL/FLASHF Escenarios por fallo operacional, asociados a situaciones de descarga por válvula de seguridad, de interés para aplicar la instrucción 11/2010 SIE CONT/SV/GN/JFIRE CONT/SV/GN/JDISP Escapes accidentales (por orificios 10 mm y de 10% del diámetro total de tubería de conexión), de interés para aplicar la instrucción 11/2010 SIE CONT/FI/GN/JFIRE CONT/FI/GN/JDISP CONT/FI/GNL/PFIRE CONT/FI/GNL/FLASHF TUB/FI/GN/JFIRE TUB/FI/GN/JDISP TUB/FI/GNL/PFIRE TUB/FI/GNL/FLASHF ZI MAX. (m)

12 ALCANCES DE CONSECUENCIAS (ESCAPES TOTALES/CATASTRÓFICOS): ESCENARIO 4D Distancias (m) 2F Distancias (m) ZA ZI ZD DL01 ZA ZI ZD DL01 Escapes accidentales (por orificios del 100% del diámetro total de tubería de conexión) ZI MAX. (m) TUB/FC/GN/JFIRE TUB/FC/GN/JDISP TUB/FC/GNL/PFIRE TUB/FC/GNL/FLASHF Escapes accidentales (por pérdida de contención total) CONT/FC/GNL/PFIRE CONT/FC/GNL/FLASHF CONT/FC/GNL/FBALL CONT/FC/GNL/EXPLO

13 EJEMPLODE CÁLCULO: DISPARO DE 1 VÁLVULA DE SEGURIDAD:

14 CONCLUSIONES SOBRE LOS PELIGROS: Todos los escenarios planteados para le GNL (bola de fuego, dispersión inflamable, dardo de fuego, incendio de charco) pueden también darse en gases extremadamente inflamables que actualmente se transportan de manera habitual por ferrocarril (propano, butano, mezclas GLP, propileno, isobutano, etc.). Incluso bajo este punto de vista el GNL presenta menores riesgos (no hay posibilidad explosión al aire libre y es más ligero que el aire a temperatura ambiente, por tanto no se puede acumular en zonas bajas). La principal circunstancia diferencial al GNL es la presurización gradual del recipiente por el boil-off, que requiere un gestión muy cuidadosa del tránsito del contenedor o el vagón cisterna, para garantizar que, bajo ninguna circunstancia ( en la ida y en la vuelta en frío!), dispare la válvula de seguridad.

15 CONCLUSIONES SOBRE LOS SISTEMAS DE TRANSPORTE: El futuro inmediato está en los contenedores ISO (en Japón parece que es así). Ventajas: - Pueden utilizar la infraestructura de carga de cisternas - Pueden apilarse (2 alturas máximo, < 5 m, para minimizar el riesgo de caída y roturo catastrófica) - Aprovecha al 100 % la infraestructura intermodal actual de distribución de mercancías ADR/RID sin adaptaciones técnicas ( Europa al alcance como mercado!) - Puede llegar a zonas de uso sin infraestructura de descarga fijas - Puede aprovecharse como instalación de almacenamiento satélite. Hoy en día es habitual encontrar en plantas químicas contendores ISO que hacen la función de almacenamiento transportable. En cualquier caso para hacer esto hay que realizar cambios reglamentarios. Los vagones cisterna transportan más cantidad unitaria, pero requieren una infraestructura de carga/descarga específica y dedicada. Sólo se justificaría para grandes trasiegos entre plantas de regasificación o grandes consumidores fijos.

16 EPÍLOGO: EL GNL presenta unos riesgos perfectamente conocidos y que deben ser adecuadamente gestionados en todas las fases del transporte, incluyendo pautas de segregación, de altura máxima (para minimizar los efectos por caída), de tiempos de espera, etc. Estrategia: 1. La seguridad lo primero (safety first) 2. Medio ambiente 3. Mercado